KR100306984B1 - 광픽업장치 - Google Patents

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히로시 다니가와
하루히코 고노
세이기 이토
마사하루 후카쿠사
다이이치 모리
미키오 도미사키
가즈유키 나카시마
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모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

광픽업 장치는 기록밀도 및/또는 기록매체 두께 각각에 대한 여러 종류의 광빔(예를 들어 파장을 서로 다름) 중 적어도 하나 또는 어느 하나는 광기록매체의 표면을 향해 진행하고 그 표면에서 반사된 후 광빔 검출기로 진행하는, 단일 광빔 경로를 가진다.

Description

광픽업 장치{OPTICAL PICKUP DEVICE}
본 발명은 광기록매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업장치에 관한 것이다.
종래의 기술에서는, 기록밀도 및/또는 매체 두께가 다른 다수의 광기록매체상에 정보를 기록할 필요가 있거나 서로 다른 광기록매체로부터 판독할 필요가 있을 때, 각각의 기록밀도 및/또는 매체 두께에 대해 광원(light beam source), 시준기(collimator), 광빔 분할기(splitter), 1/4 파장판(quarter-wave plate), 및 대물렌즈를 포함하는 다수의 광 시스템이 사용된다.
본 발명의 목적은 서로 다른 밀도 및/또는 기록-매체-두께를 가지며 그 크기가 최소화 된 광픽업 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광픽업장치는 단일 광빔 경로를 가지는데, 이 단일 광빔 경로는 각각의 기록 밀도 및/또는 기록-매체 두께에 대한 여러 종류의 광빔(파장 등이 다름) 중 적어도 하나는 광기록매체의 표면을 향해 진행하고 상기 표면에 반사된 후에는 광빔 검출기로 진행한다.
여러 종류의 광빔 중 적어도 하나가 단일 광빔 경로에서 반대 방향으로 진행하기 때문에, 다시 말해, 여러 종류의 광빔이 반대 방향으로 통과하는데 단일 광빔 경로가 사용되기 때문에, 광기록매체 및 광빔 방출 소자(emitting elememt) 간의 구조 및 크기는 광픽업 장치의 크기가 최소화되도록 작아질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 광픽업 및 광경로의 패키징의 구성을 나타내는 횡단면도.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 광원의 주변부의 횡단면도.
도 3은 본 발명에 따르지 않는 실시예의 광원의 주변부의 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 발광점 및 시준기 렌즈간의 관계를 나타내는 다이어그램.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 집광기의 시프트량에 따라 파면 수차량 및 거리비 사이의 관계를 나타내는 다이어그램.
도 6은 유한 광 시스템에서의 발광점과 본 발명에 따른 제1 실시예의 집광기 사이의 관계를 나타내는 다이어그램.
도 7은 6 발명에 따른 제2 실시예의 집적된 광헤드의 횡단면도.
도 8은 본 발명에 따른 제2 실시예의 광원 근처의 확대도.
도 9는 본 발명에 따른 제2 실시예의 광원 근처의 확대도.
도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 광원 근처의 확대도.
도 11은 무한 광 시스템에서의 발광점과 본 발명에 따른 제2 실시예의 시준기 렌즈 사이의 관계를 나타내는 다이어그램.
도 12는 본 발명에 따른 제2 실시예의 집광기의 시프트의 유무에 따른 광에서의 파면 수차량과 거리비 사이의 관계를 나타내는 다이어그램.
도 13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 집적된 광헤드의 횡단면도.
도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 광 시스템의 횡단면도.
도 15는 본 발명에 따른 제3 실시예의 확산각 변환수단의 횡단면도.
도 16은 본 발명에 따른 제3 실시예의 수광수단의 구성을 나타내는 다이어그램.
도 17은 본 발명에 따른 제3 실시예의 광원 설치부의 주변부의 사시도.
도 18은 본 발명에 따른 제3 실시예의 광원 설치부의 주변부의 횡단면도.
도 19는 본 발명에 따른 제1 실시예의 색수차 보정수단의 유무에 따른 렌즈 시프트량과 파면 수차량 사이의 관계를 나타내는 다이어그램.
도 20은 종래의 광픽업의 횡단면도.
[제1 실시예]
먼저 본 발명의 제1 실시예를 첨부 도면들을 참조하여 이하 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따른 제1 실시예의 광픽업 및 광경로(optical path)의 구성부 단면이 도시되어 있다. 도 1에서 점선은 저밀도 광디스크 재생용 광경로를 나타내며, 실선은 고밀도 광디스크 재생용 광경로를 나타낸다.
도 1에서 제1 패키지(1)는 고밀도 광디스크(18)를 위한 광방출용 광원(2), 수광 수단(3) 또는 이와 유사한 수단이 고밀도 광디스크(18)에 의해 반사된 광을 수신하도록 설치되는 기판부(1a), 및 이러한 부재(members)들을 둘러싸도록 구성되어 있는 측벽부(1b)로 이루어진다. 기판부(1a) 및 측벽부(1b) 등을 개별적으로 또는 일체로 형성될 수 있다. 일체적으로 형성되는 경우, 조립공정이 단순화될 수가 있어서 생산성이 증가된다. 제1 패키지(1)의 재료로는 금속, 수지, 세라믹이 있다. 특히, 이들 중에서 광원(2)에서 발생된 열이 손쉽게 방출될 수 있는 금속이나 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 금속 중에서는 Cu, Al, 또는 높은 열 전도성을 가지는 FeNi 합금이나 FeNiCo 합금과 같은 Fe 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 이들 금속이 비용이 저렴하고 높은 열방산(heat dissipation) 효과를 가질 뿐만 아니라, 고주파 중첩회로(high-frequency superposition circuit) 등으로부터의 전자기파 같은 잡음을 차단하는 자기차폐(magnetic shield) 효과를 가지기 때문이다. 이들 중 특히, Fe, FeNi 합금 및 FeNiCo 합금은 낮은 열저항(thermal resistance)과 양호한 열방산율을 가지므로, 광원(2)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방산시킬 수 있다. 또한, 이들 재료는 비용이 낮아서, 저렴한 가격으로 광픽업장치를 만들 수 있게 한다.
또한, 제1 패키지(1)는 기판부(1a)와, 필요하다면 측벽부(1b)를 큰 열용량을 갖는 캐리지와 접촉시킴으로써 광원(2)에 의해 발생된 열을 외부로 방출한다. 따라서, 캐리지(carriage)와 접하는 기판부(1a)의 면적이 클수록 패키지(1)는 더욱 양호한 열방산 효과를 얻는다.
기판부(1a)에는 광원(2)으로 전원을 공급하며 수광수단(3)으로부터 산술회로(arithmetic circuit)로 전기신호를 전송하는 단자(1c)가 있다. 이들 단자(1c)는 핀형(pin-typed) 또는 프린트형(printed-type)일 수 있다. 이 실시예에서는 특히 핀형 단자(1c)에 대해 설명한다.
금속으로 만들어진 기판부(1a)에 전기적으로 연결되지 있지 않은 기판부(1a) 위의 다수의 구멍에 단자(1c)가 삽입된다. 단자(1c)의 재료로는 FeNiCo, FeNi, FeCr 등의 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
기판부(1a)와 단자(1c) 사이의 전기적 연결의 차단수단으로 각 단자(1c)와 기판부(1a)에서의 구멍 사이에 절연코팅(insulating coating)을 하며, 또한 이러한 코팅은 공기가 통하지 않도록 밀봉되는 것이 바람직하다. 이를 위한 재료로서는 용접밀봉재(hermetic seal)와 같은 절연 및 불투과성(impermeable) 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 정합-밀봉형(matched-sealing type) 또는 압입-밀봉형(compressed-sealing type)의 용접밀봉재를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 이들 재료가 극히 저렴할 뿐만 아니라, 절연 및 밀봉효과를 얻기 위해 매우 용이하게 준비할 수 있기 때문이며, 따라서 기판부(1a)에 단자(1c)를 설치하는 공정이 단순화되며 광픽업의 제조가격도 감소될 수 있다.
또한, 상기한 형태의 용접밀봉재는 넓은 온도 범위에서 높은 밀봉 및 절연 효과를 유지할 수 있어서, 광픽업의 신뢰성이 향상될 수 있고 단자의 형태도 상대적으로 손쉽게 변형될 수 있어서, 설계의 자유도가 증가될 수 있다.
광원(2)으로는 단색으로도 양호한 일관성(coherence), 지향성(directivity) 및 집광(condensing) 효과를 갖는 광원을 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 적당한 형태의 빔 스폿(beam spot)이 비교적 용이하게 잡음 발생을 억제하도록 형성될 수 있기 때문이다. 이러한 요구조건을 만족시키는 것으로서 고체, 가스 또는 반도체 레이저광 같은 여러 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 반도체 레이저는 소형이며, 용이하게 광픽업을 소형화시키는 효과가 있으므로 광원(2)으로서는 최적이다.
반도체 레이저 광원(2)은 800nm 이하의 발진 파장(oscillation wavelength)을 갖는 것이 바람직한데, 이것은 광원으로부터 나온 광이 기록매체에 형성된 트랙의 피치크기와 비슷한 크기를 갖도록 기록매체로 수렴하는 빔 스폿을 쉽게 만들 수 있기 때문이다. 또한, 광원(2)의 발진파장이 650nm 이하인 경우, 극도로 높은 밀도의 정보가 기록되는 기록매체가 재생될 수 있는 극소형의 빔스폿 형성이 가능해서, 대량 저장수단을 용이하게 얻을 수 있으며, 특히 고밀도 광디스크상의 기록을 재생하기 위한 광원(2)으로 사용되는 것이 바람직하다.
광원(2)이 반도체 레이저로 구성되는 경우, 약 800nm 이하의 발진파장 요구조건을 만족시키는 재료로는 AlGaInP, AlGaAs, ZnSe 및 GaN이 있으며, 특히, 이러한 화학 성분재료에서 AlGaAs는 용이한 결정성장(crystal growth) 특성을 가지므로 바람직하며, 높은 수율 및 높은 생산성을 얻을 수 있는 반도체 레이저 제작에 효과적이다. 650nm 이하의 발진파장 요구조건을 만족시키는 재료로는 AlGaInP, AlGaAs, ZnSe 및 GaN이 있다. 광원(2)으로 이들 재료로 만들어진 반도체 레이저 사용함으로서, 기록매체를 형성되는 빔 스폿의 직경이 더욱 감소될 수 있어서 기록밀도를 더욱 향상시킬 수 있으며, 따라서 고밀도 광디스크의 재생을 가능하게 한다.
이들 재료 중 특히 AlGaAsP가 바람직한데, 이것은 이 재료가 장기간에 걸쳐 안정한 성능을 가지며, 따라서 광원(2)의 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한, 광원(2)의 출력은, 재생을 위한 경우라면 약 2∼10(mW) 범위가 바람직한데, 이는 재생에 필요한 충분한 양의 광을 보장하고 에너지 소비를 최소로 제한하며, 또한 광원(2)으로부터 방출되는 열의 양을 억제하기 때문이다. 광원이 기록 및 재생 모두를 위해 사용되는 경우, 기록에서 기록층(record layer)의 상태를 변화시키기 위해 많은 양의 에너지가 요구되며, 적어도 25 (mW) 이상의 출력이 필요하다. 출력이 50mW를 초과하는 경우, 광원(2)으로부터 방출되는 열을 외부로 방산하는 것이 어려워지므로 광원(2)과 그 주변부는 고온이 되며, 광원(2)의 수명은 급감되고 최악의 경우 광원(2)이 파손될 수 있다. 따라서, 전기회로는 오작동을 초래하고 전원(2) 자체는 발진파장의 시프트(shift)를 유도하는 파장의 변동(fluctuation)을 초래하거나, 잡음이 신호에 포함되어서 광픽업장치의 신뢰성이 급감되므로 일정수준 이상의 출력은 바람직하지 않다.
다음으로, 광원(2)이 설치되는 광원설치부(150)에 대해 설명한다.
광원설치부(150)는 직사각형 평행 파이프(rectangular parallelepiped)형 또는 판(plate)형으로 되고 그 상면 또는 측면에 광원(2)이 설치된다. 기판부(1a) 또는 측벽부(1b)에 있는 광원설치부(150)는 광원(2)을 잡아줄 뿐만 아니라 광원(2)에 의해 발생된 열을 방출시킨다.
열전도도(heat conductivity)를 고려할 때, 광원설치부(150)와 광원(2) 사이의 접합은, 고온에서 땜납하기 전에 Au-Sn 같은 땜납 재료로 광원설치부(150)의 상부를 판금시키는 방법이나, Au-Sn, Sn-Ag, Sn-Sb 또는 Sn-Pb-In 박막(두께는 수 ㎛에서 수십 ㎛)이 고온에서 압착-접합(contact-bonded)되는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
광원(2)이 광원설치부(150)의 설치면과 거의 평행하게 설치되지 않는 경우, 광학계의 수차(aberration) 또는 접합효율의 감소를 초래할 수 있다. 따라서, 광원(2)은 소정 위치, 소정 높이 및 접합되는 설치면과 거의 평행하게 광원설치부(150)에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 전극면은 광원설치부(150) 상부에 위치되어서 광원(2)의 저부에 전기적으로 연결된다. 전극면은 광원(2)으로 전원을 공급하도록 제공되며, 전도성 및 저항 특성의 관점에서 Au의 박막이 전극면을 구성하는 금속막으로 사용되는 것이 바람직하다.
광원설치부(150)는, 높은 열전도도와 광원(2)에 의해 발생된 열의 관점에서 광원(2)의 선팽창계수(약 6.5×10-6/℃)와 근접한 선팽창계수를 가지는 재료나, 광원(2)에 설치되는 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 특히, 3∼10×10-6/℃의 선팽창계수 및 100 W/mK 이상의 열전도도를 갖는 재료, 예를 들면 AlN, SiC, T-cBN, Cu/W, Cu/Mo 또는 Si, 특히 고출력의 광원(2)이 사용되고 열전도도가 극히 높아야 되는 때를 예를 들면 다이아몬드가 사용되는 것이 바람직하다.
광원(2) 및 광원설치부(150)가 동일 또는 근접한 선팽창계수를 갖는 경우, 광원(2)과 광원설치부(150) 사이의 왜곡 발생을 방지할 수 있으며, 이는 광원(2)과 광원설치부(150) 사이의 설치된 부분이 떨어지거나 광원(2)에 크랙(crack)이 생기는 단점을 방지할 수 있도록 한다.
그러나, 선팽창계수들이 상기 범위를 벗어나는 경우, 광원(2)과 광원설치부(150) 사이에 상당한 왜곡을 발생하며, 이는 광원(2)과 광원설치부(150) 사이의 설치된 부분이 떨어지거나 광원(2)에 크랙이 생기는 문제를 초래할 가능성이 커진다.
광원설치부(150)의 열전도도가 가능한 최고값으로 설정되면 광원(2)에 의해 발생된 열은 외부로 효율적으로 방산될 수 있다.
열전도도가 상기 수준 보다 낮을 경우, 광원(2)에 의해 발생된 열을 외부로 방산하기 어려워져서, 광원(2)의 온도는 증가하며 광원(2)으로부터의 방출되는 광의 파장은 시프트 된다. 따라서, 광매체에서의 광의 수렴위치가 미세하게 변화되어, 많은 잡음 성분이 재생된 신호에 포함되거나 광원(2)의 출력이 감소하며, 기록매체에서의 기록재생 동작은 정상적으로 수행될 수 없으며, 또한 광원(2)의 수명이 감소되거나, 최악의 경우 광원(2)이 파손되거나 다른 문제점들이 손쉽게 발생될 수 있다.
이러한 실시예에서는 이들 두 관점에서 뛰어난 특성을 갖는 AlN이 사용된다.
광원설치부가 광원(2)에 대한 양호한 접합효과를 갖도록, 광원설치부(150)의 상부에 광원설치부(150)로부터 광원(2)까지 Ti, Pt 및 Au의 순서로 박막을 형성시키는 것이 바람직하다. Si가 광원설치부(150) 재료로 사용되는 경우, Ti층이 형성되기 전에 부재표면에 Al2O3또는 표면산화막 같은 절연층을 형성시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 기판부(1a)상에서의 광원설치부(150) 구성을 설명한다. 도 2에, 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 광원의 주변부에 대한 단면이 나타나 있다.
기판부(1a)에는 거의 직사각형 평행 파이프 형상을 하는 돌기부(raised portion)(151)가 형성되어 있다. 돌기부(151)의 측부분(151a)을 광원설치부(150)의 측부분(150a)과 접하게 함으로써 광원설치부(150)의 위치설정이 이루어진다. 즉, 광원설치부(150)가 미리 기판(1a)의 표면(1f)에 위치되고, 압축되면서 접합재료에 의해 정밀하게 모서리가 깍이는 돌기부(151)의 측부분(151a)에 접합된다.
이러한 구성으로, 광원(2)이 설치되는 광원설치부(150)는 보다 쉽고 정밀하게 소정 위치에 놓일 수 있어서 광특성이 광원(2)의 위치편차에 의해 덜 악화되는 고성능 광픽업을 달성할 수 있게 된다.
이 실시예에서는 광설치부 위치설정이 돌기부를 사용해서 실행되지만, 기판부에 오목부(recess portion)를 배치시켜 동일한 효과를 얻을 수 있다.
광설치부(150)와 기판부(1a) 사이의 접합에 사용되는 접합재료로는 땜납 또는, 자외선이나 가시광선에 의해 경화되는 광경화수지 같은 금속 접합재료를 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 이러한 재료가 요구되는 값 이상의 접합력을 갖기 때문이다. 특히, 금속 접합재료를 사용할 경우, 기판부(1a)의 표면(1f), 돌기부(151)의 측부(151a) 및 광설치부(150)의 저부(150b) 또는 측부(150a)를 금속으로 미리 판금시키는 것과 같은 양호한 접합효과를 얻기 위한 조치를 취하는 것이 바람직하다.
또한, 광설치부(150)의 저부(150b)와, 돌기부(151)와 접하는 측부(150a)에 의해 형성되는 모서리 부분(angular portion)은 소정의 반경(R) 또는 예리한 가장 자리가 제거된 모서리를 갖는 것이 바람직하다.
도면을 사용하여 설명한다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따르지 않는 실시예의 광원 주변부의 확대도가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 흔히 기판(1a)의 표면(1f)은 돌기부(151)의 측부(151a)에 정확하게 직각으로 교차하지 않는다. 이 경우, 광설치부(150)가 돌기부(151)에 압착될 때, 광설치부(150)는 도시된 것처럼 경사져서 광설치부(150)에 설치된 광원(2)으로부터 나오는 광의 광축의 소정 위치로부터 편향되게 되며, 따라서 광매체의 소정의 트랙이 광에 의해 조사되지 않는다. 따라서, 정밀한 기록과 재생이 이루어지지 않는다.
따라서, 도 2에 도시된 것처럼, 이 실시예에는 기판부(1a) 및 광설치부(150)의 돌기부(151)에 면하는 모서리 부분이 둥글게 되거나(도면에서 실선으로 표시) 모서리의 예리한 가장자리가 제거되는 구성이 제공되어서, 모서리는 기판부(1a) 표면(1f) 및 돌기부(151)의 측부(151a)에 의해 형성된 비직사각형(non-rectangular) 부분과 접촉하지 않거나 비직사각형 부분과 맞게 된다.
이러한 구성에 의해, 기판부(1a)의 표면(1f)이 돌기부(151)의 측부(151a)에 대해 직각으로 교차하지 않는 경우에도, 광설치부(150)는 정확한 위치에서 기판부(1a)와 접합될 수 있으며, 따라서 광설치부(150)에 설치된 광원(2)으로부터 나오는 광의 광축의 소정 위치로부터 벗어남이 없이 양호한 기록재생 특성을 갖는 광픽업을 달성할 수 있게 된다.
광원설치부(150)에 설치되는 광원(2)은 돌기부(151)에 면하도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 돌기부(151)는 광원(2)으로부터 후방으로 나가는 광(2h)의 연장 방향에 형성되어 있다. 이에 대한 설명은 후술될 것이다.
돌기부(151)는 전술한 것처럼 광원설치부(150)의 정확한 위치설정을 위해 사용되므로, 광원설치부(150)와 접하기만 하면 본질적으로 어느 면과도 접할 수 있다. 그러나, 광원(2)으로부터 후방으로 나가는 광(2h)이 표유광(stray light)으로 수광수단 또는 광 부재에 입사되는 것을 방지하기 위한 예방조치를 취하는 것이 필요하다. 이 실시예에서 이러한 조치는 돌기부(151)에 취해진다.
이 실시예에서 돌기부(151)의 상부(151c)는 광원(2)의 발광점(2g)이 존재하는 단부면(end surface)(2i)에 대해 경사져 있다. 상부(151c)에는 고반사율을 갖는 금속 또는 유전체막이 표면 전체에 또는 부분적으로 형성되어서, 발광점(2g)으로부터 후방으로 나오는 광(2h)을 상부(151c)를 향해 비직각으로 반사시킨다. 단부면(2i)에 대한 돌기부(151)의 상부(151c)의 경사각은 광원(2)으로부터 나오는 광의 확산각도에 따라 결정된다.
이러한 구성에 의해 광원(2)으롭터 후방으로 나가는 광(2h)은 소정의 방향으로 반사될 수 있으며, 후방으로 나가는 광(2h)이 패키지(1) 내에서 반사 또는 확산되어서 광 부재나 수광수단에 표유광으로 입사되는 것을 방지할 수 잇다.
돌기부(151)의 상부(151c)는 고반사율을 갖도록 형성되나 고반사율 대신 고흡광률(extinction modulus)이 적용될 수 있다. 흡광률을 증가시키는 구성으로, 상부(151c)의 표면 전체 또는 그 일부에 흡광막을 배치시키는 방법이 있다. 흡광막으로는 반투명 유리나 수지물질, Si이나 Ti막, 또는 Si막 및 Ti막이 소정 두께로 통상 사용된다.
흡광막 두께는 입사광 파장에 따라 변화되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 광원이 여러 파장을 가질 때도 흡광막이 각 광원으로부터 나오는 광을 확실하게 흡수할 수 있다.
흡광막이 사용되는 구성에서, 흡수된 광의 에너지 대부분은 열로 변환되며, 따라서 흡광막이 형성되는 반사 부재의 재료로는 양호한 열방산 및 높은 열전도도를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료의 사용으로, 반사부재의 온도상승에 의한 흡광막 구조의 변화로 인해, 주어진 흡광 효과를 얻을 수 없게 되는 문제점의 발생을 방지할 수 있게 된다.
이러한 구성으로, 광원(2)의 발광점(2g)으로부터 나오는 광은 거의 대부분 반사됨이 없이 상부(151c)에서 흡수되며, 발광점(2g)에서의 광은 표유광으로 광 부재에 거의 부딪히지 않아서 양호한 신호 특성을 갖는 광픽업을 얻을 수 있게 된다.
돌기부(151)의 상부(151c)는 광반사 타입의 예에서는 광원(2)의 단부면(2i)에 대해 경사지게 되나, 이 경우에는 경사질 필요가 없다.
또한, 광원(2)이 수광소자(3)에서와 같은 반도체 기판에 형성되거나 광원이 직접 기판에 위치된다면, 광설치부(150) 놓여질 필요가 없다.
제1 패키지(1)의 개구부(1d)에는 제1 광부재(S) 접합된다. 제1 광부재(5)는, 광원(2)으로부터 나와서 기록매체 상에서 수광수단(3)의 소정 위치로 반사된 광의 가이드(guide), 역할을 한다. 이 실시예에서는, 제1 광부재(5)가 다수의 경사면을 가지는 각 경사면에 형성된 광소자를 사용하여 복귀광(returning light)을 유도하는 구성에 대한 설명을 할 것이다.
제1 광부재(5)는 제 1 경사면(5a) 및 제2 경사면(5b)을 내부에 포함한다. 또한, 반거울(half mirror)과 제1 경사면(5a) 상의 편광분리(평광빔 분할기)막으로 이루어지는 광경로 분재수단(6)과, 제2 경사면(5b)상의 수광수단(3)으로 입사광을 안내하는 반사수단(7)이 제공된다. 데이터가 고밀도 광디스크에 재기록될 수 있다면, 광디스크는 극히 높은 에너지로 조사되어야 하며, 따라서 광원(2)으로부터 나온 광은 가능한한 효율적으로 광디스크로 안내되어야 한다. 이러한 관점으로부터, 편광분리(편광빔 분할기)막으로 만들어지며, 1/4 파장판(4)과 결합되는 광경로 분배수단(6)을 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 광의 이용효율을 개선하며 기록 및 재생을 위해 여러 종류의 광디스크 사용을 가능하게 해주기 때문이다. 또한, 광원(2)으로부터 나오는 광의 양을 제한할 수 있도록 함으로서, 광원(2)의 수명이 연장될 수 있어서, 광디스크의 신뢰성이 향상될 수 있다.
1/4 파장판(4)은 선형편광으로 입사하는 광을 타원편광(elliptic polarization)으로 바꾸는 변환기 역할을 하며, 타원편광의 회전방향이 기록매체 상에서의 반사로 인해 역전된다면 타원편광은 전술한 입사편광 방향에 직각으로 교차하는 선형편광으로 변환된다.
반사수단(7)의 위치에 있어서는, 목적[예를 들면, 비점 수차(non-point astigmatism)를 갖는 초점 에러신호를 형성하기 위한 만족시키는 광소자를 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 초점에러신호가 칼날 방식(knife edge method)으로 형성되면, 반사수단(7) 위치에서 칼날을 형성할 수 있는 광소자가 제공되며, 초점에러신호가 비점 수차 방식을 사용하여 얻어지면, 반사수단(7)의 위치에서 비점수차를 형성할 수 있는 광소자가 제공된다. 이들 광소자가 제1 광부재(5)에 형성되는 것을 고려하면, 렌즈로 만들어진 광소자의 경우보다 광부재를 얇게 만들 수 있도록 하기 때문에 광소자가 홀로그램으로 만들어지는 구성을 적용하는 것이 바람직한데, 이것은 공간이 더욱 효율적으로 사용될 수 있어서 제1 광부재(5)를 더옥 작고 얇게 만드는 것이 용이하게 된다.
또한, 제1 광부재(5)는 전체가 평행한 판상(parallel planar plate)의 형태로 형성되는 것이 바람직한데, 이것은 수차발생을 효과적으로 방지하여 양호한 재생신호 또는 초점 트래킹(focus tracking) 신호들이 형성될 수 있기 때문이다. 또한, 제1 광부재(5)는 그 상부 및 하부가 투과된 광의 광축에 정확하게 수직이 되도록 설치되는 것이 바람직한데, 이것은 비점 수차와 초점이 맞지 않은 스폿에 의해 초래된 재생신호의 악화를 효과적으로 방지하기 때문이다.
제1 광부재(5)의 재료로는 유리나 수지 같은 높은 광투과율을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 광량의 감소와 제1 광부재(5)를 통해 투과된 광의 광학 특성 악화를 효과적으로 방지하기 때문이다. 특히, 복굴절이 일어나지 않아서 투과된 광의 특성이 양호하게 유지될 수 있다는 점에서 제1 광부재(5)의 재료로 유리가 바람직하다. 또한, 저파장 분산(low wavelength dispersion), 즉 BK-7 같이 높은 아베수(Abbe's number)를 갖는 광학유리(optical glass) 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 파장의 변동에 의해 초래되는 구면수차(aberration of a spherical surface)의 발생을 효과적으로 방지하기 때문이다.
