KR100417022B1 - 복합광학부품 및 이를 이용한 광픽업 - Google Patents

복합광학부품 및 이를 이용한 광픽업 Download PDF

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Abstract

DVD, CD 양쪽을 재생할 수 있고, 저렴하면서 조립이 용이한 광픽업, 및 이것에 이용되는 복합광학부품을 제공한다.
내부를 레이저광이 투과하는 투광체에는, 제 1 레이저광 (L1) 을 입사가능한 제 1 입사면부 (14a) 와, 제 2 레이저광 (L2) 을 입사가능한 제 2 입사면부 (14b) 와, 제 1 입사면부 (14a) 및 제 2 입사면부 (14b) 로부터 각각 출사된 제 1, 제 2 레이저광이 소정의 입사각으로 각각 입사되어 외부로 출사됨과 동시에 이들 레이저광의 각 복귀광을 입사가능한 입출사면부 (14c) 와, 입출사면부 (14c) 에 입사된 복귀광이 출사되는 출사면부 (14d) 가 형성되고, 또한 입출사면부 (14c) 에는 이 입출사면부 (14c) 의 동일위치로 인도된 상기 제 1, 제 2 레이저광의 입출사면부 (14c) 에 대한 입사각의 상위를 보정하여 그 입출사면부 (14c) 로부터 출사된 후의 광축을 일치시키는 회절격자 (16) 가 형성되어 있고, 회절격자 (16) 는 각 복귀광에 대해 광축이 일치한 상태에서 입출사면부 (14c) 를 투과시켜 출사면부 (14d) 로부터 출사시키도록 했다.

Description

복합광학부품 및 이를 이용한 광픽업{COMPOSITE OPTICAL COMPONENT AND OPTICAL PICK-UP USING THE SAME}
본 발명은 파장이 다른 레이저광을 이용한 광픽업에 관한 것으로, 특히 2 파장의 레이저광을 이용한 CD, DVD 겸용 광픽업, 및 이것에 이용되는 복합광학부품에 관한 것이다.
최근, 광 디스크장치는 호환성이 없는 광디스크, 예컨대 CD, DVD 별로 파장이 다른 레이저광을 입사하여 광디스크면으로부터의 반사광을 판독하여 광디스크면에 기록된 기록정보를 재생할 수 있도록 되어 있다.
이들 상이한 광디스크에 기입된 기록정보를 1 개의 광디스크장치에서 판독재생할 수 있도록 하기 위해, 예컨대 CD 용의 780 ㎚ 파장대의 레이저 다이오드, DVD 용의 635 ㎚ 파장대의 레이저 다이오드를 갖는 2 파장 대응의 광픽업이 채용되고 있다.
도 6 에 도시하는 바와 같이, 종래의 CD 및 DVD 겸용 광픽업 (100) 은, CD 용의 홀로레이저 (102) 와 DVD 용의 홀로레이저 (112) 와, 다이크로익 프리즘 (116) 과, 콜리메이터 렌즈 (118) 와, 미러 (120) 와, 개구필터 (122) 와, 대물렌즈 (124) 를 가지고 있다.
도 7 에 도시하는 바와 같이, CD 용의 홀로레이저 (102) 는 본체부 (103) 와 홀로그램 소자 (106) 를 구비하고 있다. 본체부 (103) 는 개구를 갖는 금속제 캡 (103a) 과 이 캡 (103a) 에 내장된 레이저 다이오드 (104) 와 포토다이오드 (105) 와, 캡 (103a) 을 부착가능한 스템 (108) 을 실장한 기판 (109) 을 구비하고 있다.
홀로그램 소자 (106) 는 그 상면에 광편향용 홀로그램 패턴 (106h) 을 형성하고, 본체부 (103) 의 개구를 덮도록 부착되어 있다.
마찬가지로, DVD 용 홀로레이저 (112) 는 본체부 (113) 와 홀로그램 소자 (116) 를 구비하고 있다. 본체부 (113) 는 개구를 갖는 금속제 캡 (113a) 과, 캡 (113a) 에 내장된 레이저 다이오드 (114) 와 포토다이오드 (115) 와, 캡 (113a) 을 부착가능한 스템 (118) 을 실장한 기판 (119) 을 구비하고 있다.
홀로그램 소자 (116) 는 그 상면에 광편향용 홀로그램 패턴 (116h) 을 형성하고, 본체부 (113) 의 개구를 덮도록 부착되어 있다.
