KR100482228B1 - 광픽업장치,복합광학장치및광디스크시스템 - Google Patents

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Abstract

서로 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크에 대한 판독 및 기록을 행할 수 있는 광 픽업 장치 및 이 광 픽업 장치에 이용되는 복합 광학 장치를 제공한다. 포맷이 다른 광 디스크에 대한 최적의 판독/기록 사양으로 설계되는 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2)를 조합함으로서 광 픽업 장치를 구성한다. 일 실시예에서, 공통의 광다이오드 IC 상에 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2)를 집적하여 하나의 레이저 커플러를 형성하고, 이 레이저 커플러를 광 픽업 장치에 사용한다.

Description

광 픽업 장치, 복합 광학 장치 및 광 디스크 시스템
본 발명은 광 픽업 장치 및 복합 광학 장치에 관한 것으로, 특히 광 디스크 시스템에 사용하기 적합한 것들에 관한 것이다.
최근 광 디스크 시스템이 다변화됨에 따라, 판독/기록 포맷(또는 단순히 포맷)이 다른 것을 사용하는 호환성이 없는 광 디스크 (예를 들어, CD, CD-R, MD, MO, 위상 변경형 디스크 DVD 등)가 증가해 왔다. 이들 판독/기록 포맷은 예를 들어, 780 ㎚의 대역의 광을 출사하는 반도체 레이저로부터의 레이저 광, 635 ㎚(또는 650㎚) 대역의 적색 광을 출사하는 반도체 레이저로부터의 레이저 광, 청색 광을 출사하는 반도체 레이저로부터의 레이저 광 등을 이용함으로써 변화될 수 있다. 이러한 여러가지 광학 기록 매체로/로부터 판독 및 기록을 위해 사용된 광 픽업 장치를 본원에서 판독/기록 사양이 다른 것들로 갖는다.
일반적인 광 디스크 시스템을 사용하여 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크의 신호를 기록 및 재생하기 위해서, 시스템은 판독/기록 포맷이 다른 각각의 광 디스크 마다에 별개의 광 픽업 장치를 필요로 한다.
한편, 기록 반도체 레이저와 판독 반도체 레이저 간에 목적과 특성에 커다란 차이를 고려하면, 어떤 애플리케이션에서는 기록용만의 반도체 레이저를 사용하고 어떤 애플리케이션에서는 판독용만의 반도체 레이저를 사용하는 광 픽업 장치를 만들기가 더 쉬울 것이다.
그러나, 포맷이 다른 별개의 광 디스크에 별개의 광 픽업 장치를 사용하는 것은 광 디스크 시스템의 크기 및 비용을 증가시키게 된다. 특히 패키지된 기록용 반도체 레이저와 패키지된 판독용 반도체 레이저를 사용하여 광 픽업 장치를 구성하게 되면, 광 픽업 장치 자체와 이를 사용하는 광 디스크 시스템이 대형화된다. 동시에, 이들 반도체 레이저와 광 검출 소자의 광축의 조정이 종래 장치보다 어렵기 때문에 이들을 조립하기가 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 판독/기록 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크에 판독 및 기록 둘다를 행할 수 있는 광 픽업 장치를 소형으로 조립하기도 용이한 구조로 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광 픽업 장치에 사용되는 경우, 판독/기록 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크를 광 픽업 장치에 사용될 때 이들 광 디스크로/로부터 판독 및 기록 모두에 사용될 수 있고, 광 픽업 장치의 소형화 및 보다 용이한 조립에 기여하는 복합 광학 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 각각 베이스 바디 상에 지지되어 있는 발광 소자, 수광 소자 및 부분 반사면을 갖는 투명 광학 부품을 갖는 다수개의 복합 광학 장치를 포함하고, 이 복합 광학 장치는 서로 판독/기록 사양이 다른 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치를 제공한다.
전형적으로, 발광 소자는 발광 파장 및/또는 광 출력이 서로 다르다. 각 발광 소자, 수광 소자 및 투명 광학 부품은 통상적으로 발광 소자로부터의 출사광의 광축과 수광 소자로의 입사광의 광축이 투명 광학 부품의 부분 반사면상에서 실질적으로 상호 일치하도록 배치된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 서로 다른 판독/기록 사양을 가지는 다수의 발광 소자들, 수광 소자 및 베이스 바디상에 제공되는 부분 반사면을 가지는 투명 광학 부품을 구비하는 복합 광학 장치가 제공된다.