제1 광부재(5)를 형성하는 방법으로는, 광소자들을 포함하는 다수의 주사위 모양(die-shaped)의 프리즘을 선형으로 접합하는 방법이나, 광소자들이 판성분의 소정 위치에 형성되고 각 판성분들이 주어진 형상으로 절단되도록 적층되는 방법을 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 상기 방법들이 양호한 생산성을 얻는데 유용하기 때문이다. 특히, 고생산성 및 고수율을 얻을 수 있다는 점에서 후자의 방법이 보다 바람직하다.
이 실시예에서는 제1 광부재(5)가 제1 패키지(1)의 측벽(1b)에 직접 접합되어 측벽(1b)에 배치된 개구부(1d)를 밀봉하지만, 제1 패키지(1)를 제1 광부재(5)와 간격을 두고 배치할 수도 있다. 서로 떨어지게 둠으로서, 패키지(1) 높이가 불균일한 경우에 문제가 되는 광원(2)과 제1 광부재(5) 사이의 거리를 보다 정밀하게 조절할 수 있어서, 제1 광부재(5)에 의해 수광수단(3)으로 안내된 광의 광학특성이 양호하게 유지될 수 있어서, 신호가 정확하게 검출될 수 있다.
도 1을 참조하면, 제2 패키지(8)는 저밀도 광디스크에 대해 광을 방출하는 광원(9)과 수광수단(10)이 설치되는 기판부(8a)와, 이들 소자들을 밀봉하도록 배치된 측벽부(8b)로 구성된다. 다음으로 제1 패키지(1)와 다른 점에 초점을 맞추어 제2 패키지(8)를 설명한다.
먼저, 제2 패키지(8)의 재료로는, 광원(9)에 의해 발생된 열을 효과적으로 방출하기 때문에 제1 패키지(1)와 마찬가지로 금속이나 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다.
제2 패키지(8) 재료의 열전도도는 제1 패키지(1) 재료의 열전도도보다 작거나 같은 것이 바람직하다. 이는 통상적으로 고밀도 광디스크(18)용 광원(2)은 저밀도 광디스크(19)용 광원(9)보다 크거나 같은 출력을 가지므로, 광원(2)으로부터 방출된 열량은 광원(9)으로부터 방출된 열량보다 크거나 같기 때문이다. 광원들을 고정하고 열방출하는 부분들이 동일한 열전도도를 갖도록 패키지가 구성된다면, 광원(2)의 열방산량이 광원(9)의 것과 동일하지 않을 경우 광원(2)의 온도가 광원(9)의 온도보다 높게 되어 광원(2, 9) 사이의 동작조건에 불균형이 초래되어, 경우에 따라서는 광원(2)의 수명이 광원(9)의 수명과 크게 달라져서, 광픽업장치의 신뢰성을 크게 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
제2 패키지(8) 재료의 열전도도가 제1 패키지(1) 재료의 열전도도보다 작거나 같으면, 광원(2)의 온도가 광원(9)의 온도보다 높을 가능성이 감소하게 되어, 광원(2)과 광원(9) 사이의 동작조건의 차이가 감소될 수 있어서, 상기 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제1 패키지(1)는 제2 패키지(8)의 캐리지와 접촉하는 면적과는 다른 접촉면적을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 서로 다른 접촉면적이 제공되면, 면적의 증가에 따라 시간당 보다 많은 열방출이 가능하게 되어, 발생된 열량의 차이가 각 패키지간의 열전도도 차이에 의해 소모될 수 없어도 상기 열량의 차이가 바람직하게 해결될 수 있다. 이 실시예에서는, 특히 제1 패키지(1)가 캐리지와 접촉하는 면적이 더 크게 되어 있다.
광원(9)의 발진파장은 800nm 이하가 바람직한데, 이는 광원으로부터 나와서 기록매체로 수렴되는 광에 의해 형성되는 빔스폿이, 기록매체에 형성되는 트랙의 피치크기와 유사하도록 조절하는 것이 쉽기 때문이다. 특히, 광원(9)은 광원(2) 보다 긴 발진파장을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, CD가 재생될 때 약 780nm로 저밀도 광디스크에 충분한 크기에 빔스폿을 형성할 수 있다.
다음의 설명은 광원(9)이 설치될 광원설치부(152)에 대한 것이다.
광원설치부(152)는 그 형상, 설치위치 및 기능에 있어서 광원설치부(150)와 거의 동일하므로 그 설명은 생략한다. 그러나, 광원(9)에 의해 발생된 열량은 대부분의 경우, 광원(2)의 것에 비해 그렇게 크지 않으므로 특성값의 요구조건은 광원설치부(150)의 경우처럼 엄격하지 않다. 따라서, 광원설치부(152)는 광원(9)에 대한 광원(2)의 출력비를 고려할 때, 광원(9)과 유사한 선팽창계수(약 6.5×10-6/℃)와 광원설치부(150)의 열전도도 보다 1/5 이상인 열전도도를 갖는 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 특히, 3∼10×10-6/℃의 선팽창계수 및 20W/mK 이상의 열전도도를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이런 재료로는 광원설치부(150)의 예로서 설명된 재료 외에 Mo, Cu, Fe, FeNiCo 합금 또는 FeNi 합금이 있다. 이 실시예에서, 광원설치부(152)는 Cu, Mo 등과 같은 재료로 만들어지는데, 이것들은 광원설치부(150) 재료인 AlN에 비해 매우 저가이며, 상기한 점에서 상대적으로 뛰어난 특성을 갖는다.
광원설치부(152)가 기판부(8a) 또는 측벽부(8b)와 접하는 면적은 광원설치부(150)가 기판부나 측벽부와 접하는 면적보다 작은 것이 바람직하다. 이런 구성으로, 광원(9)에 의해 발생된 열량의 방출량보다 광원(2)에 의해 발생된 열량의 방출량, 특히 기판으로의 방출량을 더 크게 할 수 있다. 따라서, 고온에서 저저항을 갖는 반도체 레이저를 사용할 때도 광원(2)을 사용할 경우의 온도가 광원(9)을 사용할 경우보다 훨씬 큰 레벨로 증가하는 것을 방지할 수 있어서, 광원(2)의 수명이 광원(9)의 수명보다 훨씬 짧게 되는 일이 없으며, 따라서 광픽업장치의 수명이 상대적으로 연장될 수 있으며, 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한 광원설치부(152)는 제1 패키지(1)의 광원설치부(150)보다 작다. 이에 대해서는 후술할 것이다.
대개의 경우, 광원(2)이 설치되는 광원설치부(150)와 광원(9)이 설치되는 광원설치부(152)의 요구되는 열방산 수준에는 차이가 있다. 이 차이를 처리하려면 이들이 서로 다른 형상을 갖도록 하는 방법이 효과적이다.
즉, 광원설치부(150)의 열용량을 증가시키기 위해 광원설치부(150) 크기가 광원설치부(152) 크기에 비해 크게 형성되어서, 광원(2)에 의해 발생된 열이 효율적으로 광원설치부(150)로 전도된다.
이러한 구성에 의해, 광원(2)에 의해 발생된 열은 전도(conduction)에 의해 광원설치부(150)로 방출될 수 있으며, 또한 광원설치부(150) 표면으로부터의 복사(radiation)에 의한 열방산은, 전도에 의해 광원설치부(150)로부터 기판부(1a) 또는 측벽부(1b)로의 열방산에 더하여 보다 큰 비율로 이용될 수 있어서, 큰 열방출량을 갖는 광원(2)으로부터의 열이 효율적으로 방출될 수 있다.
또한, 이 경우 광원설치부(150)의 전도열량은 광원설치부(152)의 경우보다 큰 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 보다 큰 출력을 갖는 광원(2)으로부터의 열을 광원설치부(150)를 통해 보다 효율적으로 외부로 방출시킬 수 있다.
따라서, 열이 광원(2) 주위에 누적됨으로 인해 광원(2)의 온도 증가를 초래하는 광원(2) 방출광의 파장시프트(shift of a wavelength)를 억제하게 된다. 또한 광원(2)의 온도증가가 효율적으로 억제될 수 있어서, 광원(2)이 열에 의해 열화 또는 파손되는 것을 방지하므로, 광픽업장치의 신뢰성을 향상시킨다.
이 실시예에서는 광원설치부에 다른 형상을 부여함으로써 광원설치부가 구별되었으나, 누적되는 열량에 가장 효과적으로 영향을 미치는 부피에 차이를 두는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 광원설치부(150)의 표면적이 광원설치부(152)보다 큰 경우, 광원설치부(150) 표면으로부터의 복사열량이 증가될 수 있다. 광원설치부(150)의 단위시간당 복사열량이 광원설치부(152)의 경우보다 클 경우, 복사에 의해 광원설치부(150)로부터 외부로 효율적으로 열이 방출될 수 있으며, 이에 의해 광원(2)의 열부하(thermal load)가 감소될 수 있다.
이 실시예에서 두 개의 광원 패키지가 사용되었으나, 둘 이상의 패키지가 사용되는 경우, 임의 개수 광원 패키지가 사용될 수 있다. 이 때, 각 광원설치부의 물리적 특성은 광원 패키지에 설치된 광원의 출력에 의존하는 것이 바람직하다.
상술한 것처럼, 광원(2)이 설치되는 광원설치부(150)의 물리적 성질(예를 들면, 열용량, 크기, 부피, 표면적 등)이 광원(9)이 설치되는 광원설치부(152)의 물리적 성질과 다른 경우, 출력이 높으며 고온이 될 수도 있는 광원(2)으로부터의 열을 효율적으로 방출할 수 있게 되며, 따라서 광원(2)의 온도증가에 의한 발진파장의 시프트 또는 광원(2)이 열에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 작동 중의 광원(2)의 온도는 광원(9)과 거의 동일할 수 있다. 즉, 이들 중 하나가 극단적으로 높은 온도를 갖도록 작동되지는 않으므로, 광원(2, 9)간의 수명차이가 크지 않으며, 광픽업장치는 수명의 큰 변화없이 고신뢰성을 확보할 수 있다.
제2 광부재(11)는 제1 광부재(5)와 거의 같은 구성을 가지나, 경우에 따라서, 이들 사이에는 각 경사면에 형성되는 광소자간 차이가 있는데, 이것에 대해서는 후술한다. 제1 경사면(11a)에는 반거울(half mirror)과 편광분리(편광빔 분할기) 막으로 만들어진 광경로 분할수단(12)에 제공되며, 제2 경사면(11b)에는 수광수단(10)으로 입사광을 안내하는 반사수단(13)이 제공된다.
이 때, 대개의 경우, 고밀도와 저밀도 광디스크의 신호검출방법은 다르다. 따라서, 수광수단(10)의 광수용부 구성은 수광수단(3)의 광수용부 구성과는 다른 것이 통상적이다. 광디스크로부터의 광이 수광수단(10)으로 안내될 때, 초점에러신호(focus error signal)가 반사수단(13)에 의해 형성되는 경우, 반사수단(13)은 각 광디스크에 대한 최적신호를 형성하도록 반사수단과 다른 형상을 갖는 것이 바람직하며, 이에 의해 보다 정확한 신호형성 및 동작제어를 할 수 있으며, 오작동이 적은 신뢰성 있는 광픽업을 얻을 수 있다.
기판부(8a)에서의 광원설치부(152)의 구성은, 도 2에 도시된 것처럼 기판부(1a)에서의 광원설치부(150) 구성과 거의 동일하며, 또한 동일한 방법으로 광원설치부(152)에 설치되는 광원(9)이 돌기부(153)를 면하도록 구성된다. 따라서, 구성에 대한 설명은 생략한다.
그러나, 이 실시예에서, 광원(2, 9)의 발진파장은 서로 다른데, 이는 상이한 기록매체를 처리하기 위해 이 파장들을 사용되기 때문이다. 즉, 광원(2)의 경우 630∼660nm이고, 광원(9)의 경우 770∼800nm이다. 이로 인한 차이점은 후술한다.
일반적으로, 광반사에 사용되는 금속 또는 유전체 물질에서 입사광에 대한 반사광의 비율(반사율) 또는 입사광에 대한 흡수광의 비율(흡광률:extinction modulus)은 입사광의 파장에 의존하는 것이 보통이다. 즉, 대개의 경우, 반사율은 파장에 의존한다. 광원(2, 9)의 광이 동일한 구성을 가지는 반사부재에서 반사되는 경우, 광원(2)의 광과 광원(9)의 광 사이에 반사율의 차이가 있게 되며, 이것은 차이에 따른 산란증가 같은 문제점을 초래한다.
따라서, 이 실시예에서는 돌기부의 상부(151c)와는 다른 상부(153c)에 반사막 또는 흡광막 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 광원(2)의 광파장에 대해 큰 반사율(흡광률)을 갖는 재료로 반사막(흡광막)이 상부(151c)에 형성되며, 광원(9)의 광파장에 대해 큰 반사율(흡광률)을 갖는 재료로 반사막(흡광막)이 상부(151c)에 형성된다.
이런 구성의 경우, 광원(2, 9)의 후방 방출광 모두가 주어진 방향으로 쉽게 반사될 수 있으며(쉽게 흡수될 수 있으며), 따라서 광들이 표유광(stray light)로 광부재 및 수광수단에 입사되는 것을 방지하도록 각 패키지 내에서 광이 반사 및 산란된다.
이 실시예에서, 광원(2, 9)은 서로 크기가 다르다. 이에 대한 설명은 후술한다.
대개의 경우, 광원(2)의 광출력은 광원(9)과 다르다. 이는 주로 기록용 기록매체와 재생용 기록매체가 동일하지 않기 때문이며, 따라서 요구되는 광의 양도 서로 다르다. 따라서, 광원(2)은 광원(9)과는 다른 열방출량을 가지며 작동 중 온도에도 차이가 있게 된다.
작동 중의 광원온도에 차이가 있을 때 초래될 수 있는 문제점들은 다음과 같다.
- 온도변화에 따른 발진파장의 시프트 및 그에 따른 광특성의 악화.
- 고온에 의한 광원의 열화 또는 파손, 즉 광원 수명의 감소.
이들 문제점들은 제품수명 및 신뢰성을 감소시키므로 바람직하지 않다.
이 실시예에서, 이들 문제점 발생을 방지하기 위해 광원(2)은 크기, 특히 광원(2)이 다른 부재와 접하는 면적이 광원(9)의 경우와 다른 면적을 갖는다. 광원에 의해 발생된 열은 전도를 통해 광원과 접하고 있는 각 부재로 방출되므로, 예를 들면, 광원(2)의 출력의 광원(9) 보다 큰 경우, 광원(9)이 경우보다 큰 광원(2)의 접촉면적은 전도를 통해 광원(2)으로부터 단위 시간당 보다 많은 열방출을 할 수 있게 한다. 이것은 작동 중에 광원(9)의 온도와 크게 다른 온도를 광원(2)이 갖게 되는 것을 효과적으로 방지하므로, 제품수명 및 신뢰성을 증가시켜 상기 문제점들의 발생을 방지한다.
또한, 광원(2, 9)에 서로 다른 표면적을 제공하는 것도 효과적이다. 열전달 형태로서 상술한 전도 외에도 복사(방사)가 있다. 단위 시간 또는 단위 면적당 복사열량은 온도에 의존하므로 표면적이 클수록 동일온도에서의 복사열량은 커진다.
따라서, 광원(2)의 출력이 광원(9)보다 큰 경우, 광원(9)보다 큰 광원(2) 표면적은 광원(9)의 복사열량에 비해 더 큰 복사열량 광원(2)로부터 발생시켜서, 작동 중에 광원(2)과 광원(9)의 온도 차이를 감소시킨다. 따라서, 이러한 구성은 상기 문제점 발생을 효과적으로 방지하고, 제품수명 및 신뢰성을 증가시키므로 바람직하다.
상술한 것처럼, 다수의 광원을 포함하는 광픽업에서 각 광원출력에 따른 서로 다른 크기의 광원으로서, 서로 다른 열량이 각 광원으로부터 복사될 수 있으며, 따라서 광원의 온도변화에 따른 발진파장의 시프트, 그에 따른 광특성의 악화 및 고온에 의한 광원의 열화 및 파손, 즉 광원수명 감소와 같은 문제점을 방지하도록 작동 중의 광원온도 차이를 최소화 할 수 있다. 따라서, 이런 형태의 광픽업 장치가 설치되는 제품의 수명은 연장되며, 제품 신뢰성이 효과적으로 향상된다.
제1 패키지(1)에 의해 둘러싸이는 내부공간, 즉 광원(2) 및 수광수단(3)이 배치되는 공간을 밀봉하는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 구성으로, 먼지나 수분이 패키지 내부로 들어오는 것을 방지하여, 광원(2)과 수광수단(3)의 성능이 유지될 수 있으며, 방출광의 광특성 악화도 방지한다.
이 실시예에서, 제1 패키지(1)는 제1 광부재(5)에 의해 밀봉된다. 즉, 제1 광부재(5)의 저부는 제1 패키지(1)에 제공된 개구부(1d)를 밀봉하도록 제1 패키지(1)의 측벽부(1b) 외측면에 접합된다. 접합재료로는 대개 광경화수지, 에폭시수지 또는 접합수지 등이 사용된다.
제1 패키지(1) 내측에 면해 있는 제1 광부재(5)의 저부에서의 습기에 의한 광특성의 악화와, 수광수단(3) 또는 광원(2)의 산화에 의한 특성열화를 방지할 수 있으므로, 밀봉공간을 건조한 공기나 Ar 가스와 같은 비활성 가스 또는 N2가스로 미리 밀봉시키는 것이 바람직하다.
제1 패키지(1)를 밀봉시키기 위해 접합재료를 사용하여 제1 광부재(5)가 제1 패키지(1)의 측벽부(1b)에 접합되는 구성에 있어서, 이 부분을 밀봉하기 위해서 종래에는 덮개유리가 필요했으나 여기서는 생략될 수 있으므로, 부품수를 감소시킬 수 있어서 광픽업 장치의 구성이 간단해 질 수 있다. 또한, 종래의 제조에서는, 광 부재의 위치설정 및 접합과 패키지 밀봉을 위한 덮개부재 접합의 2개의 공정군(process groups)이 필요하나, 광픽업 장치의 제조공정군은 광부재의 위치설정 및 접합의 단일공정군으로 감소할 수 있으며, 따라서 광픽업 장치의 제조공정이 단순화되어 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 제1 광부재(5)가 제1 패키지(1) 외측으로 노출되므로, 패키지는 제1 광부재가 패키지 내에 포함되는 구성에 비해 소형화될 수 있어서, 광픽업 장치의 크기 역시 소형화되어, 광픽업 장치 공간에 대한 이용효율이 증가된다.
외측으로 노출되지만 제1 광부재(5)의 프리즘들 사이에 있는 표면에서는 광소자가 배치되지 않은 구성으로써, 광소자들이 주변 공기에 노출되고 수분을 흡수하기 때문에 주어진 성능이 유지될 수 없거나, 광소자에서의 먼지로 인한 특성 악화와 같은 문제점이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 제1 패키지(1)의 내부압력은 부압(nagative)인 것이 바람직하다. 이 것은 제1 패키지(1) 측벽부(1b)에 접합된 제1 광부재(5)가 제1 패키지(1) 외측에서 그 내부로 끌려지는 방향으로 압력이 작용되므로, 제1 광부재(5)와 제1 패키지(1) 사이에서 양호한 접합효과를 이루는데 효과적이다.
다음으로 또 다른 바람직한 구성을 갖는 실시예를 설명한다.
이 실시예의 구성에서, 제1 패키지(1)는 제1 광부재(5)에 의해 외부로부터 밀봉될 뿐만 아니라, 제1 패키지(1)의 개구부(1d)는 차폐부재(85)(도면의 점선) 및 제1 광부재(5)에 의해 밀봉된다. 즉, 제1 패키지(1) 측벽부(1b)의 개구부(1d)가 제1 패키지 내부로부터 밀봉되도록 차폐부재(85)가 배치되고, 제1 광부재(5)는 제1 패키지(1) 측벽부(1b)의 개구부(1d)가 외부로부터 밀봉되도록 배치되어서, 제1 패키지(1) 내부는 이들 두 부재에 의해 밀봉된다.
이런 구성의 장점을 설명한다. 제1 패키지(1)의 내부압력이 정압(posistive)인 경우, 내부로부터 접합된 차폐부재(85)는 접합재료를 포함하는 측벽부(1b)에 압착되며, 이는 누출이 발생할 가능성을 효과적으로 감소시킨다. 그러나, 부압인 경우, 차폐부재(85)가 측벽부(1b)로부터 분리되는 방향으로 압력이 가해져서 접합결함으로 인한 누출이 발생할 가능성이 증가한다.
반대로 외측으로부터 접합된 제1 광부재(5)가 접합재료를 포함하는 측벽부(1b)에 압착될 때, 제1 패키지(1)의 내부압력이 차폐부재(85)와는 반대로 부압인 경우, 누출이 발생할 가능성은 효과적으로 감소되지만, 제1v패키지(1)의 내부압력이 정압인 경우, 제1 광부재(5)가 측벽부(1b)로부터 분리되는 방향으로 압력이 가해져서 접합결함으로 인한 누출이 발생할 가능성이 증가한다.
즉, 제1 패키지(1) 측벽부(1b)가 차폐부재(85)와 제1 광부재(5) 사이에 위치되도록 배치됨으로서, 제1 패키지(1)의 내부압력이 정압이든 부압이든 차폐부재(85)와 제1 광부재(5)의 적어도 하나가 측벽부(1b)에 압악되는 방향으로 압력이 가해지고, 따라서 대기압 차이 또는 접합결함에 의한 누출이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다.
이러한 구성으로써, 제1 패키지(1) 내부의 기밀성이 향상될 수 있어서 제1 패키지(1) 내부에 배치된 광원, 광소자 또는 수광수단이 대기에 노출되거나 수분을 포함하는 상태가 되어 일어나는 문제점을 방지할 수 있으며, 따라서 고신뢰성을 갖는 광픽업 장치를 얻을 수 있다.
차폐부재(85) 재료로는 사용되는 광의 효율을 감소시키지 않는 수지나 유리 같은 양호한 투명성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 중대한 문제를 일으키지 않을 정도의 얇은 차폐부재가 바람직한데, 이것은 광의 직경이 팽창하는 것을 효과적으로 최소화하기 때문이다.
또한, 측벽부(1b)에 대한 차폐부재(85)의 접합력은 측벽부(1b)에 대한 제1 광부재(5)와는 다른 것이 바람직하다. 특히, 측벽부(1b)에 대한 제1 패키지(1) 내부를 직면하는 차폐부재(85)의 접합력이, 제1 광부재(5)의 것보다 커서, 설사 누출이 발생하더라도 제1 광부재(5)와 측벽부(1b) 사이에서 누출은 제1 패키지(1) 내부로 연장되어 억제될 수 있다. 이것은 제1 패키지 내부로 누출이 발생할 가능성을 크게 감소시키는데 효과적이다. 이러한 구성을 실현시키는 수단으로, 차폐부재(85)와 측벽부(1b) 사이를 접합하기 위해서는, 제1 광부재(5)와 측벽부(1b) 사이를 접합할 때 사용되는 접합재료에 비해, 더 큰 접합력을 갖는 접합재료를 사용하는 방법이 이용된다.
또한, 제1 패키지(1)와 차폐부재(85)에 의해 둘러싸인 공간(A)과, 측벽부(1b), 차폐부재(85) 및 제1 광학부재(5)에 의해 둘러싸인 공간(B) 사이의 압력차이는 가능한한 작은 것이 바람직하다. 공간(A)과 공간(B) 사이의 압력차이로 인해 공간(A)과 공간(B) 사이의 차폐부재(85)에는 항상 압력이 가해진다. 만일, 제품을 손으로 나르거나 차에 적재할 때 발생되는 진동이 이러한 상태에서 차폐부재(85)로 들어가는 경우, 차폐부재(85)는 심하게 진동하거나 편향되며, 이것은 입사광과 차폐부재(85)에 의해 형성된 입사각을 미세하게 변화시키며, 또한 광특성의 악화를 초래할 수 있다. 따라서, 공간(A)과 공간(B) 사이의 압력(P) 차이는 가능한한 작은 것이 바람직하며, 특히 P는 0.3(atm) 이하가 바람직하다.
제2 패키지(8)와 제2 광부재(11)에 의해 둘러싸인 공간에도 동일한 조건이 적용된다.
다음으로, 광경로 분할수단(15)이 광원(2) 및 광원(9)의 방출량을 광디스크로 안내하는데 사용된다. 일반적으로 반거울 및 편광분리(편광빔 분할기)막이 광경로 분할수단(15)의 재료로 사용되며, 고비율의 광원(2)으로부터의 광투과 및 고비율의 광원(9)으로부터의 광반사 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이런 경우, 광경로 분할수단(15)에서의 광손실은 최소로 제한될 수 있으며, 광 이용의 효율은 증가될 수 있다. 광 이용효율 증가는 광원(2)의 방출광의 양을 제한할 수 있게 하므로, 광원(2) 또는 광원(9)의 수명이 연장될 수 있으며, 이것은 광픽업 장치가 설치되는 광디스크장치의 신뢰성 향상으로 이어진다.
상기 특성을 갖는 광경로 분할수단(15)으로서, 파장선택 기능을 갖는 반사수단이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 파장선택 기능을 갖는 반사수단은 일정파장의 빛을 투과시키면서 다른 파장의 빛은 반사시키며, 특히 이 실시예의 경우, 광경로 분할수단(15)은 광원(2)으로부터 나오는 거의 모든 광은 투과시키며, 광원(9)의 거의 모든 광은 반사시키도록 구성되어서 광원(2) 및 광원(9)의 광 이용효율은 최대로 될 수 있다. 따라서, 광원(2)과 광원(9)에 큰 부하가 거의 가해지지 않으므로, 광원(2) 및 광원(9)의 수명은 평균화 될 수 있으며, 광픽업 장치의 수명을 길게 하는 것을 실현할 수 있다.
다음으로, 광원(9)과 광경로 분할수단(15) 사이에 위치하고 있는 색(chromatic)수차 보정(보상)수단(500)은, 광원(9)으로부터 방출되어 디스크(19)로 수렴하는 광속(luminous flux)에서 일어날 수 있는 색수차를 보정하는데 사용된다. 상기 색수차 보정(보상)수단(500)으로서는, 색수차 보정(보상)수단을 갖는 홀로그램 또는 색수차 보정(보상)수단을 갖는 렌즈가 있는데, 소형 광픽업 장치를 실현하려면 홀로그램을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 광픽업 장치에 대한 색수차 보정(보상)수단의 부피비를 효율적으로 낮추며 또한 광픽업 장치의 크기를 감소시키기 때문이다.
색수차 보정수단(500)이 배치됨으로서, 광원(2)의 방출광과 광원(9)의 방출광 사이의 파장차이에 기인한 유리재료 등의 굴절률(refracitive index) 변화에 의한 색수차 발생을 보정할 수 있으며, 따라서 집광기(condenser)에 의해 집광되는 광이 색수차 존재에 의해 기록매체에 집광되지 않는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 즉, 디스크의 종류와 광원의 파장에 따라 최적 설계되는 대물렌즈를 사용할 필요성이 없어진다. 따라서, 디스크의 형태와 광원의 형태에 따라 대물렌즈가 변하는 구성없이, 단지 단일 집광기(17)가 고밀도 광디스크(18) 및 저밀도 광디스크(19) 각각에서 광원(2) 및 광원(9)으로부터의 광 모두를 바람직하게 집광시키는데 사용될 수 있다.