도 6 에 도시하는 바와 같이, 다이크로익 프리즘 (116) 은, 상이한 파장의 광을 투과 또는 반사하는 필터이며, 내부에 갖는 반사면 (116a) 에서 CD 용 홀로레이저 (102) 의 레이저광을 반사하고, DVD 용 홀로레이저 (112) 의 레이저광을 투과하도록 되어 있다.
개구필터 (122) 는, 수지 또는 유리로 이루어지고, 그 표면에 다층막을 형성하고, 그 바깥 둘레 에지는 각 레이저광의 개구의 조리개로 되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 광픽업 (100) 은 다음과 같이 작용한다.
즉, CD 용 홀로레이저 (102) 의 레이저 다이오드 (104) 로부터 출사된 780 ㎚ 파장대의 레이저광은 홀로그램 소자 (106) 를 통해 다이크로익 프리즘 (116) 으로 입사한다. 이어서, 레이저광은 다이크로익 프리즘 (116) 의 반사면 (116a) 에서 반사하여 거의 직각방향으로 출사하고, 콜리메이터 렌즈 (118) 에 의해 평행광으로 변환되고, 미러 (120) 에 의해 수직방향으로 상승되고, 개구필터 (122) 에 의해 개구가 조여져고 대물렌즈 (124) 에 의해 CD 용 광디스크상에 집광된다. 이 같이 결상된 집광 스폿이 광디스크 (CD) 면에서 반사하고, 그 복귀광은 동일한 광로를 통해 CD 용 홀로레이저 (102) 의 홀로그램 소자 (106) 에 입사하고, 홀로그램 패턴 (106a) 을 통해 소정의 각도로 편향되고, 홀로레이저 (102) 내의 포토다이오드 (105) 에 도달하여 CD 의 정보신호를 재생하도록 되어 있다.
마찬가지로, DVD 용 홀로레이저 (112) 의 레이저 다이오드 (114) 로부터 출사된 635 ㎚ 파장대의 레이저광도, 홀로레이저 (112) 의 홀로그램 소자 (116) 를 통해 다이크로익 프리즘 (116) 을 투과하고, 콜리메이터 렌즈 (118), 미러 (120), 개구필터 (122) 를 통해 광디스크 (DVD) 를 향해 출사되고, 광디스크로부터의 복귀광은 홀로레이저 (112) 의 홀로그램 소자 (116) 의 홀로그램 패턴을 통해 편향되고, 홀로레이저 (112) 내의 포토다이오드 (115) 에 도달하여 DVD 의 정보신호를 재생하도록 되어 있다.
그러나, 상술한 종래의 광픽업 (100) 에서는, CD 용 홀로레이저 (102), DVD용 홀로레이저 (112) 가 모두 홀로그램 소자 (106,116) 를 구비하고 있기 때문에, 고가인 홀로그램 소자 (106,116) 및 이를 구비한 홀로레이저를 2개 필요로 하여 비용절감을 도모하기 어렵다는 문제가 있다.
또한 이와 같은 상이한 파장의 레이저광에 대응한 광픽업을 구성하기 위해, 이들 CD 용 홀로레이저 (102), DVD 용 홀로레이저 (112) 등의 광학부품을 조립할 때에 부착위치가 어긋나지 않도록 해야 하기 때문에 작업이 번잡해진다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 저렴하면서 조립이 용이한 광픽업, 및 이것에 이용되는 복합광학부품을 제공하는 데 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태인 복합광학부품을 구비한 광픽업의 주요부 개략 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 화살표시선 2-2 에서 본 복합광학부품의 정면도이다.
도 3 은 도 1 의 복합광학부품의 회절격자의 단면도를 나타내는 것으로, 도 3a 는 직사각형 형상의 회절격자, 도 3b 는 파(波) 형상의 회절격자, 도 3c 는 삼각형 형상의 회절격자이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태인 복합광학부품을 구비한 광픽업의 주요부 개략 구성도이다.
도 5 는 상기 실시형태에 사용된 복합광학부품의 회절격자의 격자깊이 (t) 와 파장 780 ㎚, 파장 650 ㎚ 의 광의 회절효율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6 은 종래의 광픽업의 개략 사시도이다.
