KR100434367B1 - Intergrated optical pickup type laser diode unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로서 특히, 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 광을 평행빔으로 변환한 다음 집속하여 디스크에 맺어주기 위한 일련의 광학계를 집적화하고 이 광학계가 집적된 렌즈모듈에 레이저 다이오드를 일체화하여 레이저 다이오드 및 광학계가 하나의 LD-광학장치 유닛으로 기능하도록 한 것을 특징으로 하는 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device. In particular, a series of optical systems for converting laser light output from a laser diode into a parallel beam and then focusing and converging them onto a disk are integrated, and a laser diode is integrated in a lens module in which the optical system is integrated. The present invention relates to an integrated optical system integrated laser diode unit characterized in that the laser diode and the optical system function as one LD-optical device unit.

본 발명은 3빔 분리 기능의 회절 격자(grating) 면과 HOE면 및 빔 집속을 위한 대물렌즈면이 집적된 렌즈모듈에 레이저 다이오드와 모니터 PD가 일체화된 구조를 가진다. 본 발명에 따르면 레이저 다이오드 칩에서 출력된 레이저 광이 회절 격자면을 지나서 HOE면에서 반사되고 렌즈면을 통과하면서 집속되어 디스크에 빔을 맺어서 디스크의 정보를 읽고 쓰게 된다. 그리고 HOE면에서 분리된 빔의 일부가 투과되어 기록 파워를 조절하는데 필요한 모니터 PD에 빔을 모아준다. 본 발명의 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛에 따르면 일자형의 광픽업을 구현할 수 있게 되고, 초박형으로 일체형 광픽업을 제공할 수 있게 된다.The present invention has a structure in which a laser diode and a monitor PD are integrated in a lens module in which a diffraction grating surface having a three beam separation function, an HOE surface, and an objective lens surface for beam focusing are integrated. According to the present invention, the laser light output from the laser diode chip is reflected from the HOE plane through the diffraction grating plane and focused through the lens plane to form a beam on the disc to read and write information on the disc. A portion of the beam separated from the HOE surface is transmitted to collect the beam on the monitor PD required to adjust the recording power. According to the integrated optical system integrated laser diode unit of the present invention, it is possible to implement a straight optical pickup and to provide an ultra-thin integrated optical pickup.

Description

집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛{INTERGRATED OPTICAL PICKUP TYPE LASER DIODE UNIT}Integrated optical system integrated laser diode unit {INTERGRATED OPTICAL PICKUP TYPE LASER DIODE UNIT}

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로서 특히, 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 광을 평행빔으로 변환한 다음 집속하여 디스크에 맺어주기 위한 일련의 광학계를 집적화하고 이 광학계가 집적된 렌즈모듈에 레이저 다이오드를 일체화하여 레이저 다이오드 및 광학계가 하나의 LD-광학장치 유닛으로 기능하도록 한 것을 특징으로 하는 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device. In particular, a series of optical systems for converting laser light output from a laser diode into a parallel beam and then focusing and converging them onto a disk are integrated, and a laser diode is integrated in a lens module in which the optical system is integrated. The present invention relates to an integrated optical system integrated laser diode unit characterized in that the laser diode and the optical system function as one LD-optical device unit.

더욱 상세하게는 본 발명은 광픽업 장치에서 패키지 타입의 레이저 다이오드 유닛이 회절 격자면과 홀로그램 반사면(HOE면) 및 집속용 렌즈면을 하나의 광 모듈로 집적화한 광학모듈에 일체화된 구조를 갖도록 함으로써, 레이저 다이오드 유닛에서 출력되는 광 자체가 출력 단계에서 이미 평행빔 변환 및 집속된 형태로 출력되어 디스크 상에 입사되도록 함으로써, 광픽업의 슬림화를 기할 수 있도록 한 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛에 관한 것이다.More specifically, the present invention provides a package-type laser diode unit in an optical pickup device having a structure in which a diffraction grating plane, a hologram reflecting plane (HOE plane), and a focusing lens plane are integrated into an optical module integrated into one optical module. Thereby, the light itself output from the laser diode unit is already output in the form of a parallel beam conversion and focused at the output stage to be incident on the disk, thereby integrating an integrated optical system integrated laser diode unit that can make the optical pickup slim will be.