이 실시예에서 색수차 보정수단(500)은 광원(9)과 광경로 분할수단(15) 사이에 배치되나, 광원(2)으로부터의 광에 대한 적용량이 광원(9)으로부터의 광에 대한 적용량보다 작아서, 광원(2)으로부터의 광특성에 크게 영향을 미치지 않는 구성에 의해, 상기 보정수단이 광경로 분할수단(15)과 집광기(17) 사이에 위치될 수 있다.
색수차 보정수단(500)이 광원(9)과 집광기(17) 사이 어느 위치에도 있을 수 있는 이러한 구성으로, 소형 광픽업 장치를 용이하게 실현하도록 광픽업 장치 설계의 자유도가 증가될 수 있다.
1/4 파장판(4) 및 1/4 파장판(14)은 이 실시예에서 제1 광부재(5)와 제2 광부재(11)에 각각 설치되나, 시준기 렌즈(collimator lens)(16) 측부에서의 광경로 분할수단(15)이 단부면과 광디스크 사이의 어디라도 위치될 수 있다. 이러한 구성에 의해 , 종래에는 2개의 1/4 파장판이 필요했으나, 하나의 1/4 파장판이 생략될 수 있어서 생산성이 향상되고 저가의 광픽업 장치를 얻을 수 있다. 특히, 생산성 향상을 위해 공정 수를 감축하기 때문에, 상기 판은 시준기 렌즈(16) 측부의 광경로 분할수단(15) 단부면에 미리 형성되는 것일 바람직하다.
시준기 렌즈916)는 광원(2) 및 광원(9)으로부터 입사 전에 확산광인 평행광으로 방출되는 광의 확산각을 변환시키는데 사용된다.
입사된 광을 집광시켜서 광디스크에 빔스폿을 형성시키는데 사용되는 집광기(17)는 초점 및 트래킹방향에서 시프트하도록 렌즈구동수단에 의해 지지된다. 시준기 렌즈(16)는 집광기(17)로 입사되는 광의 양을 효과적으로 증가시켜서 광 이용효율이 증가된다. 따라서, 최대출력보다 훨씬 낮은 출력에서 광원(9)을 사용할 수 있어서, 광원(9)수명이 연장되고 광픽업 장치의 신뢰성이 증가된다.
이 실시예에서, 시준기 렌즈(16) 및 집광기(17)는 고밀도 광디스크(18)와 광원(2)에 대해 최적이 되도록 설계되며, 광원(2)의 발광점(luminous)(2a)은 시준기 렌즈(16)의 초점에 배치된다.
또한, 색수차 보정수단(50)은 이 실시예에서 광원패키지(8) 및 광경로 분할수단(15)으로부터 분리되도록 되어 있으나, 광원(9)에 대한 광축의 조절 후 광원패키지(8)에 형성되거나 광경로 분할수단(15)에 일체형으로 통합되거나 또는 광원패키지(8) 측부의 단부면에 직접 형성될 수도 있다. 이것은 광픽업 장치의 조립공정을 단순화시켜서 생산성을 증가시킨다.
또한, 시준기 렌즈(16)를 사용하는 대신, 예를 들면, 제1 광부재(5)와 제2 광부재(11)에 광확산각을 변환시키는 기능이 제공될 수도 있다. 이러한 구성의 경우, 시준기 렌즈(16)는 필요가 없으며, 따라서 정밀한 위치설정이 필요 없게 되며 부품수가 감소되어서 생산성이 증가된다.
다음으로, 이들 구성을 갖는 광픽업장치의 동작을 도면을 참조하여 후술한다.
먼저, 고밀도 광디스크(18)가 디스크 유니트(disk unit)의 스핀들 모터(spindle motor)에 설치된다. 대개의 경우, 각각 약 0.6mm 두께를 가지며 적층으로 형성되는 두 디스크 기판으로 고밀도 광디스크(18)가 만들어진다. 이 상태에서 광픽업 장치가 작동된다.
광원(2)의 발광점(2a)으로부터 나온 광속(luminous flux)(2b)은 광경로 분할수단(6)을 통해 제1 광부재(5)의 제1 경사면(5a)으로 투과되며, 1/4 파장판(4)에서 선형편광으로부터 원형편광으로 그 편광방향을 바꾸며, 광경로 분할수단(15)으로 입사된다. 이 때, 거의 대부분이 광경로 분할수단(15)을 통해 투과된 후, 시준기 렌즈(16)에서 광속(2c)으로 변환되며, 광속(2d)에 의해 나타낸 것과 같이 집광된다. 집광기(17)는 약 0.6의 다수 개구부를 갖도록 설계되어서 고밀도 광디스크(18)의 데이터가 재생될 수 있을 정도로 광을 미세한 스폿으로 초점을 맞출 수 있다.
다음은 도 1을 이용하여 저밀도 광디스크(19) 재생을 위한 전방광의 광경로에 대하여 설명한다. 이 실시예에서, 저밀도 광디스크(19)는 약 1.2mm 두께를 갖는다. 광원(9)의 발광점(9a)으로부터 나온 광(96)은 광경로 분할수단(12)을 통해 제2 광부재(11)의 제1 경사면(11a)으로 투과되고, 1/4 파장판(14)에서 선형편광으로부터 원형편광으로 그 편광방향을 바꾸며, 광경로 분할수단(15)으로 입사된다. 이 때, 거의 대부분이 광경로 분할수단(15)을 통해 반사된 후, 시준기 렌즈(16)에서 광속(9c)으로 변환되며 집광기(17)에 의해 저밀도 광디스크(19) 상에 광속(9d)으로 나타낸 것과 같이 집광된다.
이 때, 저밀도 광디스크(19) 재생을 위한 집광기(17)의 초점길이 (L2)는 고밀도 광디스크(18) 재생을 위한 집광기(17)의 초점길이(L1) 보다 길게 결정된다. 초점길이간의 차이는 1.0mm 이하, 또는 0.6mm 이하가 바람직한데, 이는 여러 종류의 광디스크에서 재생할 때에 집광기(17)를 지지하는 구동기를 크게 구동시킬 필요가 거의 없기 때문이다. 따라서, 초점위치가 쉽게 조절될 수 있어서, 기판간의 두께 차이를 매우 용이하게 처리할 수 있게 된다.
다수의 광원으로부터 나온 광이 기록매체의 서로 다른 위치에 초점을 맞추는 이런 구성에 의해, 동일한 광픽업 장치에 의해 기판 두께가 서로 다른 기록매체에서 데이터를 재생할 수가 있다. 즉, CD-ROM처럼 두께 1.2mm의 저밀도 광디스크(19)의 데이터와 0.6mm 두께를 갖는 단일 기판의 고밀도 광디스크(18) 또는 단일 기판의 양면 적층의 DVD의 데이터를 동일한 광픽업 장치로 기록 및 재생할 수 있게 된다.
초점길이(L1) 및 초점길이(L2)는 집광기 같은 광학부재의 이동 가능한 범위를 설정함으로써 어느 정도까지는 변화될 수 있어서, 적층된 고밀도 광디스크로 만들어진 광디스크 또는 다수의 기록층을 갖는 광디스크의 데이터를 재생시킬 수 있다.
다음으로, 고밀도 디스크(18) 또는 저밀도 디스크(19)로부터의 반사된 광이 검출되는 지점까지의 광경로, 즉 후방경로(backward path)에 대해서 설명한다.
먼저, 고밀도 디스크(18)의 재생에 대해 설명한다. 고밀도 광디스크(18)로부터 반사된 광은 전방경로(forward path)와 거의 동일한 광경로를 따라 광경로 분할수단(15)을 투과하고, 1/4 파장판에 의해 원형편광으로부터 제1 편광방향에 직각인 선형편광으로 변환되고, 제1 광부재(5)의 제1 입사면(5a)상의 광경로 분할수단(6)으로 입사된다. 광경로 분할수단(6)은 이 실시예에서 편광분리(편광빔 분할기) 막으로 만들어지므로 입사광의 거의 전부가 반사되어 반사수단(7)으로 안내된다. 반사수단(7)은 특정 목적을 만족시키는 광소자로 구성되는데, 여기서는 초점에러신호를 형성하는 소자가 제공된다. 따라서, 반사수단(7)에 의해 반사된 광은, 고밀도 광디스크(18)에 기록된 데이터에 따른 신호를 검출하는 초점에러신호와 트랙에러신호를 형성하며, 수광수단(3)에 집광된다.
다음은 저밀도 광디스크(19)의 재생에 대해 설명한다. 저밀도 광디스크(19)로부터 반사된 광은 전방경로와 거의 동일한 경로를 따라 광경로 분할수단(15)에 의해 반사되고, 1/4 파장판에 의해 원형편광으로부터 제1 편광방향에 직각인 선형편광으로 변환되고, 제2 광부재(11)의 제1 입사면(11a) 상의 광경로 분할수단(12)으로 입사된다. 광경로 분할수단은 이 실시예에서 편광분리(편광빔 분할기)막으로 만들어지므로 입사광은 거의 전부 반사되며 반사수단(13)으로 안내된다. 반사수단(13)은 특정 목적을 만족시키는 광소자로 구성되는데, 여기서는 초점에러신호를 형성시키는 소자가 제공된다. 따라서, 반사수단(13)에 의해 반사된 광은, 저밀도 광디스크(19)에 기록된 데이터에 따른 신호를 검출하기 위한 초점에러신호와 트랙에러신호를 형성하며, 수광수단(10)에 편광된다.
전술한 것처럼 다수의 광원이 서로 다른 위치에 배치되는 경우, 각 광원으로 부터 방출된 광에 발생되는 파면수차(wavefront aberration)는 대부분 큰 차이가 있으므로, 이 파면수차의 보정(보상)에 효과적인 수차보정(보상) 기능을 갖는 렌즈를 집광기로 사용하는 것이 필수적이며, 이것은 일반적으로 각 광속에 맞는 다수의 집광기를 사용해야할 필요성을 초래한다. 이 실시예에서는 광원(2 또는 9)의 발광점(2a 또는 9a)과 시준기 렌즈 사이의 거리를 최적화시킴으로써 이 문제를 방지하고 있는데, 이에 대해 설명한다.
도 4는 제1 실시예의 발광점과 시준기 렌즈 사이의 관계를 보여준다. 도 4에서 참조번호(L3)는 시준기 렌즈(16)에서 발광점(2a)까지의 유효초점길이를, 참조번호(L4)는 시준기 렌즈(16)에서 발광점(9a)까지의 유효초점길이를 나타낸다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 집광기의 시프트량(shift amount)에 따른 파면수차량과 거리비 사이의 관계를 보여준다. 즉, L3과 L4의 비가 변화될 때, 집광기에 입사할 때 발생되는 파면수차량은 트래킹 방향으로 집광기(17)가 500㎛ 시프트하는 경우(굵은 선 표시)와 트래킹방향으로 전혀 시프트하지 않은 경우(가는 선 표시)가 비교된다.
일반적으로, 광디스크의 재생 중에 집광기는 트래킹방향으로 최대 500㎛까지 시프트할 수 있다. 또한, 집광기로 입사된 광을 효과적으로 광디스크에 수렴시키기 위해, RMS값으로 0.07λ(λ는 광의 파장) 이하의 파면수차가 허용된다고 가정하고, 수차량이 상대적으로 크고 집광기(17)로의 입사조건이 엄격한 발광점(9a)으로부터의 광에 대해서 파면수차량이 집광기(17)의 최대 시프트량 (500㎛)에서 0.07λ이하로 가정하면, 두 발광점으로부터의 광은 집광기(17)에 입사된 후 집광기(17)의 시프트량에 관계없이 광디스크에 수렴될 것이다. 도 5에 명백히 도시된 것처럼 이 조건을 만족시키기 위해 L3과 L4의 비(L4÷L3=H, 이후 H라 함)는 0.50
Figure kpo00001
H
Figure kpo00002
0.75 범위인 것이 바람직하다.
H가 이 범위에 있으면, 기록매체에 의해 반사 및 복귀되는 광의 파면수차량을 제한할 수 있어서 반사광을 수용하는 수광수단에 광이 양호하게 입사될 수 있어서 뛰어난 신호 특성을 얻는다.
또한, 동일 조건에서 파면수차량이 RMS값으로 0.04λ이하인 경우, 집광기(17)로의 입사광은, 입사광이 어느 발광점(2a 또는 9a)으로부터 나오든지 집광기(17)의 시프트량에 관계없이 매우 정밀하게 광디스크에 수렴된다. 도 5로부터 명백히 알 수 있듯이, 이 조건을 만족시키기 위해서는 H의 비가 0.53
Figure kpo00003
H
Figure kpo00004
0.70 범위에 있는 것이 바람직하다.
H값이 상기 범위 내에 있도록 하는 광학계의 구성에 의해, 모든 광속에서의 파면수차는 단일 광학계에서 여러 형태의 광속을 갖는 광픽업 장치에서의 이론적 문턱값(threshold) 이하가 될 수 있으므로, 단일집광기(17)를 사용해서 모든 광속을 광디스크에 집광시킬 수 있다.
따라서, 집광을 위해 하나의 집광기(17)만이 필요하여, 집광기의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 다수의 집광기를 사용할 경우, 이에 따른 다수의 광학계를 배치시킬 필요가 없으며 렌즈 스위치 수단도 필요하지 않으므로, 광픽업을 더욱 작게 만들 수가 있으며, 부품수 감소로 인해 생산성을 증가시킬 수 있고, 광픽업 장치의 신뢰성 향상시킬 수 있으며 복잡한 장치의 생략으로 인해 동작속도를 향상시킬 수 있다.
이 실시예에서는 시준기 렌즈(16)를 갖는 무한광학계가 사용되었지만, 도 6에 도시된 것처럼 시준기 렌즈가 없는 유한광학계도 사용될 수 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예에서 유한광학계의 발광점과 집광기 사이의 관계가 도시되어 있다. 도 6에서 참조번호(L5)는 집광기(17)로부터 발광점(2a)까지의 유효초점길이, 참조번호(L6)는 집광기(17)로부터 발광점(9a)까지의 유효초점길이를 표시하며, 그 외에는 무한광학계와 구성이 동일하다. 또한, 하나의 무한광학계이고 다른 하나는 유한광학계인 광픽업 장치에서도, 마찬가지로 상기 관계가 정의될 수 있다.
고밀도 및 저밀도 광디스크에 두께 차이에 의해 발생된 구면수차의 정도와 발광점(9a)의 위치의 편차로 인한 구면 수차의 정도가 동일하고 이들은 구면을 서로 상쇄시키는 반대신호를 갖기 때문에, 상기한 현상은 전체적으로 극히 작은 구면 수차에 의해서도 발생될 수 있다.
또한, 도 19는 본 발명에 따른 제1 실시예의 색수차[color(chromatic) aberration] 보정의 유무에 따른 파면수차량과 렌즈 시프트량 사이의 관계를 나타내는 도면으로서, 색수차 보정 홀로그램(500)이 광원(9)과 시준기 렌즈(16) 사이에 배치된 경우(굵은 선으로 표시)와 상기 홀로그램이 배치되지 않은 경우(가는 선으로 표시)에 H값을 0.63으로 가정하고, 집광기(17)가 트래킹 방향으로 시프트될 때 광원(9)으로부터 방출되어 디스크(19)로 수렴되는 광속의 파면수차량을 나타내고 있다. 일반적으로, 광디스크를 재생할 경우의 집광기는 트래킹 방향으로 최대 500㎛ 시프트될 수 있다. 도 19에서 명백히 알 수 있듯이, 이러한 렌즈 시프트량의 범위에서 상기 허용치(tolerance) 내로 파면수차량을 한정하기 위해서는, 색수차 보정 홀로그램(500)을 설치할 필요가 있다. 색수차 보정 홀로그램(500)은 광원(2)으로부터 방출되고 디스크(18)에 수렴되는 광속에 영향을 주지 않도록 광원(9)과 광경로 분할수단(15) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
색수차 보정 홀로그램(500)이 설치되지 않는 경우, 렌즈 시프트에서 파면수차는 상대적으로 커지게 된다. 시준기 렌즈(16)와 집광기(17)는 광원(2)의 광파장을 최적화하도록 설계되므로, 다른 파장을 갖는 광원(9)의 광속에 색수차가 발생된다. 색수차는 파장에 따라 렌즈를 구성하는 유리 재료 등의 굴절률 차이에 의해 발생되며, 이는 렌즈의 굴절력(refraction power)의 변화와, 렌즈 원주부를 투과한 광속의 초점위치로부터 렌즈 중심부를 투과한 광속의 초점위치의 편차를 발생시킨다.
따라서, 이 실시예의 색수차 보정수단(500)은 시준기 렌즈 또는 집광기 렌즈의 원주부를 투과한 광속의 초점위치로부터 이들 렌즈 중심부를 투과한 광속의 초점위치의 편차를 보정하여서 렌즈를 투과한 모든 광선이 거의 단일 초점위치에 수렴되게 한다.
이 실시예에서, 광원(9)의 발광점(9a)과 시준기 렌즈(16) 사이의 거리를 최적화하여 디스크들 사이의 두께 차이에 의한 구면수차에 대한 보정과, 광원(9)의 발광점(9a)과 시준기 렌즈(16) 사이에 색수차 보정수단을 설치하여 광원들 사이의 파장 차이에 의한 색수차에 대한 보정이 실행되어, 모든 광속의 파면수차는 단일광학계에서의 여러 종류의 광속을 갖는 광픽업 장치에서 허용치 이하가 될 수 있으며, 따라서 모든 광속은 단일집광기(17)를 사용하여 광디스크에 집광될 수 있다.
[제2 실시예]
첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 제2 실시예의 광집적 헤드의 단면도이다.
도 7에서 패키지(20)는 고밀도 광디스크(18)를 위한 광방출 광원(2) 및 저밀도 광디스크(19)를 위한 광방출 광원(9), 광매체에 의해 반사된 광을 수용하도록 수광수단(21) 등이 설치되는 기판부(20a), 및 이들 부재를 둘러싸도록 배치되는 측벽부(20b)로 구성된다. 기판부(20a) 및 측벽부(20b) 등은 일체형 또는 개별적으로 형성될 수 있다. 일체형인 경우, 조립공정이 간단해져서 생산성이 증가된다.
패키지(20) 재료는 제1 실시예의 패키지(1)와 거의 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
패키지(20)는 기판부(20a) 및 필요하다면 측벽부(20b)를 큰 열용량을 갖는 캐리지(carriage)와 접하게 하여서 광원(2, 9)에 의해 발생된 열을 외부로 방출한다. 따라서, 캐리지와 접하는 기판부(20a)의 면적이 클수록 패키지(20)는 더욱 바람직한 열방산효과를 얻게 된다.
또한, 기판부(20a)에는 광원(2)으로 전력을 공급하여 수광수단(21)으로부터 산술회로(arithmetic)로 전기신호를 전송하는 단자(20c)가 제공된다. 이들 단자(20c)는 제1 실시예에서 설명된 단자(1c)들과 거의 동일한 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
패키지(20)에는 여러 조합의 광원(2, 9), 예를 들면 650nm와 780nm, 490nm와 650nm, 400nm와 650nm이 위치될 수 있다. 즉, 하나의 광원의 파장은 길고 다른 광원의 파장은 짧다. 광원의 수는 둘 또는 셋이 될 수 있다.
패키지(20)의 개구부(20d)에는 광부재(22)가 접합유리 또는 수지와 같은 접합매체에 의해 접합된다.
도시된 것처럼, 패키지(20)와 광부재(22)에 의해 둘러싸인 내부공간, 즉 광원(2, 9) 및 수광수단(21)이 배치되는 공간은 밀봉되는 것이 바람직하다. 이런 구성에 의해, 먼지나 수분 같은 불순물이 패키지 내부로 들어오는 것이 방지될 수 있어서 광원(2, 9) 및 수광수단(21)의 성능이 유지될 수 있으며, 방출된 광의 광학특성이 악화되는 것도 방지된다. 또한, 패키지(20)와 광부재(22)에 의해 둘러싸이는 공간에 건조한 공기나 Ar같은 비활성가스 또는 N2를 미리 주입하는 것이 바람직한데, 이것은 패키지(20) 내부에 직면하는 광부재(22) 등의 표면이 습화되어 초래되는 광학특성의 악화와, 광원(2, 9)과 수광수단(21)의 산화에 의한 특성열화를 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 광원(2)이 광원(9)의 패키지와는 다른 패키지에 포함되는 경우와 비하여, 동일한 패키지의 동일한 환경을 가지므로 광원(2)과 광원(9)이 동일한 동작조건을 갖게 된다. 따라서, 동작조건의 차이에 따른 광원(2, 9)간의 수명차이 같은 문제점이 발생되는 것을 효과적으로 방지하여 광픽업 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
광부재(22)는 광원(2, 9)의 광을 주어진 광경로로 안내하며 고밀도 또는 저밀도 광디스크에 비해 반사된 복귀광(returning light)을 수광수단(21)으로 안내한다.
광부재(22)는 제1 경사면(22a), 제2 경사면(22b), 제3 경사면(22c)을 포함하는 제1 기판(22d)과, 광원의 측부에서 제1 기판(22d)의 단부면과 접합되는 제2 기판(22e)으로 구성된다.
광부재(22)는 전체적으로 평행평판 형상으로 형성되는 것이 바람직한데, 이것은 수차발생이 효과적으로 방지되어서 양호한 재생신호 또는 초점 트래킹 신호가 형성될 수 있기 때문이다. 또한, 광부재(22)는 그 상하부가 투과된 광의 광축에 정확하게 수직이 되도록 설치되는 것이 바람직한데, 이것은 초점이 맞지 않는 스폿에 의한 재생신호의 악화와 비점수차 발생을 방지하기 때문이다.
광부재(22)의 재료로는 유리나 수지 같은 높은 광투과율을 가지는 재료가 바람직한데, 이것은 광부재(22)를 투과한 광의 광학특성 악화 및 광량의 감소를 방지할 수 있기 때문이다. 특히, 복굴절을 초래하지 않아서 투과된 광의 특성이 양호하게 유지될 수 있기 때문에 광소자(22)의 재료로 유리가 바람직하다. 또한, 저파장 분산, 즉 BK-7 같은 높은 아베수(Abbe's number)를 갖는 광학유리를 사용하는 것이 더욱 바람직한데, 이것은 파장의 변동에 따른 구면수차 발생을 방지하기 때문이다.
이 때, 광부재(22)는 거의 동일한 방향으로 제1 경사면(22a), 제2 경사면(22b) 및 제3 경사면(22c)에 대해 거의 동일한 경사각으로 각각의 수직벡터(normal vectors)가 있는 구성으로 되어 있다. 제1, 제2, 제3 경사면(22a, 22b, 22c)이 이런 식으로 형성되어서, 제1 기판(22d) 길이와 그에 따른 높이 방향으로 광부재(22) 길이를 감소시키면서 소정의 광경로 길이를 얻을 수 있어서, 주어진 광학특성을 유지하면서 광픽업 장치의 크기를 감소시킬 수 있다. 특히, 광부재(22)를 포함하는 패키지(20)가 캐리지에 설치될 때에 패키지(20)가 설치되는 영역 근방에 광헤드의 중력중심이 위치하므로, 정확한 설치를 할 수 있으며, 접합할 때의 위치의 편차를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 광이 각 면에서 반사되는 위치에 여러 광소자들이 배치될 수 있어서, 광이 투과될 때 예정된 광부재(22)에 입사된 광에 소정의 광특성을 줄 수 있다.
다수의 광원으로부터 나온 광이 이 실시예에서 설명된 것처럼 동일한 광경로로 안내될 때, 적어도 3개의 면이 광부재(22)에 동일방향으로 경사지게 형성되어서, 적어도 하나의 광원으로부터 나온 광이 두 번 이상 반사되는 것이 바람직하며, 이에 의해 각 경사면에 형성된 여러 광부재에 광을 통과시킴으로써 광이 광부재(22)로부터 투과되기 전에 광원(2) 또는 광원(9)으로부터 나온 광의 광학특성을 최적화시킬 수 있다.
이러한 구성에 의해, 광원(2 또는 9)으로부터 광부재(22)의 방출면까지 긴 거리가 확보될 수 있으며, 반대로 광소자(22)와 기록매체 사이의 거리는 감소될 수 있어서 광픽업 장치의 크기가 감소될 수 있다. 또한, 광부재(22)에 기록매체를 조사하는데 필요한 광학특성을 부여할 수 있어서, 광부재(22)로부터 방출된 광의 광경로에 특별한 여러 가지 광소자들을 배치할 필요가 없으며, 따라서 부품수 및 조립비용이 감소될 수 있다.
또한, 제1, 제2, 제3 경사면(22a, 22b, 22c)이 동일한 경사각을 갖는 경우, 주어진 광소자들이 주어진 각도로 미리 형성되고 절단되어 결합된 다수의 평행평판과 접합함으로써, 광부재(22)가 고정밀도로 용이하게 제조될 수 있어서 광부재(22)의 생산성이 크게 향상된다. 또한, 소정의 각도에 의해 광축이 용이하게 조절될 수 있어서 축의 조절에 필요한 시간 및 공정이 감소된다.
제1, 제2, 제3 경사면(22a, 22b, 22c)의 입사광에 대한 경사각은 30∼60도이고, 보다 바람직하게는 약 45도 이다. 제1, 제2, 제3 경사면(22a, 22b, 22c)은 각 경사면에 형성된 광소자들의 관점에서 일정거리만큼 서로 떨어져 있는 것이 바람직하다. 광소자들이 일정거리만큼 떨어져 있지 않으면, 반사되지 않고 투과된 소량의 광이 방출된 광속의 광경로로 들어오고 표유광의 성분이 되는 문제점이 발생될 가능성이 증가한다.
L을 주어진 거리라고 하면, 경사면의 경사각이 30도 보다 작은 경우, 광부재(22)는 적어도 광이 제1 경사면(22a)에서 반사되어 제2 경사면(22b)에 입사될 때까지 또는 제2 경사면(22b)에서 반사되어 제3 경사면(22c)에 입사될 때까지 발생되는 입사각 위치의 차이 2L/√3만큼 두껍게 만들어지며, 또한, 각이 30도 보다 큰 경우에는 동일 길이(L)를 확보하는데 발생되는 입사광 위치의 차이와 그에 따른 제1 광부재(5)의 부피가 증가되며, 이는 광픽업 장치의 크기를 감소시키는 것을 어렵게 만든다.
경사면의 경사각이 60도 보다 큰 경우, 광부재(22)의 부피도 상기한 바와 같이 증가된다. 따라서 광픽업 장치의 크기 감소는 더욱 어려워진다.
입사각이 약 45도인 경우, 제1 경사면(22a)에서 반사되어 제2 경사면(22b)에 입사하는 광과, 제2 경사면(22b)에서 반사되어 제3 경사면(22c)에서 입사하는 광에서, 입사광의 위치 차이는 거의 영으로 감소될 수 있어서 광부재(22)는 소형화될 수 있으며, 그에 따른 광픽업 장치의 소형화도 달성될 수 있다.
다음으로 광부재(22)에서의 여러 광학소자들을 설명한다.