도 7 은 종래의 광픽업에 이용된 홀로 레이저의 개략 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
12 : 제 1 레이저 다이오드 13 : 제 2 레이저 다이오드
14,54 : 복합광학부품 14a,54a : 제 1 입사면부
14b,54b : 제 2 입사면부 14c,54e : 입출사면부
14d,54f : 출사면부 16,56 : 회절수단
18 : 포토다이오드 54c,54d : 반사면부
L1 : 제 1 레이저광 L2 : 제 2 레이저광
상기 과제의 적어도 하나를 해결하기 위한 제 1 해결수단으로서, 내부를 레이저광이 투과하는 투광체로서, 이 투광체에는, 제 1 레이저광을 입사가능한 제 1 입사면부와, 제 2 레이저광을 입사가능한 제 2 입사면부와, 제 1 입사면부와 제 2 입사면부를 각각 투광한 제 1, 제 2 레이저광이 소정의 입사각으로 각각 입사되어 외부로 출사함과 동시에 이들 레이저광의 각 복귀광을 입사가능한 입출사면부와, 이 입출사면부에 입사한 복귀광이 출사되는 출사면부가 형성되고, 또한 제 1 입사면부와 제 2 입사면부에 의해 제 1 레이저광과 제 2 레이저광은 각각 입출사면부의 동일위치로 인도됨과 동시에 입출사면부에는 이 입출사면부의 동일위치로 인도된 제 1, 제 2 레이저광의 입출사면부에 대한 입사각의 상위를 보정하여 이 입출사면부로부터 출사한 후의 광축을 일치시키는 회절수단이 형성되어 있고, 이 회절수단은 각 복귀광에 대해 광축이 일치한 상태에서 입출사면부를 투과시켜 출사면부로부터 출사시키도록 한 것이다.
또한, 제 2 해결수단으로서, 제 1 레이저광은 CD 용의 780 ㎚ 파장대역의 광이고, 제 2 레이저광은 DVD 용의 650 ㎚ 파장대역의 광이다.
또한, 제 3 해결수단으로서, 투광체의 중심축 방향의 양단면에는, 출사면부와 입출사면부가 각각 소정의 간격으로 평행하게 배치되고, 제 1 입사면부와 제 2 입사면부가 출사면부의 양 에지 부분으로부터 중심축을 기준으로 하여 거의 대칭으로 되도록 경사시킨 경사면부에 각각 형성된 것이다.
또한, 제 4 해결수단으로서, 제 1 입사면부 및 제 2 입사면부는, 각 레이저광이 투광체의 중심축과 직교하는 방향으로 입사하도록 배치되고, 제 1, 제 2 입사면부로부터 출사한 각 레이저광을 반사시키는 반사면부가 각각 형성되어 입출사면부로 인도하도록 한 것이다.
또한, 제 5 해결수단으로서, 복합광학부품과, 이 복합광학부품에 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드와, 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드와, 입출사면부로부터 출사된 각 레이저광을 광디스크에 집광하는 대물렌즈와, 광디스크로부터의 복귀광을 출사부로부터 출사시켜 그 복귀광을 수광하는 포토다이오드를 구비한 것이다.
이하, 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 광픽업 (10) 을 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명한다.
그리고, 종래의 광픽업 (100) 에 있어서의 구성부재와 동일한 것에 대해서는동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
도 1 에 도시하는 바와 같이, 광픽업 (10) 에 이용되는 복합광학부품 (14) 은 단면이 홈베이스 형상을 한 수지제의 투광체로 이루어지고, 후술하는 레이저광의 광디스크로부터의 복귀광 (L3) 의 광축과 일치하는 거의 중심축에 대해 직교하는 단면인 제 1 면부 (출사면부) (14d) 및 제 1 면부 (14d) 와 대향하는 제 2 면부 (입출사면부) (14c) 와, 제 1 면부 (14d) 의 양측에 상기 중심축에 대해 소정의 각도를 이루어 비스듬이 형성된 제 1 입사면부 (14a) 와 제 2 입사면부 (14b) 를 구비하고 있다.
또한 상기 제 2 면부 (14c) 에는 레이저광의 진행방향을 변경하기 위한 회절수단 (16) 이 일체로 형성되어 있다.
제 1 레이저 다이오드 (12) 는 발진파장이 780 ㎚ 대역인 CD 용의 제 1 레이저광 (L1) 을 출사하는 것으로, 그 레이저광 (L1) 을 출사하는 개구가 제 1 입사면부 (14a) 와 대향하도록 배치되어 있다.
그리고, 상기 제 1 입사면부 (14a) 에는 제 1 레이저 다이오드 (12) 로부터의 레이저광 (L1) 이 입사하도록 되어 있다.
또한, 제 2 레이저 다이오드 (13) 는 발진파장이 650 ㎚ 대역인 DVD 용의 제 2 레이저광 (L2) 을 출사하는 것으로, 그 레이저광 (L2) 을 출사하는 개구가 제 2 입사면부 (14b) 와 대향하도록 배치되어 있다.
그리고, 상기 제 2 입사면부 (14b) 에는 제 2 레이저 다이오드 (13) 로부터의 레이저광이 입사하도록 되어 있다.