도1은 일반적인 광픽업 장치의 광학계 구조를 보여준다. 일반적인 광픽업 장치의 광학계는 L자 형을 이루고 있는데, 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 다이오드(101)와, 기록 파워 조절을 위한 모니터PD(102) 및 상기 레이저 다이오드(101)에서 출력된 광을 상기 모니터 PD로 집광시켜 주기 위한 집광렌즈(103), 상기 레이저 다이오드(101)에서 출력된 광을 평행빔으로 만들어 주는 시준렌즈(104), 그리고 상기 시준렌즈(104)를 통과한 평행빔을 디스크에 조사하기 위하여 광로를 변경시켜 주는 반사경(105), 반사경(105)에 의해서 광로가 변경된 평행빔을 디스크(107) 상의 한 점에 집속시켜 주기 위한 대물렌즈(106)를 포함하여 이루어지고 있다.1 shows an optical system structure of a general optical pickup device. The optical system of the general optical pickup device has an L-shape. The optical system includes a laser diode 101 for outputting a laser beam, a monitor PD 102 for adjusting recording power, and light output from the laser diode 101. A condenser lens 103 for condensing with the monitor PD, a collimating lens 104 for making the light output from the laser diode 101 into a parallel beam, and a parallel beam passing through the collimating lens 104 to a disk. It includes a reflector 105 for changing the optical path for irradiation, and an objective lens 106 for focusing the parallel beam whose optical path is changed by the reflector 105 at a point on the disk 107.

도1을 참조하면, 레이저 다이오드(101)에서 출력된 레이저 빔은 시준렌즈(104)를 통해서 평행빔으로 바뀌고, 이 평행빔은 반사경(105)에 의해서 광로가 변경되어 대물렌즈(106)를 통해 집속되어 디스크(107) 상의 임의의 한 점에 맺히게 된다. 한편, 레이저 다이오드(101)에서 출력된 레이저 빔의 일부는 집광렌즈(103)에 의해서 집광되어 모니터 PD(102)에 입사됨으로써, 기록 광파워를 조절하는 정보를 제공하게 된다.Referring to FIG. 1, the laser beam output from the laser diode 101 is converted into a parallel beam through the collimation lens 104, and the parallel beam is changed through the objective lens 106 by changing the optical path by the reflector 105. It is focused and condensed at any point on the disk 107. On the other hand, a part of the laser beam output from the laser diode 101 is collected by the condenser lens 103 and incident on the monitor PD 102, thereby providing information for adjusting the recording optical power.

그러나, 도1에 나타낸 바와같이 기존의 광픽업 장치의 광학계는 L자 구조를 이루기 때문에 픽업을 박형화 하는데 장애로 작용하게 된다.However, as shown in FIG. 1, since the optical system of the conventional optical pickup device has an L-shaped structure, the optical system of the conventional optical pickup device acts as an obstacle to thinning pickup.

즉, 도1에 나타낸 바와같이 기존의 광학계에 따르면, 레이저 다이오드에서 출력된 레이저 빔이 발산하는 광이고, 이 발산광을 평행빔으로 만들어 주기 위해서 시준렌즈를 통과시켜야 하고, 시준렌즈를 통과하여 평행빔이 된 레이저 빔을 다시 디스크 상에 집속시키기 위한 대물렌즈로 광로를 변경시켜 주기 위한 반사경을 구비하고 있다. 따라서, 광학계의 구조가 L자 구조를 이루어야 하고, 시준렌즈와 반사경을 따로 갖추어야 하는 것은 물론, 모니터PD를 위한 집광렌즈 및 모니터 PD를 별도로 배치해야 한다. 그러므로, 광픽업의 슬림화에 장애가 된다.That is, according to the conventional optical system, as shown in FIG. 1, the laser beam output from the laser diode is divergent light, and in order to make the divergent light into a parallel beam, the collimating lens must pass through, and the collimating lens passes through the collimating lens. It is provided with a reflector for changing an optical path to an objective lens for focusing the laser beam, which has become a beam, on the disk again. Therefore, the structure of the optical system must have an L-shaped structure, and the collimating lens and the reflecting mirror must be separately provided, and the condenser lens and the monitor PD for the monitor PD must be separately disposed. Therefore, it becomes an obstacle to the slimming of the optical pickup.

본 발명은 레이저 다이오드 유닛 자체에서 레이저 빔을 집속하여 디스크상에 맺히도록 함으로써 광픽업의 초박형 설계 및 구현이 가능하도록 함을 특징으로 하는 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛을 제공한다.The present invention provides an integrated optical system-integrated laser diode unit, which enables ultra-thin design and implementation of optical pickup by focusing a laser beam on the laser diode unit itself and condensing it on a disc.