광원(2)으로부터 방출된 광의 광축을 광원측부의 제2 기판(22e) 단부면(22f)에 맞추기 위해 배치되는 확산각 변환(빔축 조절에 따른 광빔 직경 변화율)수단은, 광원(2)으로부터 입사되는 광의 확산(광빔 직경변화)각의 감소하는데 사용되는데, 즉 광원(2)의 발광점(2a)으로부터 나온 광의 광경로를 광이 보이는 위치(visual position) 보다 훨씬 먼 위치로부터 방출되는 것처럼 변환시키는데 사용되며, 이것은 광원으로부터 기록매체까지의 광경로를 증가시키도록 발광점을 기록매체로부터의 가상적인 반대 방향(a virtually opposite direction)으로 시프트 시킨다. 확산각 변환수단(23)은 회절격자, 특히 홀로그램으로 만들어지는 것이 바람직한데, 이것은 광을 매우 효율적으로 투과시킬 수 있기 때문이다. 홀로그램으로는 4단(step)이상의 계단형을 가지는 단면 또는 톱니모양 단면을 갖는 것이 바람직한데, 이는 광이 효율적으로 사용될 수 있으며, 광량이 감소되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
파장 선택성을 갖는 필터(24)가 광원(2)으로부터 안내된 광을 거의 완전하게 투과시키며 광원(9)으로부터 안내된 광을 반사한다.
필터(24)를 제1 경사면(22a)에 형성시켜서, 광원(9)으로부터 안내된 광이 광원(2)으로부터 방출된 광과 전혀 간섭하지 않고 반사될 수 있어서 광원(2) 및 광원(9)의 광이 고비율로 기록매체로 안내될 수 있다. 따라서, 광원(2) 및 광원(9)으로부터 나온 광량의 증가없이 데이터가 기록매체로 기록 및 재생될 수 있어서, 광원(2, 9)을 높은 출력으로 사용함에 따라 수명이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광원(2, 9)이 저출력에서도 사용될 수 있으므로, 광원(2, 9)의 온도증가가 제한될 수 있어서, 발진파장이 온도변화시에 쉽게 시프트 되지 않는다. 따라서, 보다 정밀한 초점을 형성할 수 있는 고성능 광픽업 장치를 제공할 수 있다.
이 실시예에서, 필터(24)는 광원(9)의 광에 대한 다이아프램(diaphragm)으로 사용될 수 있다. 두 광원(2, 9)의 광은 단일집광기(17)로 입사되나, 집광기(17)의 입사동공(pupil)은 고밀도 광디스크(18)의 기록영역에 초점이 맞도록 조절될 수 있다. 따라서, 이 실시예에서 집광기(17) 형상 및 재료는 광원(2)의 광이 고밀도 광 디스크(18)의 기록영역에 집광되도록 조절된다.
이 실시예에서, 광원(9)의 광이 이러한 집광기(17)를 갖는 저밀도 광디스크(19)의 기록영역에 초점이 맞도록 하기 위해, 집광기는 광원(9)으로부터 나와서 집광기(17)로 입사되는 광의 직경이 광원(2)의 광보다 작도록 조절된다. 일반적으로 렌즈는 중앙부에서 보다 원주부에서 더욱 강한 집광력을 가진다. 그러므로, 팽창된 광이 입사되는 경우에, 보다 가까운 위치에 초점이 형성되고, 그렇게 많이 팽창되지 않은 광이 입사되는 경우 초점은 더 먼 위치에 형성된다. 이 실시예에서, 저밀도 광디스크(19)의 기록영역은 고밀도 광디스크(18) 보다 먼 위치에 배열되므로 광원(9)에서 집광기(17)까지의 광의 입사 개구부를 최적화함으로써, 광원(2)의 광에 맞도록 설계된 집광기(17)를 사용하여 저밀도 광디스크(19)의 기록영역에 광원(9)의 광이 집광될 수 있다.
입사 개구부는 필터(24)로 조절된다. 즉, 필터(24) 크기는 이 필터에 의해 반사된 빛이 집광기(17)의 주어진 직경을 갖도록 조절된다.
필터(24)가 이러한 다이아프램기능을 가짐으로서, 광원(9)으로부터 나온 광의 직경은 정밀하게 조절될 수 있어서, 집광기(17)에 입사된 광의 직경은 주어진 크기로 결정될 수 있고, 이에 따라 광원(9)의 광이 집광기(17)에 의해 저밀도 광디스크(19)의 기록영역에 집광될 수 있다. 또한, 다이아프램이 별도로 배치되는 경우와 비교하여 부품수가 감소되며, 다이아프램과 광원(9) 위치 사이의 거리조절을 위한 시간 및 공정이 생략될 수 있어서 광픽업 장치의 생산성이 증가될 수 있다.
또한, 다이아프램이 이 위치에 배치되는 경우, 광원(9)으로부터 나왔으나 필터(24)에 의해 반사되지 않은 광은, 직접 제1 경사면(22a)을 투과하여 광부재(22)의 외측으로 방출되므로, 광이 반사되지 않는 경우에도 패키지(20)에서 표유광이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 필터(24)는 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사된 후방광이 입사되지 않아도, 저밀도 광디스크(19)를 향하는 전방광이 입사되는 위치에 배치된다. 필터(24)가 이 위치에 배치되어 다이아프램기능을 가짐으로서, 예를 들면, 후방광의 광축이 집광기(17)의 시프트에 의해 소정 위치로부터 벗어나더라도, 광이 다이아프램을 통과하지 않으므로 수광수단에 입사된 원래의 광이 수광수단에 입사된 광량을 감소시키도록 방해하는 것을 방지하며, 광량이 불균일하게 분포되는 것을 방지한다. 따라서, 보다 정밀한 RF신호가 얻어질 수 있으며, 초점 및 트래킹 서보신호(servo signal)도 보다 정밀하게 형성될 수 있다.
또한, 필터(24)는 바람직한 구성을 가지는데, 이것은 광원(9)의 광에는 영향을 주나 광원(2)의 광에는 영향을 주지 않아서, 광원(9)의 광에 대한 다이아프램이 광원(2)의 광을 방해하거나 광원(2)의 광에 나쁜 영향을 주지 않으므로, 특히 다수의 광원이 단일 패키지에 포함되며 다수 광원으로부터의 광이 단일 집광기에 의해 주어진 위치에 집광되는 구성을 가지는 광픽업 장치에서는 다수 광원의 광이 서로 악영향 주지 않으면서 주어진 직경으로 집광기에 입사될 수 있기 때문이다.
편광분리(편광빔 분할기)막(25)은 특정 편광방향으로는 빛을 투과시키며 다른 편광방향으로는 빛을 반사한다. 이 실시예에서의 편광분리막(25)은 광원(2, 9)의 S편광 성분은 투과시키며 P편광 성분은 반사시키는 구성을 갖는다. 이러한 편광분리막(25)에 의해 투과된 광은 투과광의 양이 전혀 감소하지 않으면서 기록매체로 안내될 수 있어서 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있고, 이것은 광원(2, 9)의 수명을 연장시킨다.
색수차 보정수단(501)은 제1 실시예의 색수차 보정수단(500)과 거의 동일한 기능을 갖는다. 이 실시예에서, 색수차 보정수단(501)은 광원들로부터의 반대쪽에 제1 기판의 단부면(22d)에 위치하고 있어서 광원으로부터 방출된 광의 광축을 정합시키며, 특히, 광원(9)으로부터 방출되어 디스크(19)로 수렴되는 광속에서 발생될 수도 있는 색수차를 보정하는 기능을 한다.
1.4 파장판(26)은 입사광을 선형편광에서 타원형 편광으로 변화시키며, 그 회전방향이 반전된 기록매체에 의해 반사된 타원형 편광을 상기 입사의 편광방향에 직각으로 교차하는 선형편광으로 변환시키는 기능을 한다.
광원(9)으로부터 방출된 광의 광축이 광원 측부의 제2 기판(22e) 단부면(22f)에 정합되도록 배치되어 있는 확산각 변환(빔축 조절에 따른 광빔 직경 변화율)수단(27)은, 광원(9)의 입사광의 확산(광빔 직경 변화)각을 감소시키도록, 즉 광원(9)의 발광점(9a)으로부터 방출된 광의 광경로가 보이는 위치보다 가까운 위치에서 방출된 것처럼 변환시키도록 사용되며, 발광점을 가상적인 접근방향에서 기록매체로 시프트 시킨다. 광원(9)의 발광점이 발광점(9a)에서 발광점(9e)으로 명백하게 시프트 되므로 광원(9)에서 기록매체까지의 광경로가 짧아진다. 이 확산각 변환 수단(27)은 회절격자, 특히 홀로그램으로 만들어지는 것이 바람직한데, 이것은 광을 효율적으로 투과시킬 수 있기 때문이다. 특히, 홀로그램으로는 4단 이상의 계단형 단면 또는 톱니 모양 단면을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 광이 효율적으로 이용될 수 있으며, 광의 양이 감소되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
다수의 빔을 형성하는 수단(28)이 입사광을 다수의 광속으로 분리시켜서 반사하도록 사용되며, 특히 이 실시예에서는 확산각 변환수단(27)을 통과한 광을 3 종류의 광속으로 분리시켜서 필터(24)쪽으로 반사시킨다. 다수빔을 형성하는 수단(28)은 회절격자에 의해 형성되는 것이 바람직한데, 이것은 여러 종류의 광속이 효율적으로 형성될 수 있기 때문이다. 이 실시예에서는 회절격자에서 발생되는 3 종류의 광속, 영-차원 광과 양 또는 음의 일-차원 광이 주로 형성되는 구성을 가진다. 저밀도 광디스크(19) 트랙이 주어진 위치에서의 영역이 여기서 형성된 여러 종류의 광속으로 조사되고, 복귀광의 양이 서로 비교되어서 저밀도 광디스크(19)를 트래킹하는 소위 3-빔 방법이라는 트래킹 방법이 적용된다. 3-빔 방법이 트래킹 방법으로 사용되지 않는 경우에는, 단순히 반사수단이나 트래킹 방법을 위해 필요한 광발생용 광학장치를 배치하는 것이 바람직하다.
편광분리막(25)에 의해 반사된 광과, 반사수단(29)에 의해 반사된 광을 주어진 방향으로 반사시키기 위해 반사수단(29, 30)이 사용되며, 이들은 Ag, Au 및 Cu 같은 높은 반사율의 금속 또는 다양한 굴절률을 갖는 여러 유전체 물질(dielectric material)로 만드는 것이 바람직하다.
제1 기판(22d)의 제3 경사면(22c)에 형성되는 확산각 변환(빔축 조절에 따른 빔 직경 변화율)수단(31)은 반사수단(30)에 의해 반사된 광속에서의 광, 즉 확산방향에서 수렴방향으로 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사된 광의 확산(광빔 직경 변화)각을 변화시키고, 수렴방향에서의 광, 즉 고밀도 광디스크(18)에 의해 반사된 광속을 직접 반사시킨다.
확산각 변환수단(31)은 회절격자, 특히 반사형 홀로그램으로 만들어지는 것이 바람직한데, 이것은 광을 효율적으로 투과시키기 때문이다. 특히, 반사형 홀로그램으로는 4단 이상을 갖는 계단형의 단면 또는 톱니모양 단면을 갖는 것이 바람직한데, 이것은 광이 효율적으로 이용될 수 있으며, 광의 양이 감소되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
이 실시예에서, 반사형 홀로그램(31)은 광원(2)의 광으로 구성되는 광속의 대부분을 영-차원 광으로 반사시키고, 광원(9)의 광으로 구성되는 광속의 대부분을 양의 일-차원 광으로 회절시키도록 형성한다. 이런 구성에 의해, 광원(9)의 광의 발광점의 전방(기록매체로부터) 시프트에 의한 수광수단(21)에 광원(9)으로부터의 광속의 발산으로 인한 RF신호 검출이나 또는 초점이나 트래킹신호의 형성하기가 어려운 문제를 피할 수 있어서, 고성능 광픽업 장치는 신뢰성 있는 정밀한 신호를 형성할 수 있도록 실현될 수 있다.
광원측부의 제2 기판(22a) 단부면에 위치되는 신호형성수단(32)이 확산각 변환수단(31)으로부터 안내된 광을 광수용수단(21)의 소정 위치로 안내하고, 초점 및 트래킹신호를 형성하도록 입사광속에 소정의 특성을 부여하는 구성을 갖는다.
필터(24) 또는 다수의 빔형성수단(28)과 거의 같은 높이로 제1 기판(22d) 측부에 위치되는 수광수단(23)은, 광원(2)으로부터 방출된 광에서 필터(24)를 지나지 않은 반사광과, 광원(9)으로부터 방출된 광에서 필터(24)에 의해 반사되지 않은 투과광을 수용하며, 광원(2) 및 광원(9)의 전원제어회로로의 피드백으로 상기 신호들을 복귀시킴으로써, 광원(2) 및 광원(9)의 출력을 제어한다.
광원(2)으로부터 방출되며 기록매체로 안내된 전방 방출광의 일부와 광원(9)으로부터 방출되며 기록매체로 안내된 전방 방출광의 일부 모두를 수광수단(33)으로 안내하는 이와 같은 구성에 의해, 동일 수광수단(33)이 저밀도 광디스크(18) 및 고밀도 광디스크(19)의 작동을 감시(monitoring)하는데 사용된다. 즉, 단지 하나의 수광수단이 감시에 필요하므로 부품수는 감소될 수 있다.
또한, 수광수단(33)이 다수의 광원(2, 9) 및 수광수단(21)을 포함하는 광헤드(optical head)와 일체가 되는 경우, 수광수단(33) 배치를 위한 공간이 광픽업 장치로부터 생략될 수 있어서 광픽업 장치의 소형화가 달성될 수 있다. 또한, 수광수단(33)이 용이하고 정밀하게 광원(2, 9)에 위치될 수 있어서 광픽업 장치의 생산성이 증가되며 광원으로부터의 출력되는 광의 양이 정밀하게 제어될 수 있다.
또한, 플라이어(flyer)와 회전방향의 조절로 캐리지 내의 각 부재 사이에 위치설정이 완료된 광헤드가 설치됨에 의해, 광픽업 장치 조립시에 위치설정 공정이 단순화될 수 있으며, 따라서 광픽업 장치의 생산성이 증가될 수 있다.
다음으로, 광부재(22)가 두 성분, 즉 제1 기판(22d)과 제2 기판(22e)으로 형성되는지에 대한 이유를 설명한다. 제1 기판(22d)은 다수의 경사면을 가지며, 그 위에 다수의 광소자들이 평행한 위치로 배치된다. 따라서, 제1 기판의 여러 광소자들은 입사광의 광축에 대해 경사지게 배치된다. 그러므로, 만일 홀로그램처럼 각도 의존성이 큰 광학소자가 제1 기판(22d)에 형성되면, 위치설정이 고도로 정밀하게 수행되지 않으면 각의 허용치(tolerance)가 증가하여, 기록매체로 향하는 광특성이 악화될 가능성을 급증시킨다. 이는 또한 신호특성을 악화시켜서 광픽업 장치의 성능감소로 이어진다. 따라서, 이 실시예에서 각도 의존성이 크게 보이는 확산각 변환수단(23, 27)은 제1 기판(22d)과 분리되게 형성되는 제2 기판(22e)에 형성되어서, 확산각 변환수단(23, 27)이 각각 광원(2) 및 광원(9)으로부터 나온 광의 광축에 거의 수직으로 위치된다.
이런 배치에 의해, 기록매체로 안내된 광특성이 악화되는 것을 방지할 수 있어서 광특성 악화가 작은 고성능의 광픽업 장치를 제공할 수 있다.
제2 기판(22e)에 배치된 여러 광소자들은 제2 기판(22e)의 일측에만 형성되는 것이 바람직하다.
이들 광소자는 주어진 형상으로의 마스크(mask)를 통한 에칭(etching) 같은 물리 또는 화학적 방법으로 형성되므로, 일측 형성(single-side formation)이 마스크의 수와 에칭 횟수의 감소에 효과적이어서 공정수가 감소될 수 있다. 또한, 기판(22e)의 마스터(master)를 되돌릴 필요가 없으므로, 다수 번의 위치설정을 생략할 수 있다. 따라서, 생산성이 증가하고 제조 비용이 감소될 수 있다.
이 실시예에서 확산각 변환수단(23, 27) 및 신호형성수단(32)은 광원측부의 제2 기판(22e) 단부면 (22f)에 형성된다.
또한, 이 실시예에서 광원(2, 9)은 제2 기판(22e)에 대향되도록 위치된다.즉, 이러한 구성에서 광원(2, 9)의 광은 제2 기판(22e)의 표면(22f)으로 입사되고, 기록매체로 안내되도록 광부재(22)에 형성된 여러 광소자에 의해 주어진 특성을 갖는 광속으로 변환된다.
이러한 구성에 의해, 광원(2, 9)은 광원 측부의 제2 기판(22e)의 표면(22f)이 기준영역으로 간주되도록 위치될 수 있다. 즉, 다수의 광원이 단일 기준영역에 의해 위치될 수 있어서, 광원(2, 9)은 광부재(22)에 형성된 여러 광소자에 대해 보다 정밀하게 위치될 수 있으며, 따라서 광부재(22)의 여러 광소자들에 대한 광원(2, 9)의 위치 변화에 의한 광특성의 악화를 방지할 수 있게 된다. 또한, 광원(2)과 광원(9) 간의 위치설정은 단일 기준영역에 의해 용이하게 실행될 수 있다.
따라서, 광원들 사이와 광원과 광소자 사이의 위치변화가 거의 없어서 양호한 과특성을 갖는 신뢰성 높은 광픽업 장치를 얻을 수 있다.
이 실시예에서, 제2 기판(22e)의 광원들에 대향되는 표면(22f)과 광원(2) 사이의 거리는 표면(22f)과 광원(9) 사이의 거리와 같다. 광원(2, 9)이 이런 관계로 배치되면, 광원(2, 9)은 예를 들면, 동일한 평면부재에 있도록 고정될 수 있어서, 광원(2, 9) 높이의 정밀도가 용이하게 확보될 수 있다. 따라서, 상대적으로 낮은 높이 정밀도로 인한 광특성의 악화를 방지하여 양호한 기록 및 재생특성을 갖는 광픽업 장치를 얻을 수 있다.
또한, 이 실시예에서 광원설치부(34)는 광원(2, 9)이 그 상부 또는 측부에 설치되는 직사각형 평행파이프(rectangular parallelepiped) 또는 평판(plate) 형태를 갖는다. 분리된 부재로서의 기판부(20a) 또는 측벽부(20b), 또는 기판부(20a) 또는 측벽부(20b)의 일부에 위치되는 광원설치부(34)는, 광원(2, 9)을 잡아주는 것 외에도 광원(2, 9)에 의해 발생된 열을 방산한다.
다수의 광원이 동일한 광원설치부에 설치되는 이런 구성에 의해, 광원(2, 9)이 광원설치부(34)에 대해 소정의 관계로 미리 고정될 수 있으므로, 광헤드 조립할 때 광부재(22)와 광원(2, 9)간의 위치가 용이하고 정밀하게 설정될 수 있으며, 따라서 광헤드의 생산성이 증가된다. 또한, 이는 광원(2, 9)과 광부재(22)간의 위치변화 가능성을 줄여서 뛰어난 광특성을 갖는 광픽업 장치를 얻을 수 있다.
또한 광원(2, 9)이 광원설치부(34)의 동일한 표면에 배치됨으로서, 광원(2, 9)은 광원설치부(34)에 보다 용이하게 설치될 수 있으며, 서로 다른 표면에 배치되는 구성과 비교할 때, 광원(2, 9)이 전력을 공급하는 전극 또는 접지에 보다 용이하게 배선(wiring)으로 연결될 수 있다. 또한, 광원(2, 9)간의 상대적인 위치가 용이하고 정밀하게 설정될 수 있다.
광원이 설치되는 광원설치부 영역은 극도로 정밀하게 모서리를 깍아야 하지만, 다수의 광원을 동일한 영역에 배치함으로써 단지 하나의 영역만 모서리를 깍도록 되어서, 제조공정이 감소되고 생산성이 증가되며 제조 비용이 감소된다.
광원설치부(34)의 재료는 제1 실시예의 광원설치부(150, 152)와 거의 동일하므로 그 설명은 생략한다.
다음으로, 첨부도면을 참조하여 광원(2, 9)으로 전력을 공급하는 방법을 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 제2 실시예의 광원 근방의 확대도 이다. 광원(2, 9)은 광원설치부(34) 단부면(34a)에 거의 평행으로 배치되며, 전극(36a, 36b, 36c)도 상기 설치부에 위치된다. 전극(36a)은 광원(2)으로 전력을 공급하는데 사용되고, 전극(36b)은 광원(9)으로 전력을 공급하는데 사용되며, 전극(36c)은 광원(2, 9)의 접지에 사용된다.
패키지(20)의 여러 단자(20c) 외의 단일 단자(37a)는 광원(2)으로 전력을 공급하는데 사용되고, 나머지 단자(20c) 외의 다른 단자(37b)는 광원(9)으로 전력을 공급하는데 사용되고, 또 다른 단자(37c)는 접지에 사용된다.
단자(37a)와 전극(36a)은 와이어 본딩(wire bonding) 같은 연결부재(38a)를 통해 서로 전기적으로 연결되며, 또한 전극(36a)은 마찬가지로 와이어 본딩 같은 연결부재(38c)를 통해 광원(2)의 상부에 전기적으로 연결된다. 또한, 단자(37b)와 전극(36b)은 와이어 본딩 같은 연결부재(38d)를 통해 서로 전기적으로 접속되며, 마찬가지로 전극(36b)은 와이어 본딩 같은 연결부재(38b)를 통해 광원(9) 상부에 전기적으로 접속된다. 또한, 전극(36c)은 광원설치부(34)의 단부면(34a)으로부터 기판부(20a)에 직면하는 저부(34b)까지 형성되어서, 전도성 수지 같이 전도성을 갖는 접합재료 또는 땜납에 의해 광원설치부(34)에 기판부(20a)를 접합시킴으로써, 전극(36c)이 자동으로 단자(37c)에 전기적으로 연결되는 구성을 갖는다.
광원(2, 9)에 대한 전력 공급점인 전극(36a, 36b)이 이와 같이 동일한 평면에 위치되어서, 전극(36a)과 단자(37a)간의 연결은 광원설치부(34)의 회전없이 전극(36b)과 단자(37b)간 연결과 동시에 실행될 수 있어서, 연결 공정에서의 작업성 및 생산성이 개선될 수 있다. 또한, 단자(37a, 37b)가 연결되는 지점에 전극(36a, 36b)이 위치되는 단부면과 거의 평행한 평면을 형성시키고, 이 평면을 전극에 접합시킴으로써, 접합된 평면의 각도가 조절될 필요가 없어서 접합에서의 작업성 및 신뢰성이 향상된다. 이들 평면이 거의 동일한 평면에 형성되는 경우, 접합장치의 이동거리는 접합할 때 최소화되어서 역시 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 광원(2, 9)도 전극(36a, 36b)과 동일 평면에 형성되어서, 전극과 광원 사이의 연결이 보다 용이하게 실행될 수 있으며, 그에 따라 광픽업의 조립작업성이 더욱 향상될 수 있다.
전극(36a, 36b)은 각각 광원설치부(34) 단부면(34a)의 단부에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 단자(37a)와 전극(36a) 사이 및 단자(37b)와 전극(36b) 사이의 연결거리를 최소화시켜서, 연결부재(38a, 38b)가 전도성을 갖는 다른 부재와 접하게 되어 발생되는 단락(short-circuit)이나, 연결부재가 너무 길어서 끊어지거나, 또는 전극이나 단자가 접합 위치에서 떨어지는 것과 같은 문제점이 발생될 가능성을 방지한다.
전극(36a, 36b)과 광원(2, 9)이 본 실시예에서는 동일 평면에 배치되나, 전극들을 두 평면에 형성할 수도 있다. 예를 들면 도 9에 도시된 것처럼, 전극은 두 평면, 즉 광원설치부(34)의 상부(34c) 및 단부면(34a)에 형성되고, 단자(37a) 상부의 일부는 연결부재(38)를 통해 전극(36a)의 상부(34c)의 일부에 연결되고, 단자(37b) 상부의 일부는 연결부재(38a)를 통해 전극(36b)의 상부(34c)의 일부와 연결된다. 이러한 구성은 동일 평면상에 존재하는 연결점의 수를 감소시킬 수 있어서, 연결부재(38a)를 설치할 때 실수로 발생할 수 있는 연결부재(38c)의 파손 같은 문제점을 완벽하게 방지하며, 따라서 광픽업 장치의 생산성이 증가될 수 있다. 전극이 두 평면상에 설치되는 광원설치부의 모서리 부분(angular portion)은 소정의 반경(R)으로 둥글게 되는 것이 바람직한데, 이것은 각 평면에 형성된 전극들의 전기적 접촉이 신뢰성 있게 유지되도록 모서리 부분에 의해 전극이 파손되는 것을 방지하기 때문이다. 마찬가지로, 전극(36c)이 형성되는 단부면(34a) 및 저부(34b)의 모서리 부분도 둥글게 되는 것이 바람직하다.
다음으로, 광원(2, 9)의 후방방출광을 위하여 반사, 광흡수 또는 산란 부재가 제1 실시예의 광원(2, 9)과 동일방식으로 배치된다. 반사부재 각각은 광원(2) 및 광원(9) 각각에 설치되거나, 하나의 반사부재가 다수의 광원을 대해 설치될 수 있다.
도 10에 본 발명에 따른 제2 실시예 광원 주위의 확대도가 나타나 있다.
반사부재(35)는 패키지(20)의 기판(20a)에 설치되고, 광원(2)의 발광점(2g)이 존재하는 단부면(2i)에 대향하는 평면(35a)은 광원(2)의 측부를 향해 경사지도록 배치되고, 광원(9)의 발광점(9g)이 존재하는 단부면(9i)에 대향하는 평면(35b)은 광원(9)의 측부를 향해 경사지도록 배치된다.
반사부재의 재료로는 고반사율을 갖는 금속재료를 사용하거나, 평면(35a, 35b) 또는 광이 입사되는 부분에만 고반사율을 갖는 금속이나 유전체 물질을 형성하기 전에 저반사율을 갖는 저가의 재료로 반사부재(35)를 형성시키는 것이 바람직하다.
반사부재(35)의 평면(35a, 35b)의 입사각은 광원(2) 및 광원(9)에서 방출된 광의 확산각에 따라 결정되는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면, 광원(2)으로부터 방출된 광의 확산각이 광원(9)에서 방출된 광의 확산각보다 크면, 평면(35b)의 경사각(θ2) 보다 큰 평면(35a)의 경사각(θ1)은 낮은 확산각을 갖는 광원(9)의 광뿐만 아니라 높은 확산각을 갖는 광원(2)이 광이 광부재(22) 또는 수광수단의 소정의 광경로에 포함되는 것을 방지하여서, 표유광 발생을 현저히 제한하며, 그에 따라 양호한 광특성을 갖는 광픽업 장치를 얻을 수 있다.
평면(35a) 및 평면(35b)의 경사각 모두를 θ2로 설정하면 표유광 발생을 극도로 억제시키면서 반사부재(35)의 제조공정에서 양 평면을 형성하기 위한 경사면의 설정 횟수를 한 번으로 제한할 수 있어서, 생산성 향상 및 제조공정 단순화에 따른 비용 절감이 가능하다.
더욱이, 광원(2)과 반사면(35a) 사이와 광원(9)과 반사면(35b) 사이의 거리를 고려하여 경사각을 설정하는 것이 바람직하다.
반사부재(35)의 평면(35a, 35b)은 이 실시예에서는 도 10의 xy방향으로 경사지게 되어 있으나, 광원설치부(34)의 대향방향을 향해 yz방향으로 경사지도록 할 수도 있다.
이러한 구성에 의해, 경사평면들은 반사부재(35)의 단일면에 배치될 수 있어서, 반사부재(35)의 생산성을 증가시킨다.