포토다이오드 (18) 는 광신호로 송신된 기록정보를 판독하여 전기신호로 변환시켜 재생하는 광전변환소자이고, 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 로부터 출사된 제 1, 제 2 레이저광 (L1,L2) 이 광디스크에서 각각 반사되고, 그 복귀광 (L3) 이 동일한 광축상에서 수광될 수 있도록 제 1 면부 (14d) 와 대향배치되도록 되어 있다.
도 2 에 도시한 바와 같이, 제 2 면부 (14c) 에 형성된 회절수단 (16) 은 제 2 면부 (14c) 에 등간격의 피치폭으로 삼각파 형상으로 일체형성된 회절격자이다. 구체적으로는 도 3a, 도 3b, 도 3c 에 도시하는 바와 같이, 단면이 각각 직사각형파 형상, 정현파 형상, 삼각파 형상으로 됨으로써, 0 차, ±1 차 등의 회절광을 출사하도록 되어 있다. 그리고, 이들 중 삼각파 형상을 한 회절격자 (16a) 가 정밀도의 관점에서 또는 조립의 관점에서 가장 바람직한 것이다.
이와 같이 구성된 복합광학부품 (14) 및 이 복합광학부품 (14) 을 사용한 광픽업 (10) 은 다음과 같이 동작한다.
도 1 에 도시하는 바와 같이, 우선 CD 의 광디스크를 재생하기 위해서는, 제 1 레이저 다이오드 (12) 로부터 출사된 780 ㎚ 의 제 1 레이저광 (L1) 이 복합광학부품 (14) 의 제 1 입사면부 (14a) 로 입사한다. 이 복합광학부품 (14) 의 내부를 투과한 레이저광 (L1) 은 그 광축을 대략 중심축에 대해 소정의 입사각 (θL1) 을 가지고 진행하고, 입출사면부인 제 2 면부 (14c) 에 형성된 회절수단, 예컨대 단면이 삼각파 형상을 한 회절격자 (16a) 를 투과하여 외부로 회절광으로서 출사된다.
이 레이저광 (L1) 은 회절격자 (16a) 에 의해, 0 차광 (주광속), ＋1 차광 (부광속), －1 차광 (부광속) 등으로 회절되고, 이들 0 차, ±1 차광 중 ＋1 차광이 제 2 면부 (14c) 로부터 외부로 수직방향으로 출사된다.
그리고, 출사된 레이저광 (＋1 차광) (L1) 은 콜리메이터 렌즈 (118), 상승용 미러 (120) 를 통해 대물렌즈 (124) 에 입사하여 CD 용 광디스크상에 집광 스폿을 맺는다. 또한, 광디스크의 미리 기록된 기록정보에 따라, 반사된 복귀광 (L3) 은 동일 광로를 통해 복합광학부품 (14) 의 제 2 면부 (14c) 의 회절격자 (16a) 에 입사한다.
회절격자 (16a) 에 입사한 복귀광 (L3) 은 그대로 복합광학부품 (14) 의 내부를 그 중심축과 평행하게 투과하여 진행하고, 제 1 면부 (14d) 로부터 외부로 출사하여 포토다이오드 (18) 에 도달한다.
그리고, 제 1 레이저광 (L1) 의 광디스크 (CD) 로부터의 복귀광 (L3) 으로부터 그 기록된 정보를 판독재생한다.
한편, DVD 의 광디스크를 재생하기 위해서는, 제 2 레이저 다이오드 (13) 로부터 출사된 650 ㎚ 의 제 2 레이저광 (L2) 이 제 2 입사면부 (14b) 로 입사한다. 이 복합광학부품 (14) 의 내부를 투과한 레이저광 (L2) 은 그 광축을 대략 중심축에 대해 소정의 입사각 (θL2) 을 가지고 진행하고, 제 2 면부 (14c) 에 형성된 회절격자 (16a) 를 투과하여 회절광으로서 외부로 출사된다.
이 레이저광 (L2) 은 회절격자 (16a) 에 의해, 상기 레이저광 (L1) 의 회절각과 상이하지만, 0 차광 (주광속), ＋1 차광 (부광속), －1 차광 (부광속) 등으로 회절되고, 이들 0 차, ±1 차광 중 －1 차광이 제 2 면부 (14c) 의 수직방향으로 출사됨과 동시에 그 광량이 다른 것에 비해 커져 있다.
그리고, 레이저광 (L2) 은 상술한 레이광 (L1) 의 경우와 마찬가지로, 콜리메이터 렌즈 (118), 대물렌즈 (124) 등의 몇몇 광학부품을 통해 DVD 용의 광디스크에 입사하고, 그 광디스크면상에서 반사한 복귀광 (L3') 이 복합광학부품 (14) 의 제 2 면부 (14c) 의 회절격자 (16a) 에 입사한다.