통상적으로, 발광 소자는 발광 파장 및/또는 광 출력에 있어 서로 다르다. 각 발광 소자, 수광 소자와 각 투명 광학 부품은 발광 소자로부터의 출사광의 광축과 수광 소자로의 입사광의 광축이 투명 광학 장치의 부분 반사면상에 실질적으로 상호 일치하도록 배치된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 베이스 바디에 제공되는 다수의 발광 소자, 수광 소자 및 부분 반사면을 갖는 투명 광학 부품을 포함하여, 상기 발광 소자는 판독/기록 사양이 다른 복합 광학 장치를 제공한다.
전형적으로, 발광 소자는 발광 파장 및/또는 광 출력이 서로 다르다. 각 발광 소자, 수광 소자 및 투명 광학 부품은 전형적으로 발광 소자로부터의 출사광의 광축과 수광 소자로의 입사광의 광축이 투명 광학 부품의 부분 반사면상에서 실질적으로 상호 일치하도록 배치된다.
본 발명에 따른 상기 구성을 갖는 광 픽업 장치는 여러 종류의 광 디스크에 따라 다른 사양을 갖도록 복합 광학 장치를 설계함으로써 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크에 판독 및 기록 둘다에 사용될 수 있다. 복합 광학 장치가 소형화될수 있기 때문에, 광 픽업 장치도 소형화될 수 있다. 또한, 복합 광학 장치의 발광 소자, 수광 소자 및 투명 광학 부품이 광축에서 미리 조정되기 때문에 광 픽업 장치를 쉽게 조립할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 구성을 갖는 복합 광학 장치는 여러 종류의 광 디스크에 따라 다른 사양을 갖도록 각각의 발광 소자를 설계함으로써 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크의 판독 및 기록 모두에 사용될 수 있다. 복합 광학 장치가 소형화될 수 있기 때문에, 이 광 픽업 장치를 사용함으로써 소형화된 광 픽업 장치를 만들 수 있다. 또한, 복합 광학 장치의 발광 소자, 수광 소자 및 투명 광학 부품이 하나의 발광 소자를 갖는 종래의 복합 광학 장치의 경우와 같이 쉽게 조정할 수 있어, 이들을 쉽게 조립할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특성은 다음의 첨부된 도면을 참조한 실시예에서 상세히 논의될 것이다. 동일하거나 등가의 소자 또는 부품들에 대해서는 모든 도에서 공통의 참조 부호로 붙여진다. 그러나, 레이저 커플러는 복합 광학 장치의 종류임을 주지하기 바란다.
도 1 및 도 2는 복합 광학 장치의 한 유형인 레이저 커플러를 도시한다. 도 1은 레이저 커플러의 투시도이고, 도 2는 길이 방향을 따라 절단한 레이저 커플러의 단면도이다.
도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이, 레이저 커플러는 광학 유리와 광다이오드 IC(1) 상에 근접한 위치에 장착된 광 다이오드(3) 상에 지지된 반도체 레이저(4)를 갖는 LOP(Laser On Photodiode) 칩으로 구성된 마이크로 프리즘(2)을 포함한다. 광 다이오드 IC(1)는 한 쌍의 광 다이오드 PD1,PD2 및 전류-전압 변환 증폭기, 연산 처리 회로 등과 같은 잘 알려진 소자(도시되지 않음)를 포함한다. 광 다이오드(3)은 반도체 레이저(4)의 후단 표면으로부터의 광 출력을 모니터하고 반도체 레이저(4)의 전단 표면으로부터의 광 출력을 제어하는데 사용된다. 대부분의 경우에 있어 반도체 레이저(4)는 접합 하부에 위치하도록 장착되므로, 반도체 레이저(4)의 전단 표면으로부터 출사되는 레이저 빔이 광 다이오드 IC(1)의 표면에서 반사되어 노이즈 광이 되는 것을 방지하기 위하여 광 다이오드(3)는 반도체 레이저(4)를 광 다이오드 IC(1)의 표면 보다 훨씬 높이 위치시키도록 하는 역할을 한다.