반사부재(35)의 평면(35a, 35b)은 높은 반사율을 갖도록 형성되나 제1 실시예에서처럼 높은 반사율 대신 높은 흡광률이 적용될 수도 있다.
또한, 평면(35a, 35b)에 의해 반사된 광이 패키지(20) 측벽부(20b)의 개구부(20d)가 아닌 개구부로부터 패키지(20) 외부로 방출되는 구성을 갖는 것이 가장 바람직하다. 이 구성은 광원(2)의 후방 방출광을 거의 완전히 패키지(20) 외부로 방출할 수 있어서, 후방광에 의한 표유광의 발생 가능성을 급감시킨다. 이 실시예에서, 개구부는 유리나 수지 같은 투명 부재로 덮어지는 것이 바람직한데, 이는 광원 또는 수광수단이 공기나 수분과 접촉하여 초래되는 열화를 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
광원(2, 9)의 후방 방출광은 이 실시예에서는 반사부재(35)에 의해 반사 또는 흡수되나, 반사부재(35) 대신 기판부(20a)의 광원(2, 9)에 대향하는 부분에 광원(2, 9)의 단부면(2i, 9i)에 대해 소정의 경사각을 갖도록 절취부(cutouts)가 배치되어서 광원(2, 9)의 광이 절취부에 있는 반사 또는 광흡수 평면에 의해 반사 또는 흡수되는 구성을 이용할 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 반사 또는 흡수 평면이 기판부(20a)에 배치될 수 있으므로, 반사부재(35)는 생략될 수 있어서 부품수가 감소하고 광픽업 장치의 조립공정이 단순화 된다.
또한, 기판부(20a)에 절취부가 없이 광원에 대향되는 기판부(20a)의 표면에 광흡수면이 배치되어서, 광원(2, 9)의 후방 방출광이 흡수될 수 있어서 표유광이 제한될 수 있다. 이러한 구성에서는, 반사부재(35) 및 기판부(20a)의 절취부가 배치될 필요가 없어서, 기판부(20a)의 제조공정이 단순화되며 부품수가 감소될 수 있으며, 이것은 광픽업 장치의 생산성 증가 및 비용 감소로 이어진다.
전술한 것처럼, 동일한 패키지에 포함된 다수 광원으로부터의 광이 거의 동일 광경로로 안내되도록 다수의 광소자를 갖는 광부재로 입사되는 구성에 의해, 각 광원에 대해 종래와 같이 배치되었지만 광소자 또는 다른 부품들은 단일 유니트로 집중될 수 있어서, 각 광원이 별도로 배치되는 광픽업 장치와 비교하여 전체 광픽업 장치가 소형화될 수 있으며, 각 광부재와 각 광원간의 위치설정이 불필요하며, 이에 따라 생산성이 크게 증가되고 각 광소자간의 설치 오류가 최소화되어, 양호한 광특성이 얻어질 수 있고 각 광소자간의 설치 오류에 의한 광손실이 최소화될 수 있으며, 이에 의해 양호한 광이용 효율을 갖는 광픽업 장치가 얻어질 수 있다. 더욱이, 광부재 사용으로 다수의 광원에 대응하는 다수의 광학계를 각각 형성할 필요가 없어서, 부품수 감소와 부품의 위치 설정이 단순화 따라 생산성이 증가될 수 있다.
두 광원의 광이 패키지(20)에 접합된 광소자(22)의 동일 경로로 안내되는 구성에 의해, 광헤드 외부에서 통합되는 구성에 비해 단일 광경로 내로 통합을 위해 더 적은 부재들이 요구되므로, 부품수가 감소되고 광원과 이들 부재간의 위치설정에 요구되는 공정이 생략될 수 있어서, 양호한 생산성을 갖는 광픽업 장치를 얻을 수 있다. 또한, 광부재(20)로부터의 광의 단일 광축으로 인하여 광부재(20)의 광방출면에서의 광량의 감소를 억제할 수 있으며, 방출된 광의 다수의 광축이 있는 구성에 비해 광방출 표면에서 수차 발생을 방지를 위해 표면 연마(surface grinding)가 필요한 부분을 감소시킬 수 있어서 연마 공정이 단순화될 수 있으며, 그에 따라 제조시간이 감축될 수 있다.
더욱이, 광원(2)으로부터 방출된 광과 광원(9)으로부터 방출된 광의 적어도 하나가 소정의 광경로로 안내되도록 광부재(22)에 의해 다수 회 반사되므로, 광이 반사없이 안내되는 구성에 비해 광부재(22)로부터의 광경로 길이가 감소될 수 있으며 광부재(22)가 소형화 될 수 있어서, 보다 소형이며, 얇은 광픽업 장치를 얻을 수 있다. 이 실시예에서 설명된 것처럼, 광원(2)의 광이 광원(9)의 광과 거의 평행하게 방출되는 구성에서, 광부재(20)의 배치 위치와 반사 횟수의 최적화는 광원(2)으로부터 광부재(20)의 광방출면까지의 거리와 광원(9)으로부터 광방출면까지의 거리를 가장 이상적인 관계로 만들어서, 이러한 광픽업 장치의 광특성이 기판부(20a)로부터 광원(2)의 높이와 광원(9)의 높이 사이에서의 차이가 크지 않도록 바람직하게 될 수 있다. 따라서, 패키지의 크기가 감소될 수 있으며, 이에 따라 광픽업 장치의 소형화가 달성될 수 있다.
또한, 광원(2)의 광속과 광원(9)의 광속 사이에서 광부재(20)로부터 방출된 광의 직경이 다름으로서, 집광기(17)로의 입사광의 직경이 변화될 수 있어서 광원(2)의 광의 수렴위치가 광원(9)의 경우와 상이할 수 있다. 즉, 집광기로 입사되는 광의 직경이 각 광원간에 차별화 됨으로서, 정보를 기록 및 재생할 수 있도록 단일 집광기를 사용하여 상이한 기록영역위치를 갖는 기록매체로 집광시킬 수 있다. 또한, 집광기롤 입사하는 광의 확산각을 다르게 해서도 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 입사광과 확산각에 대한 상이한 개구부의 조합으로 수렴위치에서 현저한 차이를 얻을 수 있다.
상기 구성을 갖는 광픽업 장치의 작동에 대해 설명한다.
기록매체가 고밀도 광디스크(18)인 경우, 기록 및 재생을 위한 광이 광원(2)으로부터 방출된다. 이러한 상태에서 광원(2)으로부터 방출된 광은 확산각 변환수단(23)에 의해 그 확산각이 감소되는데, 즉,광의 폭(extent)이 감소된다.
이 확산각 변환수단(23)은 고밀도 광디스크(18)를 향해 광원(2)으로부터 방출되는 광을 보다 효과적으로 투과시키므로, 데이터 기록을 위해 다량으로 요구되는 고밀도 광디스크(18)상의 패널(panel)광의 양을 효과적으로 얻을 수 있게 된다. 따라서, 기록 및 재생 모두에 바람직하게 사용될 수 있는 광픽업 장치를 효과적으로 제공한다.
또한, 이 구성은 소정 경로의 광부재(22)와는 다른 위치에 포함되는 광을 감소시킬 수 있도록 하여 광부재(22)에서의 표유광 성분을 감소시키며, 따라서 신호 성분을 악화시키도록 수광수단(21) 등으로 표유광이 입사되는 것을 방지한다.
확산각 변환수단(23)에 의해 폭이 감소된 광은 거의 완전하게 필터(24)를 투과하며, 또한 필터 뒤에 배치된 편광분리막(25)을 거의 완전히 투과한 후, 색수차 보정수단(501)으로 입사된다. 색수차 보정수단(501)은 광원(2)으로부터 방출된 광에 색수차 보정효과가 전혀 적용되지 않도록 설정되어서, 입사광은 전혀 색수차 보정수단(501)의 영향없이 색수차 보정수단(501)을 투과하여 1/4 파장판(26)으로 입사된다.
1/4 파장판(26)을 투과할 때, 그때까지 선형편광이었던 광은 원형편광으로 변환되며, 이 때 시준기 렌즈가 있는 경우, 상기 시준기 렌즈(16)를 지나서 집광기(17)로 입사되기 전에 평행광으로 변환되고, 그렇지 않은 경우는 직접 집광기(17)로 입사된 후 광은 고밀도 광디스크(18)로 수렴된다.
고밀도 광디스크(18)에 의해 반사된 복귀광(returning light)은 다시 1/4 파장판(26)으로 입사되며, 광은 원형편광에서 이 판(26)을 지나 편광분리막(25)으로 입사할 때 광원(2)으로부터 광이 방출되는 편광방향에 수직인 선형편광으로 변환된다. 이 때, 편광방향이 전방경로의 편광방향과 다르므로 광은 편광분리막(25)에 의해 반사되며, 반사수단(29, 30)을 통해 확산각 변환수단(31)으로 입사된다. 확산각 변환수단(31)으로 입사된 광은 전혀 회절되지 않고 반사되며, 소정의 형상을 갖는 광속은 신호형성수단(32)에 의해 수광수단(21)의 주어진 위치에 형성되고, 초점 및 트래킹 신호 모두와 RF신호가 수광수단(21)에 입사된 광에 기초하여 발생되어서, 정보가 재생되고 광픽업 장치의 최적제어를 수행한다.
기록매체가 저밀도 광디스크(19)인 경우, 광은 기록 및 재생을 위해 광원(9)으로부터 방출된다. 이 상태에서, 광원(9)으로부터 방출된 광과 관련하여, 광의 폭방향이 확산방향에서 수렴방향으로 바뀐다. 즉, 광은 확산각 변환수단(27)에 의해 확산각에서 수렴광으로 변환된다.
확산각 변환수단(27)에 의해 수렴광으로 변환된 광은 다수의 빔형성 수단(28)에 의해 다수의 빔으로 분할되어 반사되며, 필터(24)로 입사된다. 이 때, 광은 필터(24)에 의해 거의 완전히 반사되고, 필터 뒤의 편광분리막(25)을 거의 완전히 투과하여 1/4 파장판(26)으로 입사된다.
1/4 파장판(26)을 통과할 때, 그 때까지 선형편광이었던 광은 원형편광으로 변환되며, 이 때 시준기 렌즈가 있는 경우 상기 시준기 렌즈(16)를 통과하여 집광기(17)로 입사되기 전에 보다 작은 확산각을 갖도록 하고, 그렇지 않은 경우 광은 직접 집광기(17)로 입사되어 저밀도 광디스크(19)로 수렴된다. 이 때, 집광기(17)로 입사되는 광의 직경은 광원(2)의 광의 직경보다 작게 된다.
그 후 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사된 복귀광은 다시 1/4 파장판(26)으로 입사되고, 광은 원형편광에서 이 판(26)을 지나 편광분리막(25)을 지날 때 광원(9)으로부터 광이 방출되는 편광방향에 수직인 선형편광으로 변환된다. 이 때, 편광방향이 전방경로의 편광방향과 다르므로 광은 편광분리막(25)에 의해 반사되며, 반사수단(29, 30)을 통해 확산각 변환수단(31)으로 입사된다. 확산각 변환수단(31)으로 입사된 광은 거의 완전히 양의 일-차원 광으로 회절되어 반사되며, 입사 전에 확산광이었던 광은 수렴광으로 변환되어 신호형성수단(32)으로 입사된다.
소정의 형상을 갖는 광속이 신호형성수단(32)에 의해 수광수단(21)의 주어진 위치에 형성되고, 초점 및 트래킹 신호 모두와 RF신호가 수광수단(21)에 입사된 광에 기초하여 발생되어 정보가 재생되며, 광픽업 장치의 최적제어를 수행한다.
다수의 광원이 전술한 것처럼 동일 패키지의 서로 다른 위치에 배치되는 경우, 흔히 각 광원으로부터 방출된 광은 서로 상당히 다른 파면수차를 발생한다. 이를 처리하기 위해, 광원(2)의 발광점(2a)과 시준기 렌즈 사이와, 광원(9)의 발광점(9a)과 시준기 렌즈 사이의 거리에 대해 최적화가 이루어진다. 이에 대해서는 후술한다.
도 11은 본 발명에 다른 제2 실시예의 무한 광학계의 발광점과 시준기 렌즈의 관계도 이다. 도 11에서 참조번호(L7)는 시준기 렌즈(16)와 가상 발광점(2e) 사이의 유효초점길이를, 참조번호(L8)는 시준기 렌즈(16)와 가상 발광점(9e) 사이의 유효초점길이를 나타낸다. 또한, 도 12는 본 발명에 따른 제2 실시예의 집광기의 시프트 유무에 따른 거리비와 광의 파면수차의 양 사이의 관계도 이다. 즉, (L7)과 (L8)의 비가 변화될 때, 집광기가 트래킹 방향으로 500㎛ 시프트한 경우(굵은 선으로 표시)와 트래킹 방향으로 시프트 하지 않은 경우(가는 선으로 표시)에 대해 집광기로 입사할 때 발생되는 파면수차량이 비교된다. 일반적으로, 광디스크에서의 재생 중에 집광기는 트래킹 방향으로 최대500㎛ 만큼의 시프트 가능성을 갖는다. 또한, 집광기로 입사된 광을 효과적으로 광디스크로 수렴시키기 우해 RMS값으로 약 0.07λ(λ는 광의 파장) 이하으 파면수차가 허용되는 것으로 가정하며, 수차량이 상대적으로 크고 집광기(17)로의 입사조건이 가혹한 발광점(9a)으로부터의 광에 대해 집광기(17) 최대 시프트량(500㎛)에서의 파면수차량은 0.07λ이하로 가정한다는 점을 고려할 때, 양 발광점으로부터의 광은 집광기(17)에 입사된 후 집광기(17)의 시프트량에 관계없이 광디스크에 수렴될 것이다. 이 조건을 만족시키기 위해, 도 12에 명백히 도시된 것처럼 (L7)과 (L8)의 비(L8 ÷L7=H, 이하 H라 함)는 0.50<H<0.75 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한, 파면수차량이 동일 조건에서 RMS값으로 0.04λ이하인 경우, 집광기(17)로 입사된 광은 입사광이 어느 발광점(2a 또는 9a)으로부터 나오는 집광기(17)의 시프트량에 관계없이 매우 정밀하게 광디스크에 수렴된다. 도 12에 도시된 것처럼, 이러한 조건을 만족시키기 위해 L7 대 L8의 비(H)는 0.53<H<0.70이 바람직한데, 이는 신호특성을 효과적으로 향상시키기 때문이다.
H값이 상기 범위에 있도록 광학계를 배치함으로서, 모든 광속의 파면수차는 단일 광학계에서의 여러 형태의 광속을 갖는 광픽업 장치에서 이론적인 문턱값 이하가 될 수 있으며, 따라서 모든 광속을 단일집광기(17)를 사용하여 광디스크에 집광시킬 수 있다.
따라서, 집광할 때 단지 하나의 집광기(17)만이 필요하므로, 집광기의 수가 감소될 수 있으며, 집광기들을 위한 스위칭수단이 필요하지 않으므로 부품수의 감소에 따른 생산성 향상 및 광픽업 장치의 소형화가 가능하고, 또한 복잡한 장치를 생략함으로써 작동속도 증가 및 광픽업 장치의 신뢰성 향상이 가능하다.
이 실시예에서는 시준기 렌즈(16)를 갖는 무한 광학계가 사용되지만, 유한 광학계도 사용될 수 있으며, 이 때는 무한 광학계가 사용되는 구성에 비해 시준기 렌즈 배치를 위한 공간이 필요하지 않으므로 전체 광픽업 장치의 크기가 감소될 수 있다.
[제3 실시예]
본 발명의 제3 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 아래에서 설명한다.
도 13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 집적된 광헤드의 횡단면도를 도시하고, 도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 광 시스템의 횡단면도를 도시한다. 도 14의 직교 횡단면은 직선으로 광경로를 나타내었다.
도 13 및 14에서, 패키지(70)는 고밀도 광디스크(18)에 대해 광을 방출하는 광원(2)과, 저밀도 광디스크(19)에 대해 광을 방출하는 광원(9)과, 고밀도 광디스크(18)에 의해 반사된 광을 수신하는 수광수단(91)을 설치한 기판부(70a)와, 저밀도 광디스크(19) 등에 의해 반사된 광을 수신하는 수광수단(92)과, 상기 부재를 둘러싸기 위해 배치된 측벽부(70b)로 이루어진다.
패키지(70)는 제2 실시예에서 설명된 패키지(20)와 거의 같은 구성을 가지므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
또한, 패키지(70)에 포함된 광원(2 및 9)은 제2 실시예의 광원과 같으므로, 그 설명도 생략한다.
다음으로, 제1 광부재(72)는 광원(2 및 9)으로부터 소정의 광경로로 방출된 광을 안내하기 위해 사용되고, 소정의 광경로로 광디스크에 의해 반사되는 광의 복귀를 안내하기 위해 사용된다.
제1 광부재(72)는 제1 경사평면(72a), 제2 경사평면(72b), 및 제3 경사평면(72c)을 포함하며, 특히 광 입사 평면을 광 방출 표면과 거의 평행하게 하고, 입사광 또는 방출된 광이 상기 평면의 표면상에 거의 수직으로 입사하는 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 입사광에 대한 비점 수차(non-point aberration)의 발생을 억제할 수 있어서, 투과된 광의 광 특성 저하를 방지한다.
또한, 각종 광소자는 제1 경사평면(72a), 제2 경사평면(72b), 및 제3 경사평면(72c)에 형성된다.
제1 광부재(72)에 있는 각종 광소자에 대해 설명한다.
첫째, 반사막(73 및 74)이 제1 경사평면(72a)에 형성된다. 반사막(73)은 광원(2)으로부터 방출된 광을 주어진 방향으로 반사하기 위해 사용되고 반사막(74)은 광원(9)으로부터 방출된 광을 주어진 방향으로 반사하기 위해 사용된다. 반사막(73 및 74)의 재료는 Ag, Au, 및 Cu 등의 높은 반사율을 갖는 금속 재료 또는 다수의 교번층(alternate layers)에서 여러 가지 굴절률을 갖는 다수의 유전체 재료로 되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 반사막(73 및 74)이 개별적으로 구성되지만, 제1 경사평면(72a)의 거의 모두에 걸친 단일 대형 반사막에서 형성될 수도 있다. 이러한 구성이 사용되면, 마스크를 사용해서 반사막을 형성하는 과정을 생략할 수 있고 반사막을 형성하는 마스크를 감소시킬 수 있으며, 따라서 생산성이 증가될 수 있고 제조 비용도 감소될 수 있다.
제2 경사평면(72b) 위에, 편광 분리막(75 및 76)이 형성된다. 광원(2)으로부터 방출되고 반사막(73)에 의해 반사된 광은 편광 분리막(75) 위에 입사되고, 광원(9)으로부터 방출되고 반사막(74)에 의해 반사된 광은 편광 분리막(76) 위에 입사된다. 상기 편광 분리막(75 및 76)은 특정한 편광방향을 갖는 광은 투과하고 다른 편광 방향을 갖는 광을 반사시킨다.
상기 편광 분리막(75 및 76)은 다수의 교번층에서 서로 다른 굴절률을 갖는 다수의 유전체 재료로 제조되는 것이 바람직한데, 이것은 더 정밀한 PS 분리가 수행될 수 있기 때문이다. 특히, 본 실시예에서, 편광 분리막은 광원(2)으로부터 방출된 S 편광성분을 투과하고 P 편광성분을 반사시킨다.
편광 분리막(75 및 76)의 막 두께는 입사광의 파장에 따라 바람직하게 설정된다. 이것은 더욱 정밀한 PS 분리를 수행하도록 입사광의 파장간의 차이로 인해 발생된 편광 분리의 불완전성을 감소시킨다.
이러한 편광 분리막(75 및 76)은 투과된 광량을 거의 감소시키지 않고 기록매체에 광을 안내하는데 효과적이고, 그러므로 광 효율을 증가시킬 수 있고 작은 출력으로 광원(2 및 9)에서 패널광의 소정의 양을 얻을 수 있어서, 광원(2 및 9)의 수명을 길게 할 수 있다.
본 실시예에서는 편광 분리막(75 및 76)이 개별적으로 구성되지만, 입사광의 파장 사이에 단지 작은 차이가 있다면, 제2 경사평면(72b)의 상부 전체에 걸쳐 단일의 대형 편강 분리막에 형성될 수 있다. 이러한 구성이 사용되면, 마스크를 사용함으로써 편광 분리막을 형성하는 과정을 생략할 수 있고 편광 분리막을 형성하는 마스크를 감소시킬 수 있어서, 생산성이 증가될 수 있고 제조 비용도 감소될 수 있다.
본 실시예에서는 편광 분리막이 방출된 광 및 복귀된 광 사이의 분리수단으로서 사용되었지만, 그 대신에, 반거울(half mirror) 또는 다른 분리수단이 요구된 패널광의 양에 따라 사용될 수도 있다.
다음으로, 제2 경사평면(72b)에서 구성되 다른 광부재에 대해 설명한다.
도면 번호(77 및 78)는 모니터 광에 대한 홀로그램을 표시하고, 홀로그램(77)은 광원(2)으로부터 방출되고 반사막(73)에 의해 주어진 방향으로 반사된 광일부를 회절시켜 반사한다. 상기 홀로그램(77)에 의해 회절되도록 반사된 광이 제1 광부재(72)의 상부에 설치된 반사부(79)로 안내되고, 수광수단(91)에서의 모니터 수광부에 입사한다. 그 후에, 모니터 수광부로부터의 전기 신호를 토대로 해서 광원(2)의 전원공급 제어회로를 구동시키고, 광원(2)에 인가되는 전력을 조절하고, 광원(2)으로부터 방출된 광의 양을 제어하여 항상 최적값이 되게 한다.
홀로그램(78)은 광원(9)으로부터 방출되고 반사막(74)에 의해 주어진 방향으로 반사된 광의 일부가 회절되도록 반사시킨다. 상기 홀로그램(78)에 의해 회절되도록 반사된 광이 제1 광부재(72)의 상부에 설치된 반사부(80)로 안내되고, 수광수단(92)의 모니터 수광부에 입사한다. 그 후에, 모니터 수광부로부터의 전기신호를 토대로 해서 광원(9)의 전력공급 제어회로를 구동시키고, 광원(9)에 인가되는 전력을 조절한 다음, 광원(9)으로부터 방출된 광량을 제어하여 항상 최적값이 되게 한다.
또한, 반사막(81 및 82)은 제2 경사평면(72b)에 가장 근접한 부분에 있다.
반사막(81)은 광경로 분할수단(83)에 의해 반사되는 입사광을 반사시키고 소정의 위치로 안내하기 위해 사용되고, 반사막(82)은 광경로 분할수단(84)에 의해 반사되는 입사광을 반사시키고 소정 위치로 안내하기 위해 사용된다. 반사막(81 및 82)은 Ag, Au, 및 Cu 등의 높은 반사율을 갖는 금속재료 또는 각종 굴절률을 갖는 다수의 유전체 재료로 제조된다.
마지막으로, 광경로 분할수단(83 및 84)은 제3 경사평면(72c) 위에 형성된다.
광경로 분할수단(83)은 광원(2)으로부터 방출되고 고밀도 광디스크(18)에 의해 반사된 복귀광을 투과 또는 반사시키고, 광경로 분할수단(84)은 광원(9)으로부터 방출되고 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사된 복귀광을 투과 또는 반사시킨다. 여기서는, 투과된 광의 양이 광경로 분할수단(83 및 84) 모두에서 반사된 광의 양과 거의 같게 되도록 반거울을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제2 광부재(86)를 아래에서 설명한다.
제2 광부재(86)가 UV 광경화수지, 에폭시수지, 또는 접합유리에 의해 패키지(70)의 측벽부(70b)에 접합된 채로 패키지(70)의 측벽부(70b) 위에 놓인 개구부(70d)를 닫기 위해 배치된다. 제2 광부재(86)는 제1 기판(86a) 및 제2 기판(86b)으로 이루어진다. 상기 기판에 대해 아래에서 차례로 설명한다.
첫째, 제1 기판(86a)은 차폐부재(85) 측면의 단부 표면에서 광원(9)으로부터의 광이 통과하는 영역에 확산각 변환수단(87)이 형성되며, 병렬 평면 형태를 갖는 수지 또는 유리 등의 투명성을 갖는 재료로 제조된다. 확산각 변환수단(87)은 광원(9)의 측면에서 제1 기판(86a)의 단부 표면상의 광원(9)으로부터 방출된 광의 광축을 맞추기 위한 것으로, 광원(9)으로부터 입사하는 광의 확산각을 음(-)으로 만들기 위해 사용되는데, 다시 말해서, 광원(9)의 발광점(9a)으로부터 방출된 광의 광경로를 가시 위치(visual position)에 비해 저밀도 광디스크(19)에 더 가까운 위치로부터 방출되는 것과 같은 광경로를 가지는 광으로 변환하기 위해 사용되며, 특히 근접 방향의 발광점을 저밀도 광디스크(19)로 시프트 한다. 이것은 광원(9)의 발광점을 실제 발광점(true luminous point)(9a)으로부터 외관상의 발광점(apparent luminous point)(9e)으로 명백히 시프트 하여, 광경로를 광원(9)으로부터 기록매체로 단축시킨다.
확산각 변환수단(87)은 광원(9)으로부터 방출된 광의 광축에 거의 수직으로 형성되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 입사광의 광축은 확산각 변환수단(87)의 중심축에 정밀하게 맞추어진다. 그러나, 이들 축 사이에는 편차가 자주 발생한다. 이것을 처리하기 위해, 확산각 변환수단(87)이 광원(9)으로부터 방출된 광의 광축에 거의 수직으로 형성됨으로써, 입사광의 광축과 확산각 변환수단(87)의 중심축 사이에 허용되는 편차량의 범위를 최대화할 수 있으며, 다시 말해서, 광특성 저하를 제한할 수 있는 편차량 허용오차를 최대로 할 수 있다. 그러므로, 입사광의 광축과 확산각 변환수단(87)의 중심축 사이의 위치 설정을 위해 요구되는 정밀도를 낮출 수 있어서, 위치 설정이 쉽게 수행될 수 있고, 위치 설정을 위한 시간도 감소된다. 또한, 이와는 반대로 광의 광축과 확산각 변환수단(87)의 중심축 사이에서 편차가 발생한다면, 광특성 저하는 감소될 수 있다. 이것은 초기에는 정확하게 위치 설정이 되지만, 접합에 사용된 수지 등의 접합 재료의 수명 저하 성분의 편차에 의해 초래되는 광특성의 저하를 방지하게 되고, 그러므로, 오랜 기간동안 광특성 저하를 감소시키는 높은 신뢰성 있는 광픽업 장치를 실현할 수 있다.
또한, 제2 광부재(86)의 광원(9)에 가까운 단부 표면에 확산각 변환수단(87)이 형성됨으로써, 제2 광부재(86) 표면에 노출된 확산각 변환수단(87)은 패키지(70)에 포함될 수 있어서, 유전체, 유리, 수지, 또는 확산각 변환수단(87)의 다른 재료에서의 습기 흡수 또는 산화에 의해 발생되는 확산각 변환수단(87)의 악화를 억제할 수 있다. 따라서, 광픽업의 신뢰성이 개선될 수 있어서 오랜 기간동안 우수한 광특성을 유지하는 광픽업 장치를 실현할 수 있다.