회절격자 (16a) 에 입사한 복귀광 (L3') 은, 그대로 복합광학부품 (14) 의 내부를 그 중심축과 평행하게 투과하여 진행하고, 제 1 면부 (14d) 로부터 출사하여 포토다이오드 (18) 에 도달한다.
그리고, 제 2 레이저광 (L2) 의 광디스크 (DVD) 로부터의 복귀광 (L3') 으로부터 그 기록된 정보를 판독재생한다.
이와 같이 제 2 면부 (14c) 에 형성된 회절격자 (16a) 에 의해, 제 1, 제 2 레이저광 (L1,L2) 의 중심축에 대한, 광축을 일치시키도록 θL1과 θL2의 최적치를 정한 입사각 θL1, θL2(θL1＞ θL2) 에 의해, 동일 방향 (수직방향) 으로 출사되고, 또한 복귀광 (L3,L3') 은 그대로 (0 차광) 진행하여 복합광학부품 (14) 의 내부를 투과하고, 이들 광축을 일치시켜, 제 1 면부 (14d) 를 통해 1개의 포토다이오드 (18) 로 입사한다.
따라서, 2 개의 상이한 파장을 갖는 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 로부터 출사하여 회절격자 (16a) 를 통과한 후의 레이저광 (L1,L2) 및 그 복귀광 (L3,L3') 의 광축을 1개의 복합광학부품으로 일치시킬 수 있으므로, 종래와 같이 고가의 홀로그램 소자를 구비한 홀로레이저를 사용하지 않아도 광픽업을 달성할 수 있다. 또한 CD 용, DVD 용으로 대응시킨 홀로그램 소자를 각각 갖는 CD, DVD 용의 각 홀로레이저를 사용하지 않아도 되므로, 부품수가 저감되어 저렴하게 만들 수 있다. 또한 광축을 일치시킴으로써, 광학부품을 부착하기 쉬워져서 광픽업 전체의 조립을 용이하게 행할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 광픽업 (50) 을 도 4 및 도 5 를 참조하여 설명한다.
그리고, 제 1 실시형태와 동일한 구성부재에 관해서는 설명히 중복되므로 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
도 4 에 도시하는 바와 같이 광픽업 (50) 에 사용되는 복합광학부품 (54) 은 중심축에 대해 대칭으로 되는, 단면이 대략 직사각형 형상을 한 수지제의 투광체로 이루어지고, 도면 중 좌측의 일단측 구석부에는 길이방향과 직교하는 방향으로 각 레이저광 (L1,L2) 이 입사하도록, 서로 대향 배치된 제 1 면부 (54a), 제 2 면부 (54b) 가 형성됨과 동시에, 제 1, 제 2 면부 (54a,54b) 로부터 내부로 출사한 상기 각 레이저광 (L1,L2) 을 대략 직각방향으로 반사시키는 테이퍼형상으로 패이게 한 제 1, 제 2 경사면부 (반사면부) (54c,54d) 가 형성되고, 또한 제 1, 제 2 경사면부 (54c,54d) 사이에는 평탄한 모양의 출사면부 (54f) 가 형성되어 있다.
또한, 도면 중 우측의 복합광학부품 (54) 의 타단면에는, 입출사면부 (54e) 가 형성되고, 이 입출사면부 (54e) 에는 회절수단 (56) 중 하나인 단면이 삼각파 형상을 한 회절격자 (56a) 가 형성되어 있다.
도 5 에는 복합광학부품 (54) 에 형성된 회절격자 (56a) 에 있어서, 격자깊이 (t) 와 회절효율의 관계가 도시되어 있다.
복합광학부품 (54) 및 회절격자 (56a) 에는 굴절율 (n) 을 1.54 로 한 광학수지가 사용되고 있다.
데이터곡선 A 는 DVD 용의 658 ㎚ 의 레이저광 (L2) 을 회절격자 (56a) 에 입사시켰을 때에, 격자깊이와 ±1 차광의 회절효율과의 관계를 나타내고 있다. 데이터곡선 B 는 그 레이저광 (L2) 에 있어서의 격자깊이 (t) 와 0 차광의 관계를 나타내고 있다. 데이터곡선 C 는 CD 용의 785 ㎚ 의 레이저광 (L1) 을 회절격자 (56a) 에 입사시켰을 때에, 격자깊이와 ±1 차광의 관계를 나타내고 있다. 데이터곡선 D 는 그 레이저광 (L1) 에 있어서의 격자깊이와 0 차광의 관계를 나타내고 있다. 또한 데이터곡선 E 는 데이터곡선 A 와 데이터곡선 B 의 곱을, 데이터곡선 F 는 데이터곡선 C 와 데이터곡선 D 의 곱을 각각 나타내고, 그들의 회절효율은 도 5 의 우측의 스케일이 사용된다. 이들 데이터곡선 E,F 는 회절격자 (56a) 의 나가고 되돌아오는 레이저광을 고려한 종합적인 회절효율이다.
