KR100467070B1 - 광축상의거리조정이가능한광픽업장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 다이오드의 발광점으로부터 시준렌즈까지의 광축상의 거리를 레이저 다이오드의 발광부에서 조정함으로써, 고밀도, 고배속의 광디스크로부터 정보를 기록/재생할 수 있는 광픽업 장치에 관한 것이다.
본 발명의 광픽업 장치는, 광빔을 발생하고 광빔의 위치를 조정하기 위한 레이저 다이오드부와, 레이저 다이오드부에서 발생된 광빔을 상기 광디스크의 기록면 에 집속시키기 위한 대물렌즈와, 레이저 다이오드부와 상기 대물렌즈의 사이에 위치하여 광빔의 경로를 변경하기 위한 광경로 변경수단과, 광디스크로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기 구비한다.

Description

광축상의 거리조정이 가능한 광픽업 장치
본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 레이저 다이오드의 발광점으로부터 시준렌즈까지의 광축상의 거리를 레이저 다이오드의 발광부에서 조정함으로써, 고밀도, 고배속의 광디스크로부터 정보를 기록/재생할 수 있는 광픽업 장치에 관한 것이다.
최근, 광디스크는 기록용량을 증가시키기 위한 꾸준한 개발 노력에 의해 기존의 컴팩트 디스크(Compact Disk; 이하 "CD" 라 함) 및 재기록 가능한 컴팩트 디스크(Rewritible Compact Disk;이하 "CD-R" 이라 함) 보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지탈 버서타일 디스크(Digital Versatile Disk: 이하 "DVD" 라 함)가 개발되었다. DVD는 CD에 비하여 기록밀도 (즉, 트랙 밀도)가 조밀할 뿐만 아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD는 디스크 표면으로부터 정보 기록 면까지의 거리가 0.6 mm 인 반면에 CD 및 CD-R은 1.2 mm 이다. 한편, 기존의 광기록 매체들이 고밀도화, 고속화가 되고 있는 추세에 따라 빔스폿의 크기도 작아져야만 하고 피트간의 피치도 작아진 고정밀의 광픽업 장치가 필요하게 되었다. 이로 인하여, DVD용 광픽업 장치와 CD 및 CD-R용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λ)과 빔 사이즈(BS) 그리고 대물렌즈의 개구수(Numerical Aperture;이하 NA라 함)가 달라지게 되며, NA의 대소에 따라 반비례적으로 빔사이즈도 변하게 된다. 또한, NA와 광픽업 장치의 관계는 수식1 내지 수식3에서 설명하기로 한다.
[수식1]
Figure pat00004
여기에서 λ는 광빔의 파장을 의미하고, NA는 개구수를 나타낸다.
[수식2]
Figure pat00013
[수식3]
Figure pat00014
[수식4]
Figure pat00015
수식 1 내지 수식 4를 정리하면, 빔사이즈가 작아지게 하기 위해서는 NA가 커져야하고, NA는 광픽업의 초점심도에 2제곱, Skew에 3제곱, Tilt에 4제곱의 비로 반비례함을 알 수 있다.
도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 광픽업 장치에 대해서 설명하고자 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 광픽업 장치를 나타내는 도면으로써, 도 1의 구성에서 종래 기술에 따른 광픽업 장치는, 광빔을 발생하는 레이저 다이오드(Laser Diode;이하 LD라 함)(2)와, 상기 광빔을 광디스크(14)의 기록면에 집속시키기 위한 대물렌즈(12)와, 상기 LD(2)와 대물렌즈(12) 사이에 위치한 직각 프리즘(8)을 구비한다. 상기 직각 프리즘(8)은 상기 LD(2)로부터 발생된 광빔을 대물렌즈(12)쪽인 수직방향으로 반사시킴과 아울러, 상기 광디스크(14)로부터 반사된 광빔을 광검출기(18) 쪽으로 진행시킨다.
또한, 종래 기술에 따른 광픽업 장치는, 상기 직각 프리즘(8)과 LD(2) 사이에 위치한 빔 스프리터(4)와, 상기 대물렌즈(12)와 직각프리즘(8) 사이에 위치한 시준렌즈(10)와, 상기 직각 프리즘(8)과 빔 스프리터(4) 사이에 위치한 λ/4판(6)과, 상기 빔스프리터(4)의 하단에 위치하여 상기 광디스크(16)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(18)를 추가로 구비한다.
상기 빔 스프리터(4)는 LD(2)로부터의 광빔을 대물렌즈(12)쪽으로 투과시킴과 아울러, 상기 광디스크(14)에서 반사된 광빔의 광경로를 광검출기(18)쪽으로 진행시킨다. 또한, 시준렌즈(10)는 LD(2)로부터 발생된 광빔을 대물렌즈(12) 쪽으로 평행하게 진행하도록 한다. 한편, λ/4판(6)은 LD(2)에서 발생된 광빔의 편광 특성을 변화시킨다. 한편, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 광픽업 장치는, 시준렌즈(10)를 경유한 평행한 광빔이 대물렌즈(12)에 입사되는 경우 집광빔의 강도는 중앙 스폿에 전 에너지의 84%가 모여있다. 이때, 중앙의 집광빔을 이용하여 렌즈의 NA를 결정함으로 광학계를 구성 할 수가 있다. 이 결과 LD(2)로부터 발광된 광빔이 광디스크(14)에 반사되는 광축상의 경로는 어느 정도의 오차에도 사용이 가능하며, 오차 발생시에는 광검출기(18)만을 조정하여서 그 성능을 구현시킬 수 있었다.