확산각 변환수단(87)의 기능면에서, 굴절 격자, 특히 홀로그램으로 만들어지는 것이 바람직한데, 이것은 광을 매우 효과적으로 투과하기 때문이다. 특히 홀로그램으로써, 4개 이상의 단계의 계단형 횡단면을 갖는 것이나 톱니모양의 횡단면을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 광이 매우 효과적으로 사용될 수 있고 광량이 감소되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 확산각 변환수단(87)은 위치된 제2 광부재(86)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 재료와 바람직하게 접촉한다. 특히, 확산각 변환수단(87)이 홀로그램으로 제조되면, 확산각 변환수단(87)에서의 확산각 변환 정도는 홀로그램의 각 슬롯의 피치(pitch)가 감소함에 따라 증가된다. 고정된 피치에서, 확산각 변환수단(87)을 설치한 광부재의 굴절률과 확산각 변환수단(87)에 접촉하는 재료의 굴절률 사이에 큰 차이가 발생됨에 따라, 확산각의 변환 정도는 증가된다.
그러나, 공정 제한으로 인해 최소 피치가 제한되며, 현재 유리한 선으로서 대략 1㎛으로 제한되는 것 같다. 피치가 증가되면, 확산각 변환수단(87)이 더 쉽게 제조될 수 있으므로, 생산성을 증가시킬 수 있고, 제조에 사용된 제조장치를 단순화할 수 있으며, 제조 시간을 감소시킬 수 있고, 또한 제조원가를 감소시킬 수 있다. 또한, 좋은 광특성을 얻을 수 있도록 정밀하게 제조될 수 있다.
이러한 관점에서, 상기 굴절률간의 커다란 차이는 더욱 좋아질 수 있음이 명백하다. 특히, 본 실시예에서 설명했듯이, 광원(9)으로부터 방출된 광이 한 번 수렴되고 그 뒤에 확산된 광이 상기 구성에서의 집광기(17)로 입사되고, 확산각 변환수단(87)을 구성하는 홀로그램의 피치를 1㎛이상으로 얻기 위해서는, 광부재 재료의 굴절률과 확산각 변환수단(87)과 접촉하는 재료의 굴절률 사이에 단지 0.35 이상의 차이만 있으면 되고, 다음에 더 설명하는 바와 같이, 광원(2) 및 시준기 렌즈(16)의 거리와 광원(9) 및 시준기 렌즈(16)의 거리를 소정값 이하로 제한하고 또한 홀로그램 피치를 1㎛ 이상으로 유지하기 위해서는, 제2 광부재(86) 재료의 굴절률과 확산각 변환수단과 접촉한 재료의 굴절률 사이에 단지 0.5 이상의 차이만 있으면 된다. 상기 조건을 만족하는 물질로서, 본 실시예에서는 공기를 사용한다. 공기는 수지와 같은 고체나 액체와는 달리, 확산각 변환수단(87)의 미세한 피치 사이에 일정하게 분포될 수 있고 굴절률은 예를 들어 대략 1과 같이 극히 적기 때문에, 만족되는 조건을 갖는 분포의 편차에 의해 야기된 광특성의 저하를 방지하는 데 효과적이다. 특히, 공기 형태에서는, 불활성 가스가 바람직한데 이것은 광부재에 설치된 각종 광소자가 산화로 인해 악화되는 것을 방지하는데 효과적이기 때문이다. 또한, 확산각 변환수단(87)을 설치한 광부재(86)에서의 수명 저하량이 패키지(70)에 포함된 광부재(72)의 저하량과 동일한 값으로 설정될 수 있어서, 광픽업의 수명이 연장될 수 있다.
다음으로, 확산각 변환수단의 구성이 도면을 참고로 해서 설명된다.
도 15는 본 발명에 따른 제3 실시예의 환산각 변환수단의 횡단면을 나타낸다. 확산각 변환수단(87)은 주변부에 근접함에 따라 감소된 피치를 갖는 동심원의 패턴이 있는 불균일한 횡단면을 갖는다. 이 패턴들은 건식 에칭(dry-etching)과 같은 방법으로 형성된다. 광 R이 홀로그램 패턴에 입사되면, 회절없이 투과된 0-차원광(95), 피치에 따른 양(+)의 1-차원 회절광(96) 및 음(-)의 1-차원 광(97)이 발생된다. 본 실시예에서는, 0-차원 광(95) 및 음의 1-차원 광(96)을 억제하고 양의 1-차원 광(97)을 증대하기 위해서, 상기 패턴들이 회절 방향으로 다단(multi-stage) 형태의 횡단면을 갖는다. 이러한 다단은 다수의 마스크 패턴을 준비하여 레지스트 노출(resist exposure) 및 건식 에칭을 반복함으로써 형성될 수 있다. 상기 패턴은 0-차원 광(95) 및 음의 1-차원 광(96)의 발생을 억제하는 데 효과적이므로, 패널광의 양 및 신호의 검출에 요구되는 광량이 저출력에서 광원(9)을 사용하여 얻어질 수 있다.
이러한 조건에서, 확산각 변환수단(87)은 광원(9)으로부터 안내되고 저밀도 광디스크(19)에서 방출된 광속이 확산각 변환수단(87)에서 형성된 개구부보다 큰 패턴으로 제조된다. 확산각 변환수단(87)에, 방출광과 복귀광 모두가 입사된다. 특히, 후방광은 집광기(17)를 시프트하였을 때 방출된 광의 것과 다른 광경로를 통과한다. 확산각 변환수단(87)이 방출된 광에 대한 개구부와 맞도록 설계되면, 광소멸(eclipse)이 발생하고, 이로 인해 수광수단(92)에 입사하는 광량이 감소되어서, 신호가 재생되기 위해 금지되거나 또는 정밀한 서보신호가 발생되지 않는다. 이러한 단점을 피하기 위해, 광소멸의 발생을 방지하도록 복귀광이 입사하는 영역으로 개구부가 확대된다.
다음으로, 제1 기판(86a)의 상부에 구성되고 광경화 수지, 에폭시 수지, 접합 유리 등의 접합 재료에 의해 제1 기판(86a)에 접합되는 제2 기판(86b)은, 광원(2) 또는 광원(9)으로부터 방출되고 제1 광부재(72)와 제2 광부재(86)의 제1 기판(86a)을 통해 안내된 광을 소정의 광경로로 안내하기 위해 사용되고, 또한 광디스크에 의해 반사된 복귀광을 소정의 광경로로 안내하기 위해 사용된다.
제2 기판(86b)에서, 특히 광을 입사시키는 표면과 광을 방출시키는 표면이 광의 광축에 거의 수직이고, 각 표면이 서로 거의 평행으로 되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 입사광에서 비점 수차의 발생을 억제할 수 있어서, 투과된 광의 광특성의 저하를 방지한다.
또한, 제1 경사평면(86d) 및 제2 경사평면(86c)은 서로 거의 평행하고, 각각은 제1 광부재(72)에 형성된 경사평면의 방향과는 다른 방향으로 경사를 갖는 것이 바람직하다.
제1 경사평면(86d) 및 제2 경사평면(86e)에 각종 광소자가 형성된다.
첫째, 다수의 빔(88)을 형성하는 수단이 제1 경사평면(86d) 위에 배치된다.
다수의 빔(88) 형성 수단은 편광 방향을 따라 광을 반사시키거나 광을 투과하는 편광 분리막(88a)과, 이것을 다수의 광속으로 분리하면서 입사광을 반사시키는 빔 분리부(88b)를 포함하고, 광원(9)으로부터 방출되고 확산각 변환수단(87)을 통해 투과된 광이 편광 분리막(88a)을 통해 거의 완전히 투과되고 빔 분리부(88b)에 입사한다. 그 후, 입사광이 빔 분리부에 의해 다수의 광속으로 분리되고 반사된다.
빔 분리부(88b)는 회절 격자로 제조되는 것이 바람직한데, 이것은 다수의 광속을 형성하는 것에 효과적이기 때문이다. 본 실시예에서는 3가지 형태의 광속이 주로 형성된 구성을 이루고 있는데, 즉 회절 격자에서 발생된 0-차원 광과 양(+) 및 음(-)의 1-차원 광으로 형성되는 구성을 갖는다.
본 실시예에서, 빔 분리부(88b)는 광원(9)으로부터 광에 대해 다이아프램의 역할을 한다. 또한 본 실시예에서, 광원(2 및 9) 모두로부터의 광이 단일 집광기(17)에 입사되도록 발생되고, 집광기(17)의 입사 동공(incidence pupil)이 조절되어 광원(2)으로부터의 광이 고밀도 광디스크(18)의 기록 영역에 초점이 맞게 된다. 따라서, 상기 조건에서, 집광기(17)는 형태 및 재료가 조절되어 광원으로부터의 광이 고밀도 광디스크(18)의 기록 영역에 집광된다.
상기 집광기(17)에 의해, 광원(9)으로부터의 광이 저밀도 광디스크(19)의 기록 영역 상에 초점을 맞추기 위해, 집광기(17)에 입사하는 광원(9)으로부터의 직경은 본 실시예에서의 광원(2)으로부터의 광의 직경 보다 작게 되도록 조절된다. 일반적으로, 렌즈는 중심부에서 보다 주변부에서 더 강한 집광 능력을 갖는다. 따라서, 광이 입사할 때 확장되면, 더 가까운 위치에 초점이 맞게 되고, 광이 입사할 때 많이 확장되지 않으면, 더 먼 위치에 초점이 맞게 된다. 본 실시예에서는, 저밀도 광디스크(19)의 기록 영역이 고밀도 광디스크(18)의 기록 영역보다 더 먼 위치에 놓여 있기 대문에, 입사 개구부를 광원(9)으로부터의 광에 대한 집광기(17)로 최적화시킴으로써 광원(2)으로부터의 광이 조절되도록 설계된 집광기(17)에 의해 저밀도 광디스크(19)의 기록 영역 상에 광원(9)으로부터의 광을 집광시킬 수 있다.
상기 입사 개구부는 빔 분리부(88b)에 의해 조절된다. 다시 말해서, 빔 분리부(88b)의 크기는 빔 분리부(88b)에 의해 반사된 광이 집광기(17)상에서 소정의 직경을 갖도록 조절된다.
이러한 다이아프램 기능을 갖는 빔 분리부(88b)로써, 광원(9)으로부터 방출된 광의 직경이 정밀하게 조절될 수 있어서, 집광기(17)에 입사하는 광의 직경이 소정의 크기로 설정될 수 있으므로, 광원(9)으로부터의 광이 집광기(17)에 의해 저밀도 광디스크(19)의 기록 영역 상에 집광될 수 있다. 또한, 다이아프램이 개별적으로 배치되는 구성에 비해, 부품수가 감소될 수 있고, 다이아프램 및 광원(9)간의 위치 설정을 위한 시간 및 노동이 없앨 수 있으므로, 광픽업의 생산성이 증가될 수 있다.
또한, 상기 위치에서 구성된 다이아프램으로써, 광원(9)으로부터 방출된 광에서 빔 분리부(88b)에 의해 반사되지 않는 광이 제1 경사평면(86d)을 통해 직접 통과한 다음 광부재(86)의 외측으로 방출되므로, 반사되지 않는 광이 패키지(70)에서 표유광이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 저밀도 광디스크(19)를 향해 방출된 광이 편광 분리막(88a)을 통해 투과되고 빔 분리부(88b)에 입사하는 동안, 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사된 복귀광이 편광 분리막(88a)에 의해 반사되므로, 이러한 구성에서 빔 분리부(88b)상에 입사되는 광은 거의 없다. 이러한 구성에서 다이아프램 기능을 갖는 다수의 빔(88)을 형성하는 수단인 빔 분리부(88b)로써, 예를 들어, 복귀광의 광축이 집광기(17)의 시프트에 기인해서 소정의 위치로부터 벗어날지라도, 다이아프램 기능을 갖는 빔 분리부(88b)상에 입사되는 광이 거의 없기 때문에, 다이아프램에 의해 수광수단에 본래 입사되는 광의 차단(interruption) 또는 광량의 불균일한 분포에 의해 초래된 수광수단 상에서의 광의 입사량 감소와 같은 문제를 방지하는 것이 가능하다. 그러므로, 더 정밀한 RF 신호가 얻어질 수 있을 뿐 아니라 초점 및 트래킹 서보 신호가 더욱 정밀하게 발생될 수 있다.
또한, 방출된 광의 광경로와 복귀광의 광경로 모두가 있는 곳에 다이아프램이 위치될 수 있기 때문에, 광픽업에서의 공간 이용 효율이 개선될 수 있다. 다시 말해서, 다이아프램을 통과하지 않도록 복귀광이 다른 광경로를 갖는 것이 불필요하므로, 광픽업을 소형화가 더욱 바람직하게 실현될 수 있다.
더욱이, 상기 빔 분리부(88b)는 광원(9)으로부터의 광이 통과하는 광경로에 위치하고, 광원(9)으로부터의 광은 상기 빔 분리부(88b)에 입사되는 반면 고밀도 광디스크(18)를 향해 광원(2)으로부터 방출된 광은 상기 빔 분리부(88b)에 입사되지 않기 때문에, 광원(9)으로부터의 광에 대한 다이아프램은 광원(2)으로부터의 광을 차단하지도 않고 어떤 나쁜 영향을 미치지도 않는다. 그러므로, 특히 다수의 광원을 단일 패키지에 포함시키고 다수의 광원으로부터의 광을 단일 집광기에 의해 소정 위치로 집광시키는 구성을 갖는 광픽업에서는, 다수의 광원으로부터의 각 광에 어떤 나쁜 영향을 미치지 않고 다수의 광원으로부터의 광이 소정의 직경으로 집광기에 입사되도록 할 수 있다.
여기서 발생된 다수의 광속은 저밀도 광디스크(19) 트랙의 주어진 위치에 인가되고, 복귀광의 양을 서로 비교하여 저밀도 광디스크(19)에서 트래킹하는 소위 3빔 방법(three-beam method)이라고 하는 트래킹 방법에 인가된다.
3빔 방법이 트래킹 방법으로서 사용되지 않으면, 빔 분리부(88b)를 배치하는 대신에, 다이아프램 기능을 간단히 갖는 다이아프램 막(diaphragm film)이 다수의 빔을 형성하는 수단으로서가 아니라 다이아프램 수단으로서의 기능을 갖도록 배치된다.
제2 경사평면(86e)상에는 파장 선택성을 갖는 필터(89)가 형성된다. 필터(89)는 광원(2)으로부터 안내된 광의 대략 80% 이상을 투과하고 광원(9)으로부터 안내된 광의 대략 80% 이상을 반사시킨다.
제2 경사평면(86e)에 형성된 상기 필터(89)로써, 광원(9)으로부터 배출된 광이 광원(2)으로부터 방출된 광을 거의 차단하지 않고 반사될 수 있으며, 따라서 광원(2 및 9)으로부터 방출된 광이 높은 비율로 기록매체로 입사될 수 있다. 그러므로, 광원(2 및 9)으로부터 방출된 광량을 증가시키지 않고 기록매체에 대해 기록 또는 재생을 수행할 수 있어서, 고출력 전력에서 광원(2 및 9)을 사용함으로써 야기된 광원(2 및 9) 수명이 감소하는 것을 방지하게 된다. 또한, 광원(2 및 9)이 저출력 전력에서 사용될 수 있기 때문에, 광원(2 및 9)의 온도는 거의 증가되지 않아서, 광원(2 및 9)의 발진 파장이 거의 시프트하지 않는다. 따라서, 초점이 더 정밀하게 맞출 수 있는 고성능 광픽업을 제공할 수 있다.
제2 기판(86b)에 의해, 광원(2)으로부터의 광과 광원(9)으로부터의 광이 거의 동일한 광축으로 안내된다.
다수의 빔(88)을 형성하는 수단에 의해 반사된 후 제2 광부재상의 광원(9)으로부터의 광의 입사로부터 필터(89)상의 광의 입사까지의 광경로가, 제1 광부재(72)를 통과하는 광의 광축을 포함하는 평면에 거의 수직으로 진행하도록 형성된다.
도면 번호(90)는 1/4 파장판을 가리키고, 1/4 파장판(90)은 광원(2)으로부터 방출되고 필터(89)를 통해 투과된 광과, 광원(9)으로부터 방출되고 필터(89)에 의해 반사된 광 모두를 선형 편광에서 타원 편광으로 편광 방향을 변환한다.
1/4 파장판(90)은 본 실시예에서 나타낸 소정 두께를 갖는 평면판 형태나 또는 박막(thin film)으로 형성될 수 있다.
수광수단(91)은 광경로 분할수단(83)을 통해 투과된 광과 광경로 분할수단(83)에 의해 반사된 후 반사막(81)에 의해 반사된 광을 수신하고, 수광수단(92)은 광경로 분할수단(84)을 통해 투과된 광과 광경로 분할수단(84)에 의해 반사된 후 반사막(82)에 의해 반사된 광을 수신한다. 이들 모두는 RF 신호, 모니터 신호, 및 트래킹 및 초점 신호를 발생하기 위해 요구되는 위치에서 필요한 형태를 각기 갖는 각종의 수광부를 필요한 수만큼 포함한다.
본 실시예에서는, 수광수단(91 및 92)은 패키지(70)의 기판부(70a)에서 거의 동일한 평면에 배치되어서, 기판부(70)의 긴 방향이 수광수단(91 및 92)의 긴 방향과 거의 평행하게 된다.
이러한 방법에서, 서로 거의 평행하게 형성된 다수의 수광수단으로써, 광픽업 효과적으로 최소화되도록 여러 위치에 배치된 구성에 비해, 수광수단이 광픽업에 배치되는 공간을 줄일 수 있다. 또한, 다수의 수광수단의 설치를 위해 사용된 패키지에서 동일한 표면으로써, 정밀한 평행성(parallelism)을 얻기 위한 모서리 깍기(chamfering) 작업이 단지 하나의 표면에 대해서만 필요하므로, 모서리 깍기 작업이 간단해져서, 좋은 생산성을 갖는 광픽업이 실현될 수 있다.
본 실시예에서는, 수광수단(91 및 92)이 기판부(70a)상에 직접 설치되지만, 예를 들어, 수광수단이 기판부(70a)상에서 수광수단 설치판(arrangement plate) 등의 부재를 통해 설치될 수도 있다.
다음으로, 수광수단(91 및 92)에서 수광부의 설치에 대해 상세히 설명한다.
도 16은 본 발명에 따른 제3 실시예의 수광수단의 설치를 나타낸다. 도 16에서, 광원(2)으로부터 방출되고 고밀도 광디스크(18)에 의해 반사된 광을 수신하는 수광수단(91)은 수광부(91a, 91b, 91c, 91d, 91e, 및 91f)를 포함한다. 광원(9)으로부터 방출되고 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사된 광을 수신하는 수광수단(92)은 수광부(92g, 92h, 92i, 및 92j)를 포함한다.
도면 번호(91m 및 92m)는 모니터링(monitoring)을 위한 수광부를 표시하고, 수광부(91m)는 광을 모니터링하기 위해 홀로그램(77)에 의해 분리된 광원(2)으로부터 안내된 광의 일부를 수신하고, 수광부(92m)는 광을 모니터링 하기 위해 홀로그램(78)에 의해 분리된 광원(9)으로부터 안내된 광의 일부를 수신한다.
수광부(91m 및 92m)에 의해 수신된 광량에 따라 발생된 광 전류(light current)는 광원 구동 회로를 포함하는 신호처리회로에 전송되고, 여기서 광원(2 및 9)으로부터 방출된 광량은 광원(2 및 9)에 공급된 전력을 제어하기 위한 소정의 광량을 유지한다.
상기 수광수단(91 및 92)은 각 수광부에서 발생된 광전류를 전압신호로 변환하는 전류-전압 변환회로와, 광원(2 및 9)의 양의 전극 각각이 기준 전압을 초과하는 것을 확인하는 전압 비교기와, 각 수광부로부터 신호를 가산하는 가산기와, 전압 비교기로부터의 출력신호를 근거로 각 수광부를 스위칭 하는 아날로그 스위치를 포함하며, 이들 모두는 반도체 공정으로 형성되고, 후단의 회로 구성이 단순화될 수 있어서 전기적 연결이 필요한 단자 또는 전극에 대한 연결 횟수가 감소되고, 따라서 회절 접합으로 인한 수율의 감소를 최소로 억제할 수 있다.
다음으로, 수광수단(91)에서의 신호 발생 방법을 설명한다. 고밀도 광디스크(18)로부터 반사된 광이 제1 광부재(72)로 복귀하고, 광경로 분할수단(83)을 통해 투과된 광이 영상 형성 전에 수광수단(91)에 도달한 후, 도 16에서와 같이 수광부(91a, 91b, 및 91e)상에 반달 형태로 영상이 형성된다. 광경로 분할수단(83)에 의해 반사된 광이 반사막(81)에 의해 반사되기 전과 수광수단(91)에 도달하기 전에 영상을 형성한 다음, 수광부(91c, 91d, 및 91f)에 반달 형태를 갖는 반사된 영상을 형성한다. 각 수광부에서 발생된 광전류는 전류전압 변환회로에 의해 전압 신호로 변환된 다음, 가산기로 전송됨과 동시에 직접 출력되어 (Va + Vb + Vf) 및 (Vc + Vd + Ve)을 형성한다. 상기 (Va + Vb + Vf)와 (Vc + Vd + Ve)의 차이에 의해, 초점에러 신호가 발생된다. 상기 초점에러 신호는 소위 스폿크기 검출 (SSD: spot size detection)방법으로 발생된다.
Va, Vb, Vc, 및 Vd는 후단에서 신호처리 회로로 전송되고 트랙에러 신호는 (Va + Vc)과 (Vb + Vd)의 위상차를 비교해서 얻는다. 이러한 트랙에러 신호는 소위 불일치 위상 검출(DPD: different phase detection)방법으로 발생된다. 또한, (Va + Vd)과 (Vb + Vc)의 차에 의해, 트랙에러 신호도 얻을 수 있다(푸쉬-풀 방법). 이러한 방법은 디스크 형태에 따라 사용된다.
다으으로, 수광수단(92)의 신호발생방법을 아래에서 설명한다. 저밀도 광디스크(19)로부터 반사된 광이 제1 광부재(72)로 복귀하고, 반거울에 의해 형성된 광경로 분할수단(84)을 통해 투과된 강이 영상 형성 전에 수광수단(92)에 도달하고, 도면에서와 같이 수광부(92g 및 92h)에서 원형 영상(circular image)을 형성한다. 광경로 분할수단(84)에 의해 반사된 광이 반사막(82)에 의해 반사되기 전과 수광수단(92)에 도달하기 전에 영상을 형성하고, 수광부(92g 및 92h)상에서 광경로 분할수단(84)을 통해 투과된 광에 역으로 된 원형 영상을 형성한다. 광원(9)으로부터의 광은 다수의 빔(88)을 형성하는 수단에 의해 3개의 빔으로 미리 분할되고, 따라서 동일한 방법으로 수광부(92i 및 92j)상에 원형 영상이 형성되도록 광경로 분할수단(84)에 의해 분할된다. 각 수광부에서 발생된 광전류는 전류-전압 변환전류에 의해 전압 신호로 변환된다. 형성된 Vg와 Vh의 차에 의해서, 동일한 방법으로 초점에러 신호가 고밀도 광디스크(18)에서 스폿 크기 검출방법으로 발생된다. Vi와 Vj의 차이에 의해, 트랙에러 신호(3빔 방법)가 얻어진다.
수광수단(92)에서 수광부의 형태와 다른 형태를 갖는 수광수단(91)의 수광부와, 상기 방법으로 각 수광수단에서 여러 신호의 발생에 적용된 다른 발생 방법으로써, 입사광의 형태가 동일하지 않더라도, 수광부는 입사광의 각 형태에 알맞은 위치에서 배치될 수 있고, 따라서 더 정밀한 초점 및 트래킹 신호 또는 RF 신호를 발생할 수 있다. 또한, 다수의 기록매체에 대해 기록 또는 재생할 수 있는 광픽업에서 더 정밀한 초점 및 트래킹 제어가 수행될 수 있고, 따라서 데이터가 소정의 트랙으로부터 벗어남으로 인해 판독 또는 기록될 수 없는 기간을 감소시킬 수 있고, 기록매체 상에서 초점이 맞지 않는 광빔으로 인해 정보가 기록 또는 재생될 수 없는 기간을 감소시킬 수 있다. 따라서, 데이터를 판독 또는 기록하는 기간이 감소될 수 있어서 고속 접속 속도(access speed)를 갖는 광픽업을 실현할 수 있다.
또한, 광원(2)으로부터 방출된 후 기록매체로 안내된 전방 방출광(forward emitting light)의 일부가 RF 신호나 초점 또는 트래킹 신호를 수신하는 수광부를 포함하는 수광수단(91)에서 형성된 모니터링용 수광부(91m)로 안내되고, 광원(9)으로부터 방출된 후 기록매체로 안내된 전방 방출광의 일부가 RF 신호나 초점 또는 트래킹 신호를 수신하는 수광부를 포함하는 수광수단(92)에서 형성된 모니터링용 수광부(92m)로 안내되는 구성으로써, 모니터링을 위한 수광수단이 수광수단(91)과 수광수단(92) 각각에 별도로 설치되는 구성에 비해 수광 소자의 수가 감소된다.
또한, RF 신호와 초점 및 트래킹 신호에 대한 수광부를 포함하는 수광수단(91 및 92)에 배치된 모니터링용 수광부로써, RF 신호와 초점 및 트래킹 신호에 대한 수광부와 모니터링용 수광부가 수광수단(91 및 92)을 제조하는 단계에서 소정의 위치 관계로 형성되고, 따라서, 모니터링용 수광부와 광원(2 및 9) 사이의 위치 설정이 수광수단(91 또는 92)과 광원(2 또는 9) 사이의 위치 설정과 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 생산 공정에서 위치 설정의 횟수가 감소되어 단자와의 연결의 용이성이 개선되고, 따라서 광픽업의 생산성을 증가시킬 수 있고, 모니터링용 수광부가 RF 신호에 대한 수광부와 초점 및 트래킹 신호에 대한 수광부와는 다른 반도체 기판 상에 설치되는 구성에 비해 공간을 절약할 수 있어서, 광픽업의 크기를 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, 수광수단(91 및 92)은 기판부(70a)상의 거의 동일한 평면상에 형성되므로, 광픽업의 크기는 두께 방향으로 감소될 수 있어서, 광픽업을 더 얇게 만들 수 있다.
또한, 광원(2 및 9)가 수광수단(91 및 92)을 일체로 형성한 광헤드에 설치되는 모니터에 대한 수광부와, 불활성 가스를 봉입한 봉인된 광헤드에 설치되는 모니터링용 수광부로써, 예를 들어 모니터링용 수광부가 공기와의 접촉으로 인해 산화되거나 습기의 흡수로 인한 특정이 저하되는 문제점을 방지할 수 있고, 광픽업으로부터 모니터링용 수광부를 설치하는 공간이 생략될 수 있어서 광픽업의 크기가 감소될 수 있다.
이러한 구성은 플라이어(flyer)와 회전 방향의 조절과 함께, 단지 각 부재들 사이의 위치 설정이 완료된 광헤드의 캐리지로 설치를 요구하므로, 광픽업을 조립할 때 위치 설정 공정이 매우 단순화될 수 있어서, 광픽업의 생산성이 현저히 증가될 수 있다.
본 실시예에서는 모니터링용 수광부가 수광수단(91 및 92) 모두에 설치되었지만, 단지 하나의 수광수단(91 및 92)이 설치될 수도 있다. 그렇다면, 제2 실시예에서와 같이, 고밀도 광디스크(18)가 동작 중이든 저밀도 광디스크(19)의 동작 중이든 동일한 수광수단이 모니터링을 위해 사용된다. 다시 말해서, 단지 하나의 수광부가 모니터링을 위해 필요하므로, 부품수를 감소시킨다.