그 결과로서, 데이터곡선 A 와 데이터곡선 C 를 비교하면, 레이저광의 파장이 658 ㎚ 에서 785 ㎚ 로 커지면, 동일한 회절효율로 ±1 차광을 유지하기 위해서는 격자깊이 (t) 를 조금 깊게 할 필요가 있다.
또한 데이터곡선 B 와 데이터곡선 D 를 비교하면, 레이저광의 파장이 658 ㎚ 에서 785 ㎚ 로 커지면 동일 회절효율로 0 차광을 유지하기 위해서는 격자깊이 (t) 를 조금 깊게 할 필요가 있다.
그리고, 회절격자 (56a) 에 입사한 레이저광을 회절광으로서 출사하고, 복귀광이 그대로 투과하도록 하였을 때의 회절격자 (56a) 전체의 회절효율을 고려하였을 때에는, 데이터곡선 E,F 의 회절효율이 최대가 되는 10 % 부근이고, 그 때의 격자깊이 (t) 는 약 0.5 ㎛ 에서 약 0.62 ㎛ 의 범위내이고, 바람직하게는 0.55 ㎛ 부근이 좋다.
또, 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 는 복합광학부품 (54) 의 길이방향에 대해 직교하는 방향의 일직선상에 배치되고, 포토다이오드 (18) 는 이들 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 사이에 배치되고, 또한 그 길이방향의 연장선상에 배치되어 있다. 또, 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 는 그 배치위치를 복합광학부품 (54) 의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로만 해도 된다.
이와 같이 구성된 복합광학부품 (54) 및 이 복합광학부품 (54) 을 사용한 광픽업 (50) 은 다음과 같이 동작한다.
우선, 제 1 레이저 다이오드 (12) 로부터 출사한 제 1 레이저광 (L1) 이 복합광학부품 (54) 의 제 1 면부 (54a) 로 입사한다. 이 레이저광 (L1) 은 제 1 면부 (54a) 로부터 내부로 들어가고, 이어서, 제 1 경사면부 (54c) 에서 거의 임계각의 각도로 반사되어 입출사면부 (54e) 에 도달한다. 따라서, 반사면에서 광손실을 발생시키지 않고 출사할 수 있다.
이어서, 제 1 레이저광 (L1) 은 입출사면부 (54e) 에 형성된 회절격자 (56a) 에 의해 회절되고, 회절에 의해 생긴 1 차광이 입출사면부 (54e) 로부터 외부(광디스크)를 향해 출사한다.
이어서, CD 의 광디스크면에서 반사하여 되돌아온 복귀광 (L3) 은 다시 복합광학부품 (54) 의 입출사면부 (54e) 로 입사하고, 회절격자 (56a) 를 그대로 투과하여 진행하고, 출사면부 (54f) 를 통해 포토다이오드 (18) 로 입사된다.
그리고, 포토다이오드 (18) 는 제 1 레이저광 (L1) 의 광디스크 (CD) 로부터의 복귀광 (L3) 에 의해 광디스크 (CD) 에 기록된 기록정보를 판독재생한다.
한편, 제 2 레이저 다이오드 (13) 로부터 출사된 제 2 레이저광 (L2) 은 복합광학부품 (54) 의 제 2 면부 (54b) 로 입사한다. 이 레이저광 (L2) 은 제 2 면부 (54b) 로부터 내부로 들어가고, 이어서 제 2 경사면부 (54d) 에서 거의 임계각의 각도로 반사되어 입출사면부 (54e) 에 도달한다.
이어서, 제 2 레이저광 (L2) 은 입출사면부 (54e) 에 형성된 회절격자 (56a) 에 의해 회절되고, 회절에 의해 생긴 －1 차광이 입출사면부 (54e) 로부터 외부(광디스크)를 향해 수직방향으로 출사한다.
이어서, DVD 의 광디스크면에서 반사하여 되돌아온 복귀광 (L3') 은 다시 복합광학부품 (54) 의 입출사면부 (54e) 에 입사하고, 회절격자 (56a) 를 그대로 투과하여 진행하여 출사면부 (54f) 를 통해 포토다이오드 (18) 로 입사된다.