그러나, 기존의 광기록 매체들이 고밀도화, 고속화가 되고 있는 추세에 따라 빔스폿의 크기도 작아져야만 하고 피트간의 피치도 작아진 고정밀의 광픽업 장치가 필요하게 되었으며, 상기의 고정밀 광픽업 장치에서는 광축상의 거리조정시 광검출기(18)의 조정만으로는 고정밀의 광픽업 장치를 구현하지 못하는 문제점이 제기되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 레이저 다이오드의 발광점으로부터 시준렌즈까지의 광축상의 거리를 레이저 다이오드의 발광부에서 조정함으로써, 고밀도, 고배속의 광디스크로부터 정보를 기록/재생할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광픽업 장치는 광빔을 발생하는 레이저 다이오드, 상기 레이저 다이오드를 지지하는 레이저 다이오드 베이스, 상기 레이저 다이오드를 고정하기 위한 레이저 다이오드 홀더, 상기 레이저 다이오드 홀더의 상/하에 체결되어 상기 레이저 다이오드 홀더와 상기 레이저 다이오드 베이스부 사이의 미소한 거리를 조절하기 위한 마이크로 조정나사, 및 상기 마이크로 조정나사와 결합된 홀더스프링을 포함하는 레이저 다이오드부와; 상기 레이저 다이오드부에서 발생된 상기 광빔을 상기 광디스크의 기록면에 집속 시키기 위한 대물렌즈와; 상기 레이저 다이오드부와 상기 대물렌즈의 사이에 위치하여 상기 광빔의 경로를 변경하기 위한 광경로 변경수단과; 상기 광디스크로부터 반사된 상기 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기를 구비한다.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광픽업 장치를 나타내는 도면으로써, 도 2의 구성에서 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 광빔을 발생하는 LD(22)와, 상기 광빔을 광디스크(34)의 기록면에 집속 시키기 위한 대물렌즈(32)와, 상기 LD(22)와 대물렌즈(32) 사이에 위치한 직각 프리즘(28)을 구비한다. 상기 직각 프리즘(28)은 상기LD(22)로부터 발생된 광빔을 대물렌즈(32)쪽인 수직방향으로 반사시킴과 아울러, 상기 광디스크(34)로부터 반사된 광빔을 광검출기(42) 쪽으로 진행시킨다.
또한, 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 상기 직각 프리즘(28)과 LD(22) 사이에 위치한 빔 스프리터(24)와, 상기 대물렌즈(32)와 직각프리즘(28) 사이에 위치한 시준렌즈(30)와, 상기 직각 프리즘(28)과 빔 스프리터(24) 사이에 위치한 λ/4판(26)과, 상기 빔스프리터(24)의 하단에 위치하여 상기 광디스크(34)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(42)를 추가로 구비한다. 상기 빔 스프리터(24)는 LD(22)로 부터의 광빔을 대물렌즈(32) 쪽으로 투과 시킴과 아울러, 상기 광디스크(34)에서 반사된 광빔의 광경로를 광검출기(42)쪽으로 진행시킨다. 또한, 시준렌즈(30)는 LD(22)로부터 발생된 광빔을 대물렌즈(32) 쪽으로 평행하게 진행하도록 한다. 한편, λ/4판(26)은 LD(22)에서 발생된 광빔의 편광특성을 변화시킨다. 예를들면, LD(22)에서 발생된 선편광 특성을 갖는 광빔은 λ/4판(26)에서 좌원편광을 갖는 광빔으로 변화된다. 그리고 대물렌즈(32)를 경유하여 광디스크(34)에 집속된 광빔은 광디스크(34)의 표면에서 우원편광빔으로 변화된다. 한편, 광디스크(34)로부터 반사된 광빔은 λ/4판(26)에서 다시 선편광빔으로 변환되어 광검출기(42)에 집속되게 된다.
도 3은 도 2의 LD부(22)를 상세하게 나타낸 상세도로써, 도 3의 LD부(22)의구성은, 광빔을 발생하기 위한 LD(22)와, 상기 LD(22)의 광빔이 투과되는 광경로를형성하기 위해 상기 LD베이스(36a)의 일부를 소정의 크기로 제거하여 형성시킨 LD윈도우(36b)와, 상기 LD홀더(36d)와 접촉되어 LD홀더(36d)의 이탈을 방지하기 위한 LD언더컷(36c)을 구비한다. 상기 LD베이스(36a)는 LD(22) 전체를 지지하는 지지체이다. 상기 LD(22)는 상기 LD베이스(36a)에 형성된 LD언더컷(36c)의 의해 제한된 범위 내에서 이동이 가능하며 상기 LD(22)의 이동으로 광경로상의 거리를 조정할 수 있게 된다. 상기 LD로부터의 광빔은 LD윈도우(36b)를 경유하여 광픽업 장치로 진행하게 된다.