도 2에서 도시하는 바와 같이, 마이크로 프리즘(2)은 경사면(2a), 상면(2b), 저면(2c), 및 단면(2d 및 2e)을 갖는다. 경사면(2a)은 하프 미러(5)를 갖고, 상면(2b)은 전반사막(6)을 가지고, 저면(2c)은 반사 방지막(7)을 갖고, 단 표면(2d)은 연마된 표면이고, 단 표면(2e)은 광 흡수막(8)을 구비한다. 전형적인 마이크로프리즘(2)의 크기는 높이 0.6 ㎜, 전체 길이 1.52 ㎜, 폭 1.8 ㎜ 및 상면(2b)의 길이는 1.1 ㎜이다.
또한 마이크로프리즘(2)의 저면(2c)상의 반사 방지막(7)상에는 실리콘 이산화(SiO2) 막(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 한편, 광 다이오드 IC(1)의 광 다이오드(PD1)상에는 실리콘 질화(SiN)막(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 나머지 SiO2막(9)이 SiN막과 광 다이오드(PD2)를 덮고 있다. 마이크로프리즘(2)은 마이크로 프리즘(2)의 저면(2c)상의 SiO2막을 광 다이오드 IC(1)상의 SiO2막(9)에 접착제(10)로 결합시키므로써 광 다이오드 IC(1)상에 장착된다. 이 경우에, 광 다이오드(PD1)상의 SiN막과 SiO2막(9)의 오버라잉 부분은 하프 미러를 형성한다. 반사 방지막(7)상의 SiO2막은 접착제(10)에 의한 마이크로프리즘(2)의 접착도를 강화시킨다. SiO2막(9)은 광 다이오드 IC(1)의 표면을 안정화시키고 접착제(10)에 의해 마이크로프리즘(2)의 접착도를 강화시킨다.
광 신호의 검출을 위한 광 다이오드(PD1 및 PD2)는 4 분할형일 수도 있다. 즉, 도 3에서 도시하는 바와 같이 광 다이오드(PD1)는 서로 분리된 4개의 광 다이오드(A1- A4)를 가지고 있고, 광 다이오드(PD2)는 서로 분리된 4개의 광 다이오드(B1- B4)를 가지고 있다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 상기한 구조를 갖는 레이저 커플러는 세라믹으로 이루어질 수 있는 플랫 패키지(11) 내에 포함되고, 윈도우 캡 (도시안됨)으로 밀봉된다.
도 5를 참조하여 레이저 커플러의 동작을 설명하기로 한다. 반도체 레이저(4)의 전단 표면으로부터 출사된 레이저 광(L)은 마이크로프리즘(2)의 경사면(2a)상에 하프 미러(도시안됨)에 의해 반사된 다음, 대물렌즈(OL)에 의해 집광되어 광 디스크(D)로 입사된다. 대물렌즈(OL)은 레이저 커플러와 일체로 될 수 있고 분리될 수도 있다. 광 디스크(D)에 의해 반사된 레이저 광(L)은 마이크로프리즘(2)의 경사면(2a)상의 하프 미러를 통하여 마이크로프리즘의 내부로 입사된다. 마이크로프리즘(2) 내로 입사되는 광의 절반(50%)은 광 다이오드(PD1)내로 입사되고 나머지 절반(50%)은 광 다이오드(PD1) 상의 하프 미러와 마이크로프리즘(2)의 상면(2b)에서 순차 반사되어, 광 다이오드(PD2)로 입사된다.
레이저 광(L)이 광 디스크(D)의 기록면에 집중될 때 광 다이오드(PD1) 상의 레이저 광과 광 다이오드(PD2)상의 레이저 광(L)의 스폿 크기가 일치하도록 레이저 커플러를 설계한다 하더라도, 광 다이오드(PD1 및 PD2)상의 스폿 크기는 광 디스크(D)의 이동에 따라 기록 면으로부터 초점 위치가 이탈됨에 따라서 점차적으로 달라진다. 따라서, 광 다이오드(PD1) 및 광 다이오드(PD2)로부터의 출력 신호 사이의 차가 초점 위치에서의 이탈로서 간주되면, 포커스 에러 신호가 검출될 수 있다. 광 디스크(D)상에 적절한 촛점을 나타내기 위한 포커스 에러 신호의 제로값 즉, 정확한 촛점을 결정하므로써, 실제 포커스 에러 신호를 포커스 서보 시스템으로 피드백시켜 후속하는 포커스 에러 신호를 0으로 조정하게 된다. 이러한 방법으로, 적절한 촛점화가 유지되어 광 디스크(D)의 기록과 재생 동작을 만족하게 유지된다. 도 3에서 포커스 에러 신호는 (A1 +A2 +B3 +B4)- (A3 +A4 +B1 +B2)에 의해 형성된다.