그리고, 포토다이오드 (18) 는 제 2 레이저광 (L2) 의 광디스크 (DVD) 로부터의 복귀광 (L3') 에 의해 광디스크에 기록된 기록정보를 판독재생한다.
따라서, 상이한 파장의 레이저광을 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 에서 각각 출사하고, 회절격자 (56a) 를 통과한 후의 레이저광 (L1,L2) 및 그 복귀광 (L3,L3') 의 광축을 일치시킬 수 있으므로, 종래와 같이 고가의 홀로그램 소자를 구비한 홀로레이저를 사용하지 않아도 광픽업을 구성할 수 있다. 또한, 광축을 일치시키면서 제 1, 제 2 레이저 다이오드 (12,13) 를 복합광학부품 (54) 의 길이방향과 직교시키고, 또한 동일선상에 배치하도록 함으로써, 각 레이저 다이오드 (12,13) 가 서로 90 도로 배치되어 위치맞춤이 간편해지고, 광픽업 전체의 조립을 보다 더 간단히 행할 수 있다.
또한, 복귀광의 광축이 일치하므로, 포토다이오드 (18) 를 1 개로 할 수 있어 비용절감을 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 일실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 주지를 벗어나지 않는 범위내에서 변경하여 실시할 수 있다.
예컨대 상기 회절격자 (16,56) 대신에 회절수단으로서 이방성 결정이나 편광홀로그램을 복합광학부품 (14,54) 에 형성해도 된다.
또한, 광디스크로부터의 복귀광 (L3,L3') 을 회절격자 (16,56) 를 통과시키지 않고 출사면부 (14d,54f) 로부터 출사하도록 해도 된다. 이 경우, 회절격자 (16,56) 의 가공정밀도에 영향을 받지 않으므로, 보다 안정된 광신호를 출사면부 (14d,54f) 로 보낼 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 복합광학부품은 내부를 레이저광이 투과하는투광체로서, 이 투광체에는, 제 1 레이저광을 입사가능한 제 1 입사면부와, 제 2 레이저광을 입사가능한 제 2 입사면부와, 제 1 입사면부 및 제 2 입사면부로부터 각각 출사된 제 1, 제 2 레이저광이 소정의 입사각으로 각각 입사되어 외부로 출사함과 동시에 이들 레이저광의 각 복귀광을 입사가능한 입출사면부와, 이 입출사면부에 입사한 상기 복귀광이 출사되는 출사면부가 형성되고, 또한 제 1 입사면부와 제 2 입사면부에 의해 제 1 레이저광과 제 2 레이저광은 각각 입출사면부의 동일위치로 인도됨과 동시에 입출사면부에는 이 입출사면부의 동일위치로 인도된 제 1, 제 2 레이저광의 입출사면부에 대한 입사각의 상위를 보정하여 이 입출사면부로부터 출사한 후의 광축을 일치시키는 회절수단이 형성되어 있고, 이 회절수단은 각 복귀광에 대해 광축이 일치한 상태에서 입출사면부를 투과시켜 출사면부로부터 출사시키도록 함으로써, 각각의 레이저광의 광축의 일부를 일치시켜 공통화하였으므로, 종래의 홀로그램 소자를 구비한 홀로레이저를 사용하지 않고, 저렴한 구성으로, 레이저광을 편향시켜 동일위치에 출사하는 기능을 만족시킬 수 있다. 또한 종래 2 개 필요하였던 홀로그램 소자를 1 개로 할 수 있어 부품점수의 저감을 도모하여 비용을 절감할 수 있다.
또한, 제 1 레이저광은 CD 용의 780 ㎚ 파장대역의 광이고, 제 2 레이저광은 DVD 용의 650 ㎚ 파장대역의 광이므로, 이 복합광학부품 1개로 CD 용과 DVD 용 양쪽으로 적용시킬 수 있다.
또한, 투광체의 중심축 방향의 양단면은 출사면부와 입출사면부가 소정의 간격으로 평행하게 배치되고, 제 1 입사면부와 제 2 입사면부가 출사면부의 양 에지 부분으로부터 중심축을 기준으로 하여 거의 대칭으로 되도록 경사시킨 경사면부에 각각 형성됨으로써, 이 중심축에 일치시킨 각 레이저광의 복귀광을 출사면부의 동일위치에서 출사시키므로, 이 복합광학부품을 위치결정할 때에, 간단히 행할 수 있다. 또한, 회절수단으로의 각 레이저광의 입사각이 보다 작아져서 광학설계가 쉬워진다.