또한, LD부는 상기 LD에 부착되어 LD(22)를 고정시키기 위한 LD홀더(36d)와, 마이크로 조정나사(40)와 결합되어 상기 LD홀더(36d)의 거리를 일정하게 유지 시키기 위한 홀더스프렁(38)과, 상기 LD홀더(36d)의 상/하에 부착되어 상기 LD홀더(36d)와 LD베이스(36a) 사이의 미세한 거리를 조절하기 위한 마이크로 조정나사(40)를 추가로 구비한다. 상기 마이크로 조정나사(40)를 회전시킴에 의해 미세한 거리만큼씩 시준렌즈(30)에 가까워지게 되며, 상기 홀더 스프링(38)은 LD홀더(36d)를 밀어내는 역할을 하므로, 마이크로 조정나사(40)에 의해 조정된 거리를 계속 유지시켜준다.
한편, 상기 도 2 및 도 3을 결부시켜 본 발명의 광픽업을 살펴보면, LD(22)에서 발생된 광빔은 빔 스프리터(24)에서 대물렌즈(32) 쪽으로 통과시킨다. 또한, λ/4판(26)은 선편광빔을 좌원편광빔으로 변환시켜, 직각 프리즘(28)으로 진행시키며 , 직각 프리즘(28) 에서는 시준렌즈(30)로 광경로를 수직으로 반사시킨다. 한편 시준렌즈(30) 에서는 대물렌즈(32) 쪽으로 광빔을 평행하게 진행시키고, 대물렌즈(32)는 상기 광빔을 광디스크(34) 기록면의 임의의 초점상에 집속시킨다. 한편, 이 과정에서 LD의 발광점에서 시준렌즈(30)까지의 광경로상의 거리를 조정하기 위해서는 상기 마이크로 미터나사(40)를 조정하면 상기 LD홀더에 부착된 LD(22)도 이동하게 되므로, 광경로상의 미소거리를 조정할 수 있으며 이로인해, 고밀도, 고배속의 광디스크로부터 정보를 기록/재생할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광픽업 장치는, 레이저 다이오드의 발광점으로부터 시준렌즈까지의 광축상의 거리를 레이저 다이오드의 발광부에서 조정함으로써, 고밀도, 고배속의 광디스크로부터 정보를 기록/재생할 수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 광픽업 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 광픽업 장치를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 레이저 다이오드부의 상세도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2,22 : 레이저 다이오드 4,24 : 빔 스프리터
6,26 : ∧/4판 8,28 : 직각 프리즘
10,30 : 시준렌즈 12,32 : 대물렌즈
14,34 : 광디스크 36 : 광픽업 베이스
36a : 레이저 다이오드 베이스 36b : 레이저 다이오드 윈도우
36c : 레이저 다이오드 언더컷 36d : 레이저 다이오드 홀더
38 : 홀더 스프링 40 : 마이크로 조정나사

Claims (2)

  1. 고밀도, 고배속의 광디스크에 엑세스하여 정보를 기록/재생하기 위한 광픽업장치에 있어서,
    광빔을 발생하는 레이저 다이오드, 상기 레이저 다이오드를 지지하는 레이저다이오드 베이스, 상기 레이저 다이오드를 고정하기 위한 레이저 다이오드 홀더, 상기 레이저 다이오드 홀더의 상/하에 체결되어 상기 레이저 다이오드 홀더와 상기 레이저 다이오드 베이스부 사이의 미소한 거리를 조절하기 위한 마이크로 조정나사, 및 상기 마이크로 조정나사와 결합된 홀더스프링을 포함하는 레이저 다이오드부와;
    상기 레이저 다이오드부에서 발생된 상기 광빔을 상기 광디스크의 기록면에 집속 시키기 위한 대물렌즈와;
    상기 레이저 다이오드부와 상기 대물렌즈의 사이에 위치하여 상기 광빔의 경로를 변경하기 위한 광경로 변경수단과;
    상기 광디스크로부터 반사된 상기 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광경로 변경 수단은,
    상기 레이저 다이오드부와 상기 대물렌즈 사이에 위치한 직각 프리즘과:
    상기 직각 프리즘과 상기 레이저 다이오드부 사이에 위치한 빔 스프리터와;
    상기 대물렌즈와 상기 직각프리즘 사이에 위치하여 상기 직각 프리즘을 경유한 상기 광빔이 대물렌즈 쪽으로 평행하게 진행시키기 위한 시준렌즈와;
    상기 직각 프리즘과 상기 빔 스프리터 사이에 위치하여 상기 광빔의 편광특성을 변경하기 위한 λ/4판을 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
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