본 발명은 회절 격자면과 HOE반사면 및 집속용 렌즈면으로 이루어진 광학계 집적 구조의 렌즈모듈에 레이저 다이오드가 일체로 포함된 구조로서, 렌즈모듈에 밀착된 레이저 다이오드에서 출력된 광이 회절 격자면을 통과하여 HOE면에서 반사된 다음 광 집속용 렌즈면을 통해 집속된 형태로 출력되도록 함으로써, 평행광 변환 및 대물렌즈 기능을 포함하는 광학계가 레이저 다이오드와 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 패키지 타입의 레이저 다이오드 유닛을 제공한다.The present invention has a structure in which a laser diode is integrally included in a lens module of an optical system integrated structure including a diffraction grating plane, a HOE reflecting plane, and a focusing lens plane, and the light output from the laser diode in close contact with the lens module is used to Packaged laser diode, characterized in that the optical system including the parallel light conversion and the objective lens function integrally with the laser diode by passing through and reflected from the HOE surface and then focused through the optical focusing lens surface. Provide the unit.

본 발명에 따르면 레이저 다이오드 유닛 자체가 광학계의 대부분을 포함하는 하나의 전장 부품으로 광픽업 장치에 실장되어 광픽업계의 기능을 구현하기 때문에 광픽업을 슬림화하고 경박단소화시킬 수 있도록 한 집적된 광학계 일체형 레이저다이오드 유닛을 제공한다.According to the present invention, since the laser diode unit itself is a single electric component including most of the optical system, and is mounted in the optical pickup device to implement the functions of the optical pickup industry, the integrated optical system enables slim and light and short optical pickup. Provided is an integrated laser diode unit.

도1은 기존의 광픽업 장치의 광학계 구성을 나타낸 도면1 is a view showing an optical system configuration of a conventional optical pickup device

도2는 본 발명의 광학계 집적형 레이저 다이오드 유닛에 따른 광픽업 장치의 광학계 구조를 나타낸 도면2 is a view showing the structure of the optical system of the optical pickup device according to the optical system integrated laser diode unit of the present invention

도3은 본 발명에 따른 레이저 다이이오드 유닛에서 렌즈 모듈의 구성을 나타낸 사시도Figure 3 is a perspective view showing the configuration of the lens module in the laser diode unit according to the present invention

본 발명의 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛은, 레이저 광을 디스크 상의 한 점에 집속시켜 줌과 함께 모니터 PD로 집광시켜 주기 위한 광학계가 집적된 렌즈모듈과, 상기 렌즈모듈의 광 입사면에 밀착되어 일체화되는 레이저 다이오드 및, 상기 렌즈모듈의 모니터용 광 출사면에 밀착되어 일체화되는 모니터 PD로 이루어진 것을 특징으로 한다.The integrated optical system integrated laser diode unit of the present invention includes a lens module having an integrated optical system for focusing laser light at a point on a disk and condensing it with a monitor PD, and in close contact with a light incident surface of the lens module. It is characterized by consisting of a laser diode to be integrated, and the monitor PD is integrated in close contact with the light emitting surface for the monitor of the lens module.

또한 본 발명에서, 상기 렌즈모듈은 레이저 다이오드와 대면하는 회절 격자면과, 모니터 PD에 대면하는 HOE면과, 디스크와 대향하는 집광용 대물렌즈면을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛이다.In the present invention, the lens module is an integrated optical system integrated laser comprising a diffraction grating surface facing the laser diode, a HOE surface facing the monitor PD, and an objective lens surface for condensing facing the disk. Diode unit.

도2는 본 발명의 실시예로서 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광학계 구조를 보이고 있다.2 shows an optical system structure of an optical pickup apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도2에 의하는 바와같이 본 발명에서는 집적된 광학계를 이루는 렌즈모듈(201)이 레이저 다이오드로부터 출력된 레이저 빔을 평행광으로 변환하고 집속하여 출력하는 구조로서, 상기 렌즈모듈(201)의 일면에 레이저 다이오드(202)가 밀착되어 일체화되어 있고, 상기 렌즈모듈(201)의 타측면에는 모니터 PD(203)가 밀착되어 일체화되어 있다. 상기 렌즈모듈(201)에서 출력되는 빔은 집속된 형태로 대물렌즈없이 디스크(204) 상의 임의의 한 점에 집속된다. 상기 렌즈모듈(201)의 일면은 레이저 다이오드와 대면하고, 타측면은 모니터PD와 대면하며, 빔 출력측이상기 디스크(204)와 대향한다.As shown in FIG. 2, in the present invention, the lens module 201 constituting the integrated optical system converts the laser beam output from the laser diode into parallel light, focuses it, and outputs it to one side of the lens module 201. The laser diode 202 is in close contact and is integrated, and the monitor PD 203 is in close contact and is integrated with the other side of the lens module 201. The beam output from the lens module 201 is focused at an arbitrary point on the disk 204 without the objective lens in a focused form. One surface of the lens module 201 faces a laser diode, the other surface faces a monitor PD, and a beam output side faces the disk 204.