상기의 설명에 기준하여, 본 발명의 제1 실시예를 이하에서 설명한다. 이 실시예에서, 상기 설명된 두개의 레이저 커플러는 광 픽업 장치를 형성하기 위해 사용된다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치를 도시한다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치는 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2), 하프 미러(HM) 및 대물 렌즈(OL)로 구성된다. 레이저 커플러(LC1, LC2)는 예를 들어 도 1및 도 2에 도시된 구성을 가질 수도 있다. 이 경우에, 레이저 커플러(LC1)는 하프 미러(HM) 및 대물 렌즈(OL)와 공통의 광축을 공유하도록 배치된다. 레이저 커플러(LC2)는 그의 입사 또는 출사광축이 하프 미러(HM)상의 레이저 커플러(LC1)의 입사 또는 출사광축과 실질적으로 일치하도록 배치된다. 하프 미러(HM)는 바람직하게는 광을 최대한 사용하기 위해 레이저 커플러(LC1 및 LC2)로부터의 레이저 빔을 극성이 다른 빔으로 편광시키기 위한 편광 기능을 갖는다.
제1 실시예에서, 레이저 커플러(LC1)은 특정한 포맷을 갖는 특정한 종류의 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 최적의 사양으로 설계한다. 즉, 반도체 레이저(4)의 발광 파장 및/또는 광 출력, 광 다이오드(PD1, PD2)의 수광 특성 등을 특정한 광 디스크에 대해 최적화시킨다. 한편, 레이저 커플러(LC2)는 앞서 언급한 포맷과는 다른 포맷을 갖는 다른 종류의 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 최적의 사양으로 설계한다. 즉, 반도체 레이저(4)의 발광 파장 및/또는 광 출력, 광 다이오드(PD1, PD2)의 수광 특성 등이 다른 종류의 광 디스크에 대해 최적화된다.
반도체 레이저(4)는 예를 들어, 780 ㎚ 대역의 발광 파장과 수 ㎽의 광 출력을 갖는 반도체 레이저, 780 ㎚ 대역의 발광 파장과 수십 ㎽의 광 출력을 갖는 반도체 레이저, 발광 파장이 대략 635-680 ㎚의 범위에 있는 적색 발광으로 수 ㎽의 광 출력을 갖는 반도체 레이저, 발광 파장이 대략 635-680 ㎚의 범위에 있있는 적색 발광과 수십 ㎽의 광 출력을 갖는 반도체 레이저, 발광 파장이 500 ㎚ 정도의 청색 발광과 광 출력이 수 ㎽인 반도체 레이저, 및 발광 파장 500 ㎚ 정도인 청색 발광과 광 출력이 수십 ㎽인 반도체 레이저로서 사용가능하다. 물론, 이 레이저는 목적에 따라서 선택된다.
제1 실시예에 따른 광 픽업 장치는 포맷이 다른 두가지 종류의 광 디스크로/로부터의 기록 및 재생을 위한 최적의 사양을 갖는 레이저 커플러(LC1, LC2)를 갖기 때문에, 이 광 픽업 장치는 기록 또는 재생될 광 디스크의 포맷에 따라서 레이저 커플러(LC1 및 LC2) 중 하나를 선택적으로 사용함으로써 포맷이 다른 두 종류의 광 디스크의 기록 및 재생에 이용될 수 있다. 이들 레이저 커플러(LC1, LC2)가 소형화될 수 있기 때문에, 광 픽업 장치도 소형화 될수 있다. 또한, 반도체 레이저(4), 광 다이오드(PD1, PD2) 및 마이크로프리즘(2)이 광축 등에서 미리 조정되므로, 광 픽업 장치의 조립이 용이해질 수 있다.
도 7은 광 픽업 장치에 사용된 본 발명의 제2 실시예로서 취해진 레이저 커플러를 도시한다.