또한, 수광수단(91 및 92)과는 다른 수광수단이 수광수단(91 및 92)과 거의 같은 평면상에 설치되어, 모니터링을 위한 수광수단으로 사용될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 2개의 수광수단(91 및 92)이 수광수단으로서 배치되었지만, 수광수단 모두가 단일 반도체 기판 상에 설치되어 함께 놓여질 수 있다. 이러한 구성이 적용되면, 수광수단의 부품수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 수광수단의 위치설정의 횟수도 감소시킬 수 있어서, 양호한 생산성을 갖는 광픽업을 실현하게 된다.
다음으로, 수광수단에서 형성되는 돌출부재(raised member)를 설명한다.
수광수단(91 및 92)의 상부에 돌출부재(190 및 191)가 설치된다. 거의 평행 직육면체(rectangular parallelepiped)의 형태를 가지는 각각의 돌출부재(190 및 191)가 수광수단(91 및 92)에 접합된다. 상기 돌출부재(190 및 191)는 취급하기 쉽고 어느 정도의 강도를 갖는 금속 또는 수지와 같은 재료로 만드는 것이 바람직하다.
설치된 상기 돌출부재(190 및 191)로써, 수광수단(91 및 92)의 상대적인 위치 설정에서 기판부(70a)를 따라 돌출부재(190 및 191)를 잡아서 광원(2 및 9)으로 이동시킬 수 있어서, 수광수단(91 및 92)의 미세한 위치 설정이 쉽게 수행될 수 있다. 따라서, 광원(2 또는 9) 및 수광수단(91 및 92) 사이의 상대적인 위치를 더욱 정밀하게 설정할 수 있어서, 고정 위치에서 벗어남으로 해서 일어나는 신호 특성의 저하를 억제할 수 있고, 따라서, 높은 성능과 매우 신뢰성 있는 광픽업을 실현할 수 있다.
본 실시예에서는, 돌출부(190 및 191) 중 적어도 하나가 제1 광부재(72)의 지지 부재(supporting member)로서 사용되었다. 이러한 점에 대해 아래에서 설명한다.
본 실시예에서는, 광원설치부(180, 181) 중 적어도 하나에 설치된 광부재 설치 영역에 대해 동일한 레벨에서, 기판부(70a)의 상부로부터 높이를 가지도록 돌출부재(190 및 191) 상부의 적어도 일부분이 형성되어, 제1 광부재(72)가 그 위에 설치될 수 있다. 다시 말해서, 이러한 구성에서 제1 광부재(72)는 광원설치부(180 및 181)중 적어도 하나와 돌출부재(190 및 191) 중 적어도 하나에 의해 지지된다.
이러한 구성으로써, 광원(2 또는 9)과 수광수단(91 또는 92) 사이의 상대적인 위치가 더욱 정밀하게 설정될 수 있으며, 반면에 제1 광부재(72)의 설치 에러, 특히 기판(70a)에 대한 평행성(parallelism)이 개선될 수 있고, 따라서 제1 광부재(72)의 설치 정밀도는 더 증가될 수 있다. 특히, 제1 광부재(72)와 광원(2 또는 9)으로부터 방출된 광축이 서로 정밀하게 거의 수직으로 만들어져서, 제1 광부재(72)에 입사하는 광의 특성이 양호하게 유지될 수 있으며 제1 광부재(72)로부터 방출된 광이 제2 광부재(86)의 소정 위치로 정밀하게 입사된다. 따라서, 양호한 광특성을 갖는 매우 신뢰성 있는 광픽업을 실현할 수 있다.
다음으로, 광원설치부(180 및 181)를 도 17 및 18을 사용하여 설명한다. 도 17은 본 발명에 따른 제3 실시예의 광원설치부의 주변부의 사시도 이고, 도 18은 본 발명에 따른 제3 실시예의 광원설치부의 주변부의 횡단면도이다.
광원(20)이 설치된 광원설치부(180)의 상부는 광원(9)이 설치된 광원설치부(181)의 상부와 같은 평면에 있지 않다. 다시 말해서, 광원설치부(180 및 181)가 동일한 기판의 동일한 평면에 있다고 가정하면, 광원설치부(180)는 광원설치부(181)와는 다른 높이를 갖는다. 이러한 구성에서, 다음에 설명될 제1 광부재(72)는 더 높은 광원설치부의 상부에 설치된다.
본 실시예에서 광원설치부(180 및 181)는, 서로 결합되어 있는 광원설치부(180)보다 더 높게 형성된 광원설치부(181)와 광원설치부(181)의 상부에 설치된 제1 광부재(72)와 함께, 동일한 기판부(70a)에 설치되어 있다.
상기 구성에서, 광원설치부(181)의 상부에서만 제1 광부재(72)의 접합을 종료할 필요가 있고, 따라서 광원설치부(180)의 상부의 표면연마(surface grinding) 공정이 생략될 수 있어서 생산성을 증가시킬 수 있다.
또한, 제1 광부재(72)가 광원설치부(180 및 181)의 상부 각각에 설치되는 구성에 비해, 광특성이 저하되는 가능성을 감소시킬 수 있다.
다시 말해서, 제1 광부재(72)가 광원설치부(180 및 181)의 상부 모두에 설치되면, 광원설치부(180)는 광원설치부(181)와 정확하게 같은 높이를 가져야 한다. 광원설치부(180)의 높이와 광원설치부(181)의 높이 사이에 미소한 차이라도 있다면, 이것은 제1 광부재(72)가 높이차에 따른 각도로 기울어지는 현상을 초래한다. 제1 광부재(72)의 이러한 기울어짐은 광원(2 또는 9)으로부터 입사하는 광에서 수차를 발생시키거나, 원래 주어진 광특성을 올바르게 나타낼 수 없거나, 또는 제1 광부재(72)로부터 방출된 광을 설정된 위치로 안내할 수 없는 단점을 발생시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 구성에서는, 제1 광부재(72)용 설치 영역은 다수의 광원설치부의 상부 중 하나가 되어, 각 광원설치부들 사이에서 높이의 편차에 의한 제1 광부재의 기울어짐이 없어서, 광원설치부 중 단지 하나의 상부만의 모서리를 정밀하게 깍음으로써 제1 광부재(72)가 소정의 작업성(workability)을 얻을 수 있다. 따라서, 단순한 구성으로 광특성의 저하없이 우수한 성능을 갖는 광픽업을 실현할 수 있다.
다음으로, 기판부(70a)상에서 광원설치부(180 및 181)의 배치를 첨부 도면을 참고로 설명한다.
기판부(70a)는 돌출부(93)를 가지며, 또한 광원설치부(180 및 181)가 기판부(70a)의 표면(70f)상에 놓여 있다. 광원설치부(180 및 181)의 설치 위치는 돌출부(93)의 측부(93a)를 기판부(70a)의 표면(70f)상에 설치된 광원설치부(180 및 181)의 측부(180a 및 181a)와 접촉하도록 함으로써 결정될 수 있다. 많은 경우에, 돌출부(93)는 평행 직육면체의 형태를 갖는다. 상기 돌출부(93)는 기판부(70a)의 일부로 또는 기판부(70a)로부터 분리된 부재로 형성될 수 있다.
돌출부(93)의 측부(93a)는 광원설치부(180 및 181)의 측부(180a 및 181a)에 대한 접촉 위치에서 동일한 경사각을 가져서, 서로 정밀하게 접촉된다. 또한, 연마공정 등에서 10 ㎛ 이하의 평균 표면 거칠기 정도(average surface degree of roughness)를 갖도록 각각의 표면이 처리되는 것이 바람직한데, 이것은 양측 사이의 접합 정밀도를 개선할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 동일한 공정이 광원설치부(180 및 181)의 하부(180b 및 181b)와 기판부(70)의 표면(70f)에 적용되는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 사용함으로써, 광원(2 및 9)이 설치된 광원설치부(180 및 181)를 소정의 위치로 더 쉽고 더 정밀하게 소자를 배치할 수 있어서, 광원(2 또는 9)의 위치 편차에 의한 광특성의 저하를 감소되는 고성능의 광픽업을 실현할 수 있다.
광원설치부(180 또는 181)및 기판부(70a)를 접합하기 위해 사용되는 접합재료로서는, UV 광 또는 가시광에 의해 경화되는 납땜 또는 광경화 수지 등의 금속 접합 재료가 사용되는 것이 바람직한데, 이것은 이들 각각이 필요한 값보다 더 큰 결합력을 가져서 접합 과정이 단순화되기 때문이다. 특히, 금속 접합 재료가 사용되면, 예를 들어 기판부(70a)의 표면(70f), 돌출부(93)의 측면(93a), 광원설치부(180 및 181)의 하부(180b 및 181b), 및 측면(180a 및 181a)에 금속 도금을 미리 적용함으로써 양호한 접합 효과를 갖기 위한 측정을 하는 것이 바람직하다. 접합 재료는 광원설치부(180 및 181)의 측면에만 또는 기판부(70a)의 측면(돌출부(93))에만 적용될 수 있거나 또는 양 측면에 적용될 수 있다.
또한, 돌출부(93)와 접촉되는 광원설치부(180 및 181)의 하부(180b 또는 181b)와 측면(180a 또는 181a)에 의해 만들어진 모서리부(angular portion)는 소정의 반경(R)을 갖거나 뾰족한 가장자리가 없는 코너(corner)를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 사용함으로써, 기판부(70a)의 표면(70f)과 돌출부(93)의 측면(180a)이 직각으로 교차하지 않을 지라도, 광원설치부(180 및 181)를 정확한 위치로 기판부(70a)에 접합할 수 있어서, 광원설치부(180 및 181)에 설치된 광원(2 또는 9)으로부터 방출된 광의 소정의 광축으로부터 편차가 없이 양호한 기록 또는 재생 특성을 광픽업이 가지게 된다.
또한, 광원설치부(180 및 181)에 설치된 광원(2 및 9)은 제2 실시예와 같은 방법으로 돌출부(93)가 직면하도록 형성되는 것이 바람직한데, 다시 말하면, 광원(2)으로부터의 후방 방출광(2h) 및 광원(9)으로부터의 후방 방출광(9h)의 연장 방향에 돌출부(93)가 형성되도록 한다.
본 실시예에서는, 특히 광원설치부(180)의 높이보다 더 높은 위치에 광원설치부(181)를 형성하고, 광원설치부(181)의 상부에 제1 광부재(72)가 접합되어 있도록 하는 것이 바람직하다. 이것에 대해서 아래에서 설명한다.
본 실시예에서 광원설치부(180)상에 설치된 광원(2)은 고밀도 광디스크를 기록 또는 재생하기 위한 것이고 광원설치부(181)상에 설치된 광원(9)은 저밀도 광 디스크를 재생하기 위한 것이다.
일반적으로, 광디스크 상에 기록할 때에는 매우 큰 출력 전력(보통 25nw 또는 그 이상인 출력)을 갖는 광원이 사용되는 반면에, 광디스크 상에 재생할 때에는 큰 출력을 갖는 광원을 필요치 않고 보통 수 mw 급의 광원이 요구된다. 또한 일반적으로, 광원으로부터 방출된 열은 출력 전력이 증가함에 따라 증가된다.
본 실시예에서와 같이 광부재 광원설치부의 상부에 놓이는 구성에서는, 상기 광원으로부터 배출되고 광원설치부를 통해 전송된 열이 문제로 된다. 특히, 큰 출력을 갖는 광원(2)으로부터 방출된 열량은 매우 높아서, 광원(2)이 작동 중일 때의 제1 광부재(72)의 온도와 광원(2)의 작동하지 않을 때의 제1 광부재(72)의 온도 사이에 큰 차가 있으므로 문제가 발생되는데, 예를 들어 제1 광부재(72)가 광 유리로 제조된 제1 광부재(72)의 왜곡으로 인해 소정의 광특성을 유지할 수 없거나 또는 다수의 박층된 프리즘으로 제조된 제1 광부재(72)의 각 프리즘 사이의 접합 영역이 왜곡으로 인해 접합부에 크랙(crack)이 발생하여 제1 광부재(72)가 파괴되는 단점을 초래한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 실시예에서는 광원(9)이 설치된 광원설치부(181)가, 광원(2)이 설치된 광원설치부(180)보다 더 높은 위치에서 광원설치부(181)의 상부에 설치된 제1 광부재(72)와 함께 형성되어, 광원(2)으로부터 발생된 열이 광원설치부(180)를 통해 제1 광부재(72)로 전도되는 것을 방지하여 상기한 단점이 발생되지 않도록 한다.
큰 출력 전력을 갖는 광원이 광픽업에 설치되더라도, 광원에 의해 발생된 열효과에 의해 야기된 단점을 효과적으로 최소화할 수 있어서, 안정된 광특성을 갖는 고성능의 매우 신뢰성 있는 광픽업을 실현할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제1 광부재(72)는 광원설치부(181)의 상부에 설치된다. 제1 광부재(72)와 광원설치부(181)를 접합하기 위해 사용된 접합 재료로서, 프린트 된 유리 접합 재료, 에폭시 수지, 또는 광경화 수지를 미리 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 광경화 수지는 양호한 작업성을 갖는데, 이것은 광으로 조사할 때까지 경화되지 않으며 강한 접합력을 가지기 때문이며, 따라서 정확한 위치 설정을 요구하는 제1 광부재(72)를 접합하기에는 최적이다. 광경화 수지에서, 고에너지의 광이 인가될 수 있고 상대적으로 짧은 시간에 고체화할 수 있는 가시광 또는 UV 광경화 수지를 사용하는 것이 더 바람직한데, 이것은 작동 시간의 감소로 인해 생산성을 증가시키는 효과가 있기 때문이다.
또한, 본 실시예에 배치된 오목부(recess portion)를 아래에서 설명한다.
광원 설치 영역 및 광원설치부(181)의 상부에 의해 형성된 모서리부에서, 오목부(182)는 접합할 때에 제1 광부재(72)와 광원설치부(181) 사이의 접합 영역을 넘쳐흐르는 접합 재료를 잡아주는 기능을 갖도록 형성된다.
광원설치부(181)의 상부에 형성된 상기 오목부(182)에 의해, 제1 광부재(72)를 접합할 때에 광원설치부(181)로 넘쳐흐르는 접합 재료가 제1 광부재(72)의 광입사 영역으로 넘치지 않도록 지나치게 흐르는 것을 방지할 수 있으므로, 접합 재료가 넘쳐흘러서 초래되는 광특성의 저하가 방지되고, 따라서 양호한 광특성을 갖는 광픽업을 실현할 수 있다.
또한, 광원설치부(181)의 상부 및 제1 광부재(72)의 하부에 적용된 접합 재료는 광원의 측면에서는 작게 인가되고 반대측에서는 그 이상으로 인가되는 분포를 갖는 것이 바람직하고, 인가된 영역이 오목부(182)의 양측인 2개의 부분으로 분할되는 것을 가정한다. 이러한 접합 방법에서는 접합 재료의 과대 흐름을 최소화하면서 접합을 유지하는데 충분하도록 접합 재료를 인가하는 것이 효과적이고, 따라서 광픽업의 광특성의 개선되는 것뿐만 아니라 광픽업의 신뢰성도 증대될 수 있다.
상기 구성은 광부재가 광원에 가까운 위치로 배치될 때 큰 효과가 있다. 다시 말해서, 본 실시예에와 같이, 광원설치부가 광부재 및 광원 모두가 설치된 영역이 되면, 광원으로부터 방출된 광의 범위를 고려해서 광원설치부와 제1 광부재 사이의 접합 영역에 거의 접촉되어 광원으로부터의 광이 통과하게 되는데, 이것은 일반적으로 광원이 매우 얇기 때문이다. 그러므로, 상기 영역에서 접합 재료의 과대 흐름이 광특성을 현저히 저하시킨다.
또한, 소정의 광경로 외부에 있는 디스크로 원래 안내될 수 없는 광은 결합 재료의 과대 흐름에 의해 반사 또는 분사되지 않으므로, 이러한 구성은 상기한 종류의 광이 소정의 광경로에 포함되어 표유광이 될 가능성을 현저히 감소하는 데에 효과적이다.
본 실시예에서는 오목부(182)가 광원설치부(181) 상부의 측면(181c)에 대해 단부에서의 측면(181c)과 거의 평행한 슬롯(slot)을 가지며, 광원설치부(181)의 측면(181c) 및 상부에 의해 제조된 모서리부는 장방형 또는 테이퍼(taper) 되도록 절단될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 오목부가 광원설치부 중의 하나에 구성되지만, 동일한 높이를 가진다면 광원설치부 모두에 오목부를 구성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 전력을 광원(2 및 9)에 인가하는 방법을 설명한다.
광원설치부(180)의 표면(180a)상에서, 전극(94a)과 전극(94b)은 서로 떨어지게 배치된다.
전극(94a)은 와이어 결합(wire bonding) 또는 다른 방법으로 전력을 광원(2)에 공급하는 전력공급 단자(70h)에 연결되어 있고, 또한 와이어 결합 또는 다른 방법으로 광원(2)의 양극(anode)측에서의 표면에 연결되어, 전력을 광원(2)에 공급한다.
또한, 전극(94b)은 전극(94a)으로부터 떨어지게 배치된다. 그 상부에는 광원(2)이 설치되어 전극(94b)이 광원(2)의 양극 측에서의 표면과 접촉하여서 광원(2)의 접지 역할을 한다.
광원설치부(180)의 기판부(70a)에 반대되는 영역에서, 전극(94c)이 형성된다. 전극(94c)은 전극(94b)에 연결되고, 광원설치부(181)는 기판부(70a)에 설치될 때 기판(70a)상에 형성된 전극(94d)과 접촉하게 놓인다.
광원설치부(181) 영역(181a)의 측면에서, 전극(94c) 및 전극(94d)이 형성되고, 광원설치부(181)의 기판부(70a)에 반대되는 영역의 측면에서도 전극(94g)이 형성된다.
전극(94e)은 와이어 결합 또는 다른 방법으로 전력을 광원(9)에 공급하는 전력 공급 단자(70i)에 연결되고 또한 와이어 결합 또는 다른 방법으로 광원(9)의 양극 측의 표면에 연결되어서, 전력을 광원(9)에 공급한다.
또한, 전극(94f)은 전극(94c)으로부터 떨어지게 배치되고 전극(94g)과 전기적으로 연결되며, 광원(9)이 그 위에 설치된다. 전극(94f)은 광원(9)의 음극 측의 표면과 접촉하여 광원(9)의 접지 역할을 한다.
광원설치부(181)의 기판부(70a)에 반대되는 영역에, 전극(94h)이 형성된다. 전극(94h)이 전극(94g)에 연결되고, 광원설치부(181)는 기판부(70a)에 설치될 때 기판(70a)상에 형성된 전극(94d)과 접촉하게 놓인다.
전극(94d)은 전극(94h)과 일체로 형성될 수 있다.
다음으로, 광픽업을 접지시키는 방법을 설명한다. 본 실시예에서, 기판부(70a)는 판 형태를 갖는 금속, 수지, 세라믹 또는 다른 절연재료로 제조된다. 특히, 금속 또는 세라믹 재료가 바람직한데, 이것은 광원으로부터 전송된 열을 효과적으로 분산시키는 양호한 열 분산 특성을 갖기 때문이다.
다음으로 기판부(70a)가 절연재료로 제조되는 한 실시예를 설명한다. 본 실시예에서, 기판부(70a)는 단자(70c)를 통과하는 구멍을 가지며, 광원(2 및 9)에 대한 접지가 되는 전극(94i)을 갖는다. 상기 전극(94i)은 전극(94d 및 94h)에 연결된다. 그 다음, 전극(94i)은 기판(70a)의 광원설치부가 설치된 영역 쪽의 표면(정면)으로부터, 기판부(70a)의 측면을 통해, 기판부(70a)의 광원설치부가 설치된 영역의 반대쪽 표면(하부)으로 통과하고, 하부에서 접지 단자(70j)에 연결된다.
본 실시예에서는 광원(2 및 9)이 기판부(70a) 주위를 통과하는 전극(94d)을 통해 접지 단자(70j)에 연결되지만, 제2 실시예에서와 같은 방법으로 접지 단자(7j)용 구멍이 기판부(70a)에 설치되어, 접지 단자(70j)가 기판부(70a)를 통과한 다음 상기 구멍을 통과하는 단자가 와이어 결합 또는 납땜 방법으로 기판부 또는 광원 설치부상에 설치된 전극에 연결될 수도 있다.
기판부(70a)가 금속 재료로 만들어지면, 접지로 사용된 전체 기판부(70a)로써, 기판부(70a)의 하부에 연결된 접지 단자(70j)가 기판부(70a)를 통해 기판부(70a)의 전극(94i)에 연결된다.
어느 경우든지, 접지 단자(7j)는 구멍을 통해 기판부(70a)의 정면에 배치되고, 전극(94i)과 전기적으로 연결된다.
상기한 바와 같이, 공통으로 배치된 다수 광원의 접지에 대한 전극에 의해, 단지 하나의 접지 단자(70j)만 필요하므로 단자수가 감소된다. 다수의 광원이 단일 패키지에 포함되는 광헤드에서 종래에 발생되는 단자수 증가와 패키지에서의 단자배치에 제한과 같은 문제를 경감시키는 것이 효과적이므로, 다수의 광원이 단일 패키지에 배치되는 광헤드를 설계할 때에 자유도를 증가시킨다.
또한, 본 실시예에서 설명한 바와 같이, 접지용 전극 각각이 개별적으로 광원설치부에서 배치된 단일 광원에, 단일 광원설치부가 대응한다면, 접지 단자가 서로 분리된 접지 전극 각각에 대해, 즉 광원설치부의 수로, 배치될 필요가 없기 때문에 바람직한 구성이 되고, 따라서 접지 단자수가 효과적으로 감소될 수 있다.
또한, 광원(2 및 9)을 전극에 직접 놓아두고, 전극이 접지 단자와 접촉하는 구성에 의해, 와이어 결합용 연결 수단으로 전극을 광원에 연결하는 공정이 필요없고, 따라서, 광헤드의 제조공정 수가 감소될 수 있어서 광헤드의 생산성을 개선시킨다.
다음으로, 패키지(70)에 의해 둘러싸이는 내부 공간, 즉 광원(2 및 9) 및 수광수단이 배치된 공간을 봉인하는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 먼지 또는 습기 등의 불순물이 패키지 내부로 포함되는 것을 효과적으로 방지하기 때문에, 광원(2 및 9) 및 수광수단의 성능은 유지될 수 있고 방출된 광의 광특성의 저하를 방지할 수 있다.
본 실시예에서는, 패키지(70)가 제2 광부재(86)에 의해 봉인된다. 다시 말해서, 제2 광부재(86)의 제1 기판(86a)의 하부는 패키지(70) 측벽부(70b)의 외부 표면에 접합되어 패키지(70)상에 구성된 개구부(70d)를 닫는다. 상기 연결을 위한 접합 재료로서, 광경화 수지, 에폭시 수지, 또는 접합 유리가 자주 사용된다.
봉인된 공간에는 N2 가스, 건조 공기, 또는 Ar 가스 등의 불활성 가스를 봉입하는 것이 바람직한데, 이것은 광원의 산화 또는 수광수단에 의해 야기된 특성 저하 또는 패키지(70)에서 제1 광부재(72)의 표면상의 습기 응축에 의해 야기된 각종 광특성의 저하를 방지하는 데 효과적이기 때문이다.
상기와 같이, 제2 광부재가 패키지(70)를 봉입하기 위해 접합 재료를 사용해서 패키지(70)의 측벽부(70b)에 접합되는 구성에서는, 상기 부분을 단지 닫기 위해서 종래에 사용되었던 커버 유리(cover glass)가 필요하지 않고 여기서는 생략될 수 있어서, 광픽업의 구성이 단순화될 수 있어서 소자수가 감소된다. 또한, 광픽업의 제조를 위해서 종래에는 전체 2개의 공정, 즉 광부재를 위치 설정으로 접합하는 공정과 패키지를 닫는 커버 부재를 접합되게 하는 공정이 필요하지만, 이러한 2개의 공정에서 앞에서의 단일 공정으로의 광픽업의 제조 공정의 감소가 가능하고, 그러므로 광픽업의 제조과정이 단순화될 수 있어서 광픽업의 생산성을 증가시킨다.
또한, 제2 광부재(86)가 패키지(70)의 외부에 노출되기 때문에, 패키지에 포함되는 구성에 비해 패키지의 크기를 감소시킬 수 있고, 필요한 광소자가 단일 광부재에 형성된 구성에 비해 광부재의 경사평면의 수가 현저히 감소될 수 있어서, 광픽업의 크기가 특히 폭 방향으로 현저히 감소될 수 있고, 따라서 광픽업을 더욱 소형화할 수 있어서, 광픽업의 공간 이용 효율을 증가시킨다.
또한, 필요한 광 시스템 거의 대부분은 2개의 부분으로 분리된 광부재를 갖는 단일 헤드에 설치되므로, 픽업 조립 공정이 현저히 단순화되어 사용자에 친화적인 광픽업을 실현한다.
제2 광부재(86)에서, 외부에 노출된 영역에는 광 소자가 배치되지 않으므로, 예를 들어 광소자가 주변 공기에 노출되고 습기를 흡수하기 때문에 소정의 성능을 유지할 수 없거나, 광소자에서의 먼지로 인해 광특성이 저하되는 단점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 패키지(70)의 내부 압력은 음(-)이 되는 것이 바람직하다. 이것은 패키지(70)의 측벽부(70b)에 결합된 제2 광부재(86)가 패키지(70)의 내측을 향해 패키지 외부로부터 당겨지는 방향으로 인가되기 때문에, 제2 광부재(86)와 패키지(70) 사이에 접합이 효과적으로 이루어진다.
다음으로, 더욱 바람직한 구성을 갖는 실시예를 설명한다. 이러한 구성에서는 패키지(70)가 외부로부터의 제2 광부재(86)에 의해서만 닫히지 않고, 차폐부재(86)와 제2 광부재(86)가 패키지(70)의 개구부(70d)를 닫기 위해 사용된다. 다시 말해서, 차폐부재(85)는 패키지(70)의 측벽부(70b)상에서의 개구부(70d)를 패키지(70)의 내부로부터 닫기 위해 놓여지고, 제2 광부재(86)는 패키지(70)의 외측으로부터 패키지(70)의 측벽부(70b)상에서의 개구부(70d)를 닫기 위해 놓여져서, 상기 2개의 부재를 사용하여 패키지(70)의 내부 공간이 봉인된다.
상기 구성의 장점을 아래에 설명한다. 패키지(70)의 내압이 양(+)이면 내측으로부터 접합된 차폐부재(85)는 접합재료를 포함하는 측벽부(70b)에 압착되어서, 누출이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다. 그러나, 패키지(70)의 내압이 음(-)이면, 차폐부재가 측벽부(70b)로부터 멀어지는 방향으로 압력이 인가되므로, 접합의 결함으로 인해 누출이 발생할 가능성이 증가된다.
반대로 패키지(70)의 내측 압력이 차폐부재(85)에 반대되는 음(-)이면 접합재료를 포함하는 측벽부(70b)로 외측으로부터 접합된 제2 광부재(86)가 압착되어서, 누출의 발생 가능성 감소에 효과적이나, 만일 패키지(70)의 내측 압력이 양(+)이면, 제2 광부재(86)가 측벽부(70b)에서 멀어지는 방향으로 압력이 인가되어서, 접합의 결함으로 인해 누출이 발생할 가능성을 증가시킨다.