도3은 본 발명에서 상기 렌즈모듈(201)의 상세한 구성을 나타낸 도면으로서, 상기 렌즈모듈(201)의 일면은 회절 격자면(201a)으로서 회절 격자(201b)가 형성되어 있고, 모니터PD(203)에 대면하는 타측면은 HOE면(201c)으로서 소한 영역과 밀한 영역을 가지는 HOE반사면(201d)이 형성되어 있다. 그리고 렌즈모듈(201)의 디스크(204)와 대향하는 면은 집속용 대물렌즈면(201e)으로서 기존의 대물렌즈 없이 광빔을 집속하여 디스크(204) 상의 임의의 한점에 맺어주는 구조이다.3 is a view showing a detailed configuration of the lens module 201 in the present invention, one surface of the lens module 201 is formed a diffraction grating 201b as a diffraction grating plane 201a, the monitor PD (203) ), The other side faced to HO) is a HOE surface 201c, and a HOE reflective surface 201d having a small area and a dense area is formed. The surface facing the disk 204 of the lens module 201 is a focusing objective lens surface 201e that focuses a light beam without a conventional objective lens and joins it to an arbitrary point on the disk 204.

도2 및 도3에 나타낸 바와같이 레이저 다이오드(202)에서 출력된 레이저 빔은 발산광이다. 렌즈모듈(201)의 회절 격자면(201a)에 밀착된 레이저 다이오드(202)에서 출력된 발산광은 렌즈모듈(201)의 회절 격자면(201a)을 통과하여 HOE면(201c)에서 반사된 다음 집속용 대물렌즈면(201e)을 통과하여 집속된 빔으로 디스크(204)상에 촛점을 맺게 되고, 이 것에 의해 디스크의 정보를 읽고 쓰게 된다.As shown in Figs. 2 and 3, the laser beam output from the laser diode 202 is divergent light. The divergent light output from the laser diode 202 in close contact with the diffraction grating plane 201 a of the lens module 201 is reflected by the HOE plane 201 c after passing through the diffraction grating plane 201 a of the lens module 201. The beam focuses on the disk 204 with the focused beam passing through the focusing objective lens surface 201e, thereby reading and writing information on the disk.

한편, 레이저 다이오드(202)에서 출력된 레이저 광은 HOE 반사면(201d)에서 일부 분리되어 투과되고, 이 투과된 빔이 모니터PD(203)에 제공됨으로써, 기록 파워를 조절하는데 필요한 모니터PD부에 별도의 집광렌즈 없이 빔을 모아줄 수 있게 된다.On the other hand, the laser light output from the laser diode 202 is partially separated from the HOE reflecting surface 201d and transmitted, and the transmitted beam is provided to the monitor PD 203, whereby the monitor PD portion necessary for adjusting the recording power is provided. The beam can be collected without a separate condenser lens.

상기한 바와같이 본 발명에서는 기존의 시준렌즈와 대물렌즈 및 반사경, 모니터 PD용 집광렌즈가 집적화된 렌즈모듈(201)에 레이저 다이오드(202)와 모니터 PD(203)를 일체화하여 레이저 광원과 광학계가 하나의 전장 부품으로 광픽업 장치에 실장되는 구조이다.As described above, in the present invention, the laser light source and the optical system are integrated by integrating the laser diode 202 and the monitor PD 203 into the lens module 201 in which the existing collimating lens, the objective lens, the reflector, and the condenser lens for the monitor PD are integrated. It is a structure that is mounted on an optical pickup device as one electric component.

따라서, 렌즈모듈(201)에 의해서 LD패키지 자체에서 집속된 빔이 출력되므로 픽업을 기존의 L자 형에서 일자 형으로 구현할 수 있게 되고, 이 점은 픽업의 슬림화에 기여하게 된다.Therefore, since the beam focused at the LD package itself is output by the lens module 201, the pickup can be implemented in a linear form from the existing L-shape, which contributes to the slimming of the pickup.