또한, 제 1 입사면부 및 제 2 입사면부는 각 레이저광이 투광체의 중심축과 직교하는 방향으로 입사하도록 배치되고, 제 1, 제 2 입사면부로부터 출사한 각 레이저광을 반사하는 반사면부가 각각 형성되어, 입출사면부로 인도하도록 함으로써, 중심축 방향 및 그 직교 방향만 위치조정하면 되므로 한층 더 간단히 조립할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합광학부품을 사용한 광픽업은 복합광학부품에 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드와, 그 복합광학부품에 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드와, 입출사면부로부터 출사된 각 레이저광을 광디스크에 집광하는 대물렌즈와, 광디스크로부터의 복귀광을 출사부로부터 출사시켜 그 복귀광을 수광하는 포토다이오드를 구비함으로써, 상기 복합광학부품에 대해 각 레이저 다이오드와, 대물렌즈, 포토다이오드를 각각 위치결정하여 부착할 때, 광축맞춤이 용이해지므로, 보다 더 간단히 조립할 수 있다.
또한 청구항 4 에 기재된 복합광학부품을 사용한 광픽업에서는 각 레이저 다이오드와 포토다이오드가 충돌하지 않고 배치되어 박형화시킬 수도 있다.

Claims (7)

  1. 내부를 레이저광이 투과하는 투광체로서, 이 투광체에는, 제 1 레이저광을 입사가능한 제 1 입사면부; 제 2 레이저광을 입사가능한 제 2 입사면부; 상기 제 1 입사면부와 상기 제 2 입사면부를 각각 투광한 상기 제 1, 제 2 레이저광이 소정의 입사각으로 각각 입사되어 외부로 출사함과 동시에 이들 레이저광의 각 복귀광을 입사가능한 입출사면부; 및 이 입출사면부에 입사한 상기 복귀광이 출사되는 출사면부가 형성되고, 또한 상기 제 1 입사면부와 상기 제 2 입사면부에 의해 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광은 각각 상기 입출사면부의 동일위치로 인도됨과 동시에 상기 입출사면부에는 이 입출사면부의 동일위치로 인도된 상기 제 1, 제 2 레이저광의 상기 입출사면부에 대한 입사각의 상위를 보정하여 이 입출사면부로부터 출사한 후의 광축을 일치시키는 회절수단이 형성되어 있고,
    상기 회절수단은 상기 각 복귀광에 대해 그 광축이 일치한 상태에서 상기 입출사면부를 투과시켜 상기 출사면부로부터 출사시키도록 한 것을 특징으로 하는 복합광학부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저광은 CD 용의 780 ㎚ 파장대역의 광이고, 상기 제 2 레이저광은 DVD 용의 650 ㎚ 파장대역의 광인 것을 특징으로 하는 복합광학부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투광체의 중심축 방향의 양단면에는, 상기 출사면부와 상기 입출사면부가 각각 소정의 간격으로 평행하게 배치되고, 상기 제 1 입사면부와 상기 제 2 입사면부가 상기 출사면부의 양 에지 부분으로부터 상기 중심축을 기준으로 하여 거의 대칭으로 되도록 경사시킨 경사면부에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 복합광학부품.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 입사면부 및 상기 제 2 입사면부는, 상기 각 레이저광이 상기 투광체의 중심축과 직교하는 방향으로 입사하도록 배치되고, 상기 제 1, 제 2 입사면부로부터 출사한 상기 각 레이저광을 반사하는 반사면부가 각각 형성되어, 이들 반사된 레이저광을 상기 입출사면부로 인도하도록 한 것을 특징으로 하는 복합광학부품.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 복합광학부품; 이 복합광학부품에 상기 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드; 상기 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드; 상기 입출사면부로부터 출사된 상기 각 레이저광을 광디스크에 집광하는 대물렌즈; 및 상기 광디스크로부터의 상기 복귀광을 상기 출사부로부터 출사시켜 그 복귀광을 수광하는 포토다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 광픽업.
  6. 제 3 항에 기재된 복합광학부품; 이 복합광학부품에 상기 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드; 상기 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드; 상기 입출사면부로부터 출사된 상기 각 레이저광을 광디스크에 집광하는 대물렌즈; 및 상기 광디스크로부터의 상기 복귀광을 상기 출사부로부터 출사시켜 그 복귀광을 수광하는 포토다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 광픽업.
  7. 제 4 항에 기재된 복합광학부품; 이 복합광학부품에 상기 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드; 상기 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드; 상기 입출사면부로부터 출사된 상기 각 레이저광을 광디스크에 집광하는 대물렌즈; 및 상기 광디스크로부터의 상기 복귀광을 상기 출사부로부터 출사시켜 그 복귀광을 수광하는 포토다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 광픽업.
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