다시 말해서, 패키지(70)의 측벽부(70b)가 차폐부재(85)와 제2 광부재(86) 사이에 놓이도록 배치됨에 의해, 패키지(70)의 내측 압력이 양(+)이든 음(-)이든지 차폐부재(85)와 제2 광부재(86) 중 적어도 하나가 측벽부(70b)로 압착되는 방향으로 압력이 인가되어서, 대기압의 차이 또는 접합의 결함에 의해 초래되는 누출의 발생을 감소시킬 수 있다.
이러한 구성에 의해, 패키지(70) 내측의 기밀성(air-tightness)이 개선될 수 있어서, 패키지 내부에 구성된 어떤 광원, 수광 소자, 또는 광부재가 공기와 접촉되게 놓이거나 습기를 포함하게 되는 상태에 의해 초래되는 단점이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 매우 신뢰성 있는 광픽업을 실현할 수 있다.
차폐부재(85)의 재료로서는, 사용하는 광의 효율을 감소시키지 않는 수지 또는 유리 등의 양호한 투명성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 얇은 차폐부재는 그 강도가 문제를 일으키지 않을 정도로 되는 것이 바람직한데, 이것은 광직경의 확장을 효과적으로 최소화시키기 때문이다.
또한, 차폐부재(85)를 측벽부(70b)에 접합하는 접합력은 차폐부재(86)를 측벽부(70b)에 접합시키는 접합력과는 다르게 하는 것이 바람직하다. 특히, 제2 광부재(86)의 접합력보다 큰, 패키지(70)의 내측에 직면하는 차폐부재(85)의 측벽부에 대한 접합력에 의해, 제2 광부재(86)와 측벽부(70b) 사이에서 누출이 발생하더라도 패키지(70)의 내측에 누출이 도달하지 않도록 한다. 이것은 패키지(70)의 내측으로 누출이 발생될 가능성을 크게 감소시키는 데에 효과적이다. 이러한 구성을 실현하는 수단으로서, 제2 광부재(86)와 측벽부(70b) 사이의 접합에 사용된 접합재료의 접합력에 비해, 차폐부재(85)와 측벽부(70b) 사이의 접합에 대해 더 큰 접합력을 갖는 접합재료를 사용하는 방법이 제공될 수도 있다.
또한, 패키지(70) 및 차폐부재(85)에 의해 둘러싸인 공간 A 와 측벽부(70b), 차폐부재(85), 및 제2 광부재(86)에 의해 둘러싸인 공간 B 사이에서 압력의 차이는 가능하면 작은 것이 바람직하다. 공간 A와 공간 B 사이의 압력차로 인해 공간 A와 공간 B 사이의 차폐부재(85)에 항상 압력이 인가된다. 손수레 및 물건을 적재한 차량에 의해 발생된 진동이 상기 상태에서 차폐부재(85)로 들어가게 되면, 차폐부재(85)는 많이 진동하거나 삐뚤어져서, 입사광 및 차폐부재(85)에 의해 형성된 입사각을 미세하게 변화시킬 수도 있고, 또한 광특성을 저하시킬 수도 있다. 또한, 압력차에 의해 차폐부재(85)의 변형이 유발되어서, 수차는 발생되어 광특성을 저하시킨다.
이러한 관점으로부터, 공간 A와 공간 B 사이에서의 압력(P)의 차이는 가능한 작은 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 제1 실시예와 달리, 특히 P가 0.25(atm)이하인 것에 바람직한데, 이것은 개구부에서 다수의 광경로에 대해 개구부가 필요 이상으로 상대적으로 크기 때문이다.
상기 방법에서는, 공간 A와 공간 B 사이의 압력차에 의해 초래된 광특성의 저하를 방지할 수 있다.
다음으로, 이러한 구성을 갖는 광픽업 동작을 설명한다.
기록매체가 고밀도 광디스크(18)이면, 정보를 기록 또는 재생하는 광원(2)으로부터 광이 방출된다. 이러한 경우에, 광원(2)으로부터 방출된 광이 제1 광부재(72)상의 제1 경사평면(72a)상에 형성된 반사막(73)에 의해 먼저 반사되고 제2 경사평면(72b)상에 형성된 편광 분리막(75)에 입사된다. 이러한 편광 분리막(75)은 광원(2)으로부터 방출된 선형 편광을 반사하고 직각으로 교차하는 편광 방향으로 광을 투과해서, 광원(2)으로부터 방출된 광이 방사된다.
그 다음으로, 제1 광부재(72)로부터 방출된 광이 차폐부재(85)를 통해 투과되고, 제2 광부재(86)의 제1기판(86a)을 통해 투과되고, 또한 제2 광부재(86)의 제2 기판(86b)의 제2 경사평면(86e)상에 형성된 필터(89)를 통해 투과되고, 제2 광부재(86)로부터 방출되어 1/4 파장판(90)에 입사된다. 1/4 파장판(90)에 입사하는 광은 선형 편광으로부터 타원형 편광으로 그 편광 방향이 변환된 다음, 1/4 파장판(90)으로부터 방출된다.
그 다음에, 시준기 렌즈가 있다면, 광원(2)으로부터 방출된 광이 시준기 렌즈(16)를 통해 투과되고 집광기(17)에 입사하기 전에 거의 평행한 광으로 변환되며, 시준기 렌즈가 없다면, 집광기(17)에 바로 입사된 다음, 고밀도 광디스크(18)로 광이 수렴된다.
고밀도 광디스크(18)에 의해 반사되는 복귀광은 1/4 파장판(90)에 다시 입사된다. 상기 광이 고밀도 광디스크(18)에 의해 반사될 때 입사 방향에 반대인 타원편광의 회전 방향을 가지므로, 1/4 파장판(90)을 통과할 때, 타원 편광에서 광원(2)으로부터 방출된 광의 편광 방향과 거의 직각으로 교차하는 선형 편광으로 변환된다. 다시 말해서, 광이 S 편광으로 광원(2)으로부터 방출되고, P 편광으로 광부재에 입사한다.
1/4 파장판(90)을 통해 통과하는 광이 제2 광부재(86)에 입사되고, 제2 기판(86b)의 제2 경사평면(86e)상의 필터(89)를 통해 거의 완전히 투과되고, 제2 광부재(86)로부터 방출되고, 또한 차폐부재(85)를 통해 투과되고, 제1 광부재(72)에 입사된다.
그 후 광이 제1 광부재(72)의 제2 경사평면(72b)상의 편광 분리막(75)에 입사된다. 입사광이 그 편광 방향에서 방출된 광과 직각으로 교차하도록 지향되고, 그러므로 광이 편광 분리막(75)을 통해 거의 완전히 투과된 후 제1 광부재(72)의 제3 경사평면(72c)상의 광경로 분할수단(83)에 입사된다. 상기 광경로 분할수단(83)은 입사광의 거의 절반을 투과하고 입사광의 나머지 절반은 반사시킨다.
그 다음에, 광경로 분할수단(83)에 의해 투과된 광은 제1 광부재(72) 아래에서 수광수단(91)의 소정 위치에 배치된 수광부에서 소정의 형태를 갖는 광속으로 직접 형성되어, 목적에 따라 신호가 발생되도록 한다.
광경로 분할수단(83)에 의해 반사된 광이 제1 광부재(72)의 제2 경사평면(72b)상에서 반사막(81)에 의해 반사된 후, 광 수신수단(91)의 소정의 수광부에서 소정의 형태를 갖는 광속으로 형성되어, 목적에 따라 신호가 발생되도록 한다.
기록매체가 저밀도 광디스크(19)이면, 정보를 기록 또는 재생하는 광원(9)으로부터 광이 방출된다. 상기 경우에, 광원(9)으로부터 방출된 광은 제1 광부재(72)상의 제1 경사평면(72a)상에 형성된 반사막(74)에 의해 먼저 반사되고, 제2 경사평면(72b)상에 형성된 편광 분리막(76)에 입사된다. 상기 편광 분리막(76)은 광원(9)으로부터 방출된 선형 편광을 반사하고 그것과 직각으로 교차하는 편광 방향으로 광을 투과시켜서, 광원(9)으로부터 방출된 광이 반사된다.
그 다음에, 제1 광부재(72)로부터 방출된 광이 제2 광부재(86)의 제1 기판(86a)의 하단 표면상에 형성되는 확산각 변환수단(87)에 입사된다. 상기 확산각 변환수단(87)에 의해, 광원(9)으로부터 방출된 광의 확산각이 변환되어, 확산된 광은 광을 수렴하도록 변환된 후 제2 기판(86b)으로부터 방출되고, 또한 제2 광부재(86)의 제2 기판(86b)의 제1 경사평면(86d)상에서 다수의 빔(88)을 형성하는 수단에 입사되고, 편광 분리막(88a)을 통해 투과되고, 빔 분리막(88b)에 의해 반사될 때 하나의 메인 빔(main beam)과 2개의 사이드 빔(side beam)으로 분리된 후, 제2 경사평면(86e)상의 필터(89)에 입사된다. 상기 필터(89)는 광원(9)으로부터 방출된 광을 반사하고 광원(2)으로부터 방출된 광을 투과하는 기능을 가지며, 따라서 다수의 빔(88)을 형성하는 수단으로부터 필터(89)에 입사하는 광은 거의 완전히 반사되어 제2 광부재(86)로부터 방출된다.
그 다음에, 광원(9)으로부터 방출된 광은 1/4 파장판(90)에 입사된다. 1/4 파장판(90)에 입사하는 광은 선형 편광에서 타원 편광으로 그 편광 방향이 변환된 후, 1/4 파장판(90)으로부터 방출된다.
계속해서, 시준기 렌즈가 있으면, 광원(9)으로부터 방출된 광은 시준기 렌즈(16)를 통과하고 집광기(17)에 입사하기 전에 작은 확산각을 갖는 광으로 변환되고, 그렇지 않으면, 집광기(17)에 바로 입사하여, 고밀도 광디스크(18)로 광이 수렴된다.
저밀도 광디스크(19)에 의해 반사되는 복귀광은 1/4 파장판(90)에 다시 입사된다. 상기 광이 저밀도 광디스크(19)에 의해 반사될 때 입사 방향에 반대인 타원 편광의 회전 방향을 가지므로, 1/4 파장판(90)을 통과할 때 타원 편광에서 광원(9)으로부터 방출된 광의 편광 방향과 거의 직각으로 교차하는 선형 편광으로 변환된다. 다시 말해서, 광이 S 편광으로 광원(9)으로부터 방출되고, P 편광으로 광부재에 입사된다.
1/4 파장판(90)을 통과하는 광은 제2 광부재(86)에 입사되고, 제2 기판(86b)의 제2 경사평면(86e)상에서 필터(89)에 의해 거의 완전히 반사되고, 제1 경사평면(86d)상에서 다수의 빔(88)을 형성하는 수단에 입사된다. 이러한 경우에, 입사광이 그 편광 방향에서 방출된 광과 거의 직각으로 교차되도록 지향되어서, 입사광은 빔 분리부(88b)상에 거의 입사하지 않고 편광 분리막(88a)에 의해 반사되고, 제2 기판(86b)으로부터 방출된 후, 제1 기판(86a)상의 확산각 변환수단(87)에 입사된다.
확산각 변환수단(87)에서 확산광으로서 입사되는 광은 확산각의 변환으로써 수렴된 광으로 변환된 다음, 제2 광부재(86)로부터 방출되고, 또한 차폐부재(85)를 통해 투과된 후, 제1 광부재(72)상에 입사된다.
그 다음에 광이 제1 광부재(72)의 제2 경사평면(72b)상의 평광 분리막(76)에 입사된다. 입사광이 그 편광 방향에서 방출된 광과 직각으로 교차하도록 지향되어서, 광이 편광 분리막(76)을 통해 거의 완전히 투과된 후 제3 경사평면(72c)상의 광경로 분할수단(84)에 입사된다. 상기 광경로 분할수단(84)은 입사광의 거의 절반을 투과하고 입사광의 나머지 절반을 반사시킨다.
그런 다음, 광경로 분할수단(84)에 의해 투과된 광은 제4 광부재 아래에서 수광수단(92)의 소정 위치에 배치된 수광부에서 소정의 형태를 갖는 광속으로 직접 형성되어, 목적에 따라 신호를 발생하도록 한다.
광경로 분할수단(84)에 의해 반사된 광은 제2 경사평면(72b)상에서 반사막(82)에 의해 반사된 후, 수광수단(92)의 소정의 수광부에서 소정의 형태를 갖는 광속으로 형성되어, 목적에 따라 신호가 발생되도록 한다.
상기에서 언급했듯이, 다수의 광원이 동일한 패키지로 구성될 때, 각 광원으로부터 방출된 광은, 많은 경우에 제2 실시예에서와 같은 방법으로 큰 파면 수차를 가지며, 따라서 광원(2 또는 9)의 발광점(2a 또는 9a)과 시준기 렌즈 사이의 거리에 대해 최적화가 수행된다. 그러나, 그 개념은 제2 실시예와 같기 때문에 여기서는 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 광픽업 장치에서는, 여러 종류의 광빔이 반대 방향으로 통과하는 데에 단일 광빔 경로가 사용되기 때문에 광기록매체와 광빔 방출 소자의 구조 및 크기를 최소화 할 수 있어서, 서로 다른 기록 밀도 및/또는 기록-매체-두께에 대해 광픽업을 제공할 수 있으며 광픽업 장치의 크기도 최소화 될 수 있다.
또한, 광빔이 기록매체에 안정되게 안내되며 정확하게 초점을 맞출 수 있고, 광소자들의 광학적 특성이 안정되게 할 수 있다.

Claims (51)

  1. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 서 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 제1 및 제2 광원과 광빔 검출기를 수납하고, 상기 제1 및 제2 광빔이 상기 기록매체 위치설정 영역을 향해 개별적인 시간에 진행하기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 컨테이너(container), 및 상기 컨테이너의 외부면 위에 설치되고 상기 제1 및 제2 광빔을 안내하기 위해 상기 개구부를 덮어서, 상기 제1 및 제2 광빔이 상기 기록매체 위치설정 영역을 향해 개별적인 시간에 진행하고 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나가 반사된 후에 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록 하는 광빔 안내 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너는 상기 광빔 안내 부재에 의해 밀폐되도록 봉인되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  3. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 및 상기 제1 및 제2 광빔 중 어느 하나의 직경의 변화율을 조절하는 광빔 직경 변화율 조절부재를 포함하고, 상기 광빔 직경변화율 조절부재는 상기 제1 및 제2 광빔 중 어느 하나가 통과하는 노출면을 가지며, 상기 노출면에 접촉하는 재료의 굴절률은 상기 광빔 직경 변화율 조절부재의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 재료와 상기 광빔 직경변화율 조절부재 사이의 굴절률 차이는 적어도 0.35 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  5. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광원 모두에 전기적으로 연결되어 있는 전기적 접지부재(an electrically grounded member)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전기적 접지부재는 상기 컨테이너에 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광빔 검출기는 공통 평면상에서 상기 제1 및 제2 광빔 중 어느 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 광빔을 검출하는 상기 공통 평면에서의 위치는 상기 제2 광빔을 검출하는 상기 공통 평면상에서의 위치와는 다른 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 공통 평면은 상기 컨테이너에 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 광원이 설치되는 제1 광원 베이스(base)와, 상기 제2 광원이 설치되는 제2 광원 베이스를 더 포함하며, 상기 제1 광빔의 전력은 상기 제2 광빔의 전력보다 크고, 상기 제1 광원 베이스의 열에너지 흡수값은 상기 제2 광원 베이스의 열에너지 흡수값보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 광원 베이스의 용적(volume)은 상기 제2 광빔 베이스의 용적보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 광원 베이스의 표면 영역은 상기 제2 광원 베이스의 표면 영역보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제1 광원 베이스로부터의 열에너지 전송률은 상기 제2 광원 베이스로부터의 열에너지 전송률보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제1 광원 베이스로부터의 열에너지 복사율(a radiant heat energy rate)은 상기 제2 광원 베이스로부터의 열에너지 복사율보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 광원이 설치되는 제1 광원 베이스와, 상기 제2 광원이 설치되는 제2 광원 베이스를 더 포함하며, 상기 제1 광빔의 전력은 상기 제2 광빔의 전력보다 크고, 서로 반대되는 상기 제1 및 제2 광원 베이스의 표면 사이에 적어도 부분적으로는 거리가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  16. 제15항에 있어서, 서로 반대되는 상기 제1 및 제2 광원 베이스의 표면 사이에 부분적으로 접촉 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  17. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 제1 광원이 설치된 제1 광원 베이스, 상기 제2 광원이 설치된 제2 광원 베이스, 및 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나를 수신하여, 광빔 직경, 진행 경로, 광빔 직경변화율, 편광과, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나의 색수차 중에서 적어도 하나가 변화되도록 하고, 상기 제1 광빔의 전력이 제2 광빔의 전력보다 크게 되도록 하는 광처리 부재를 포함하며, 상기 광처리 부재는 상기 제2 광원 베이스에 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광처리 부재는 상기 제1 광원 베이스 상에 지지되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  19. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 제1 광원이 설치된 제1 광원 베이스, 상기 제2 광원이 설치된 제2 광원 베이스, 및 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나를 수신하여, 광빔 직경, 진행 경로, 광빔 직경변화율, 편광과, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나의 색수차 중에서 적어도 하나가 변화되도록 하는 광처리 부재를 포함하며, 상기 광처리 부재는 상기 제1 및 제2 광원 베이스 중 하나에 설치되고, 상기 제1 및 제2 광원 베이스 중의 나머지 하나에는 지지되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나에 초점을 맞추는 대물렌즈와, 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나와, 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나로부터의 광빔에 대해 색수차 보상을 수행하는 대물렌즈 사이에 배치된 색수차 보상부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 색수차 보상 부재는 홀로그램인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 색수차 보상 부재는 상기 제1 및 제2 광원 중 하나와 상기 대물렌즈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 제1 광빔에 대한 색수차 보상 정도는 상기 제2 광빔에 대한 색수차 보상 정도와 다른 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  24. 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 광기록매체에 부딪혀서 반사되는 광빔을 방출하는 광원, 상기 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 광빔을 수신하여, 반사된 후의 상기 광빔으로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 광원과 광빔 검출기를 수납하고, 상기 광빔이 상기 기록매체를 향해 진행하고 상기 기록매체에 의해 반사된 후 상기 광빔 검출기로 진행하기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 컨테이너, 및 상기 컨테이너의 외부면 위에 설치되고 상기 광빔을 안내하기 위해 상기 개구부를 덮어서, 상기 광빔이 상기 기록매체를 향해 진행하고 상기 기록매체에 의해 반사된 후 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록 하는 광빔 안내 부재를 포함하며, 상기 광빔 안내 부재는 경사면과 상기 경사면상에 있는 광소자를 포함하여 상기 광빔의 진행 방향을 변경시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 컨테이너 상에 배치되고 상기 광빔 안내 부재에 대해 반대측에서 상기 개구부를 덮는 차폐부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 개구부의 가스 압력과 상기 광원 및 상기 광빔 검출기 주위의 가스 압력의 차이는 0.3 atm 이하인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  27. 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 광기록매체에 부딪혀서 반사되는 광빔을 방출하는 광원, 상기 광원이 설치되는 광원 베이스. 상기 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 광빔을 수신하도록 배치되어, 반사된 후의 상기 광빔으로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 광빔이 상기 기록매체를 향해 진행하고 상기 기록매체에 의해 반사된 후 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록, 상기 광빔을 안내하는 광빔 안내 부재를 포함하며, 상기 광빔 안내 부재와 상기 광원 베이스는 상기 광빔 안내 부재와 상기 광원 베이스가 서로 고정되는 접촉면을 각각 가지며, 상기 광빔 안내 부재와 상기 광원 베이스 중 적어도 하나의 상기 접촉면은 적어도 2개의 접촉면 영역으로 분할되고, 상기 광빔 안내 부재와 상기 광원 베이스 중 적어도 하나는 상기 적어도 2개의 접촉면 영역 사이에 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 광원은 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  29. 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 및 상기 제1 및 제2 광빔을 상기 기록매체에 초점이 맞도록 하는 대물렌즈 소자를 포함하며, 상기 제2 광원과 상기 대물렌즈 소자 사이에서의 상기 제2 광빔의 광빔축에 따른 길이(i)와, 상기 제1 광원과 상기 대물렌즈 소자 사이에서이 상기 제1 광빔의 광빔축에 따른 길이(ii)의 길이 비율(i/ii)은 0.50과 0.75 사이에 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제2 광빔의 파장은 상기 제1 광빔의 파장보다 더 긴 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 대물렌즈 소자 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나로부터의 광빔에 대해 색수차 보상을 수행하는 색수차 보상 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  32. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하도록 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 대물렌즈 소자 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나가 상기 기록매체 쪽으로 확장된 실제적 공통 단일(substantially-common-single) 광빔축을 따라 진행하도록 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나를 안내하는 광빔 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  33. 제29항에 있어서, 상기 제1 광빔은 상기 제1 광원으로부터 상기 대물렌즈 소자로 직진하고, 상기 제2 광빔은 제1 광원과 상기 대물렌즈 소자 사이에서 적어도 한 번은 방향을 바꾸어 진행하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  34. 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원을 포함하며, 상기 광픽업 장치는 상기 제1 및 제2 광빔의 평행 광선을 형성하는 시준기 소자를 더 포함하고, 상기 제2 광원과 상기 시준기 소자 사이에서 상기 제2 광빔의 광빔축에 따른 길이(i)와, 상기 제1 광원과 상기 시준기 소자 사이에서 상기 제1 광빔의 광빔축에 따른 길이(ii)의 길이 비율(i/ii)은 0.50과 0.75 사이에 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제2 광빔의 파장은 상기 제1 광빔의 파장보다 더 긴 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  36. 제34항에 있어서, 제1 및 2광원 중 적어도 하나로부터 광빔용 색수차 보상을 수행하도록 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 사준기 소자 사이에 배치된 색수차 보상 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  37. 제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하도록 상기 제1 및 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 시준기 소자 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나가 상기 기록매체 쪽으로 확장된 실제적 공통 단일 광빔축을 따라 진행하도록 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나를 안내하는 광빔 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  38. 제34항에 있어서, 상기 제1 광빔은 상기 제1 광원으로부터 상기 시준기 소자로 직진하고, 상기 제2 광빔은 상기 제1 광원과 상기 시준기 소자 사이에서 적어도 한 번은 방향을 바꾸어 진행하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  39. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에서 상기 광기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 상기 광기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 제1 및 제2 광원과 광빔 검출기를 수납하고, 상기 제1 및 제2 광빔이 개별적인 시간에 상기 광기록매체를 향해 진행하고 상기 광기록매체에 반사된 후 상기 광빔 검출기로 진행하기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 컨테이너, 및 (i)경사면과, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나의 진행 방향을 변경하도록 상기 경사면에 노출된 광소자를 포함하고, (ii)상기 컨테이너의 외부면에 설치되며, (iii) 상기 제1 및 제2 광빔을 안내하기 위해 상기 개구부를 덮어서, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나가 개별적인 시간에 상기 광기록매체를 향해 진행하고 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나가 상기 광기록매체에 의해 반사된 후에 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록 하는, 광범 안내부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나가 초점을 맞추도록 상기 광빔 안내부재와 상기 기록매체 위치설정 영역 사이에 노출된 대물렌즈 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  41. 제39항에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 상기 광빔의 초점을 맞추는 대물렌즈 소자와, 상기 광원과 상기 대물렌즈 소자 사이에 배치되어 상기 광원으로부터의 광빔에 대해 색수차 보상을 실행하는 색수차 보상부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  42. 제1항에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 상기 광빔의 초점을 맞추는 대물렌즈 소자와, 상기 광원과 상기 대물렌즈 소자 사이에 배치되어 상기 광원으로부터의 광빔에 대해 색수차 보상을 실행하는 색수차 보상부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  43. 제24항에 있어서, 상기 기록매체에 상기 광빔의 초점을 맞추는 대물렌즈 소자와, 상기 광원과 상기 대물렌즈 소자 사이에 배치되어 상기 광원으로부터의 광빔에 대해 색수차 보상을 실행하는 색수차 보상부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  44. 제1항에 있어서, 개별적인 시간에 상기 제1 및 제2 광빔을 집광하는 대물렌즈 소자를 더 포함하는 광픽업 장치.
  45. 제3항에 있어서, 개별적인 시간에 상기 제1 및 제2 광빔을 집광하는 대물렌즈 소자를 더 포함하는 광픽업 장치.
  46. 제17항에 있어서, 개별적인 시간에 상기 제1 및 제2 광빔을 집광하는 대물렌즈 소자를 더 포함하는 광픽업 장치.
  47. 제19항에 있어서, 개별적인 시간에 상기 제1 및 제2 광빔을 집광하는 대물렌즈 소자를 더 포함하는 광픽업 장치.
  48. 제39항에 있어서, 개별적인 시간에 상기 제1 및 제2 광빔을 집광하는 대물렌즈 소자를 더 포함하는 광픽업 장치.
  49. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 제1 및 제2 광원을 수납하고, 상기 제1 및 제2 광빔이 상기 기록매체 위치설정 영역을 향해 개별적인 시간에 진행하기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 컨테이너, 및 상기 컨테이너의 외부면 위에 설치되고 상기 제1 및 제2 광빔을 안내하기 위해 상기 개구부를 덮어서, 상기 제1 및 제2 광빔이 상기 기록매체 위치설정 영역을 향해 개별적인 시간에 진행하고 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나가 반사된 후에 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록 하는 광빔 안내 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  50. 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 광기록매체에 부딪혀서 반사되는 광빔을 방출하는 광원, 상기 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 광빔을 수신하여, 반사된 후의 상기 광빔으로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 광원을 수납하고, 상기 광빔이 상기 기록매체를 향해 진행하기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 컨테이너, 및 상기 컨테이너의 외부면 위에 설치되고 상기 광빔을 안내하기 위해 상기 개구부를 덮어서, 상기 광빔이 상기 기록매체를 향해 진행하고 상기 기록매체에 의해 반사된 후 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록 하는 광빔 안내 부재를 포함하며, 상기 광빔 안내 부재는 경사면과 상기 경사면상에 있는 광소자를 포함하여 상기 광빔의 진행 방향을 변경시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  51. 광 기록 및/또는 재생 장치의 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 대해 정보를 기록 및/또는 판독하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 기록매체에 부딪혀서 반사되는 제1 광빔을 방출하는 제1 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 부딪혀서 반사되는 제2 광빔을 방출하는 제2 광원, 상기 기록매체 위치설정 영역에 있는 광기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 제2 광빔 중 적어도 하나를 수신하여, 상기 강 기록매체에 의해 반사된 후의 상기 제1 광빔과 상기 제2 광빔 중 적어도 하나로부터 상기 정보를 판독하는 광빔 검출기, 상기 제1 및 제2 광원을 수납하고, 상기 제1 및 제2 광빔이 상기 개별적인 시간에 진행하기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 컨테이너, 및 (i)경사면과, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나의 진행 방향을 변경하도록 상기 경사면에 노출된 광소자를 포함하고, (ii)상기 컨테이너의 외부면에 설치되며, (iii) 상기 제1 및 제2 광빔을 안내하기 위해 상기 개구부를 덮어서, 상기 제1 및 제2 광빔 중 하나가 개별적인 시간에 상기 광기록매체를 향해 진행하고 상기 제1 및 제2 광빔 중 적어도 하나가 상기 광기록매체에 의해 반사된 후에 상기 광빔 검출기에 의해 수신되도록 하는, 광범 안내부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
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