즉, 픽업 전체의 높이가 LD의 높이에 의존하게 되는데 LD가 집적된 광학계와 일체로 이루어지기 때문에 초박형 설계 및 구현이 가능하다.That is, the height of the entire pickup is dependent on the height of LD. Since the LD is integrated with the integrated optical system, it is possible to design and implement an ultra-thin design.

그리고, HOE면에서 분리된 빔의 일부가 투과되어 모니터PD에 제공되는 구조이기 때문에 기존의 집광렌즈가 불필요하게 되고, 이 점은 조립에 의해서 발생할 수 있는 모니터PD 상의 광량 편차를 최소화하는데 기여할 뿐만 아니라, 안정적인 고품질의 픽업 구현을 가능하게 한다.In addition, since a part of the beam separated from the HOE surface is transmitted and provided to the monitor PD, the existing condenser lens becomes unnecessary, and this point not only contributes to minimizing the amount of light variation on the monitor PD that may be caused by assembly. This enables stable and high quality pickup.

상기한 바와같이 본 발명에서는 특히 광학계를 집적한 렌즈모듈에 레이저 다이오드와 모니터 PD를 일체화하여 대물렌즈 없이, 레이저 빔의 평행빔화 및 집속을 이룰 수 있게 되었고, 이러한 점은 초박형 픽업 구현을 더욱 가능하게 한다.As described above, in the present invention, a laser diode and a monitor PD are integrated into a lens module integrating an optical system, thereby enabling parallel beamization and focusing of a laser beam without an objective lens, which makes it possible to implement an ultra-thin pickup. do.

또한, 픽업이 광학계 및 레이저 다이오드를 포함하는 일체형으로 이루어질 수 있기 때문에, 기존의 광픽업은 구성상 PD부와 대물렌즈가 분리되어 일정 거리 떨어져 있으므로 3빔에 의한 푸쉬-풀(Push-Pull) 신호에 PD상의 옵셋(Offset)이 발생하게 되지만, 본 발명은 하나의 모듈로 구성되어 있어서 이러한 문제점도 발생하지 않게 된다.In addition, since the pickup may be made in one piece including an optical system and a laser diode, the conventional optical pickup is a push-pull signal by three beams because the PD unit and the objective lens are separated from each other by a predetermined distance. An offset on the PD is generated at the PD, but the present invention is composed of one module so that such a problem does not occur.

본 발명의 집적화된 렌즈모듈 일체형 레이저 다이오드 유에 따르면, 광픽업의 박형화가 가능하고, 부품수를 줄여서 작업공수의 절감은 물론, 렌즈모듈의 HOE면에서 분리된 일부의 빔을 모니터PD에 직접 입사시켜 주는 구조이기 때문에 기존의 집광렌즈가 불필요하고, 조립에 의해서 발생하는 모니터 PD상의 광량 편차도 최소화할 수 있어서 안정적인 고품질의 픽업 구현이 가능하게 된다.According to the integrated lens module integrated laser diode type of the present invention, the optical pickup can be thinned, and the number of parts can be reduced, thereby reducing the labor and the part of the beam separated from the HOE surface of the lens module by directly entering the monitor PD. The main structure eliminates the need for a conventional condenser lens and minimizes the amount of light on the monitor PD caused by assembly, thereby enabling stable high quality pickup.

Claims (2)

레이저 광을 디스크 상의 한 점에 집속시켜 줌과 함께 모니터 PD로 집광시켜 주기 위한 광학계가 집적된 렌즈모듈과, 상기 렌즈모듈의 광 입사면에 밀착되어 일체화되는 레이저 다이오드 및, 상기 렌즈모듈의 모니터용 광 출사면에 밀착되어 일체화되는 모니터 PD로 이루어진 것을 특징으로 하는 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛.A lens module having an integrated optical system for focusing laser light at a point on a disk and condensing it on a monitor PD, a laser diode integrated in close contact with the light incident surface of the lens module, and for monitoring the lens module. Integrated optical system integrated laser diode unit, characterized in that made of a monitor PD that is in close contact with the light exit surface. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈모듈은 레이저 다이오드와 대면하는 회절 격자면과, 모니터 PD에 대면하는 HOE면과, 디스크와 대향하는 집광용 대물렌즈면을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 집적된 광학계 일체형 레이저 다이오드 유닛.2. The integrated optical system of claim 1, wherein the lens module comprises a diffraction grating surface facing the laser diode, a HOE surface facing the monitor PD, and an objective lens surface for condensing facing the disk. Laser diode unit.
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