도 7에서 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 레이저 커플러는 도 1및 도 2에서 도시된 것과 동일한 구조의 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2)를 포함하고 있으며 이들의 광축이 서로 평행하게 배향되도록 공통의 광 다이오드 IC(1)상에 근접한 위치에서 지지되어 있다. 제1 실시예에서와 마찬가지로, 레이저 커플러(LC1, LC2)는 특정한 포맷의 한 종류의 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 최적의 사양으로 각각 설계된다.
레이저 커플러(LC1)의 LOP 칩과 레이저 커플러(LC2)의 LOP 칩 사이의 거리는 전형적으로 500 ㎛이고, 비록 이들 LOP 칩의 장착 정확도에 의존하더라도 최소 30-400 ㎛이다.
광 픽업 장치가 제2 실시예에 따른 레이저 커플러를 사용하여 만들어지는 경우, 대물 렌즈는 레이저 커플러와의 일체형이거나 또는 레이저 커플러와 분리형일 수 있다. 레이저 커플러(LC1, LC2)는 하나의 대물 렌즈를 공통으로 사용할 수 있다.
또한 제2 실시예는 제1 실시예에서와 같은 동일한 장점을 가진다. 즉, 제2 실시예에 따른 레이저 커플러가 광 픽업 장치로 사용되는 경우, 광 픽업 장치는 기록 또는 재생될 광 디스크의 포맷에 따라 레이저 커플러(LC1, LC2) 중 하나를 선택적으로 사용함으로서 포맷이 다른 두가지 종류의 광 디스크의 기록 및 재생에 이용될 수 있다.
더욱이, 레이저 커플러(LC1, LC2)가 공통의 광 다이오드 IC(1)에 집적되기 때문에, 하나의 광 다이오드 IC(1)와 하나의 패키지가 광 픽업 장치를 구성하기에 충분하므로 광 픽업 장치는 소형화될 수 있고 경제적으로 제작될 수 있다. 또한, 광 다이오드 IC(1)상의 레이저 커플러(LC1, LC2)를 집적하게 되면 광축의 조정이 도 1및 도 2의 레이저 커플러와 같이 비교적 간단해진다.
반도체 레이저 커플러(4), 광 다이오드(PD1, PD2) 및 마이크로프리즘(2)은 미리 광축 등에서 조정될 수 있으므로 광 픽업 장치를 쉽게 조립할 수 있다.
도 8은 광 픽업 장치에 사용되는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 것이다.
도 8에서 도시하는 바와 같이, 제3 실시예에 따른 레이저 커플러에서, 양 레이저 커플러(LC1, LC2)에 대해 하나의 공통 마이크로프리즘이 사용된다. 하나의 경사면(2a)이 양 레이저 커플러(LC1, LC2)에 의해 사용된다. 다른 측면에서, 제3 실시예는 제2 실시예의 레이저 커플러와 동일한 것이므로, 수광 특성 설명은 생략하기로 한다.
여기서도, 광 픽업 장치를 제3 실시예에 따른 레이저 커플러를 사용하여 구성하는 경우, 대물 렌즈는 레이저 커플러와 일체형이거나 또는 레이저 커플러와 분리형일 수 있고, 상기 레이저 커플러(LC1, LC2)는 하나의 대물 렌즈를 공통으로 사용할 수 있다.
또한 제3 실시예는 제2 실시예의 것과 동일한 장점을 갖는다.
도 9는 광 픽업 장치에 사 용되는 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 것이다.
도 9에서 도시하는 바와 같이, 제4 실시예에 따른 레이저 커플러에서 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2)가 공통의 신호 검출 광 다이오드(PD1, PD2), 공통의 마이크로프리즘(2), 및 공통의 광축을 공유하기 위해 공통의 광 다이오드 IC(1)상에 상호 대향하여 집적되어 있다. 이러한 경우, 마이크로프리즘(2)은 입사광을 수신하기 위하여 대향하여 위치된 두 개의 경사면(2a)을 갖고, 이 경사면은 각각 마이크로프리즘(2)의 각 LOP 칩 아래쪽으로 경사져 있다.
다른 측면에서, 제4 실시예에 따른 레이저 커플러는 제2 실시예에 따른 레이저 커플러와 동일하므로, 그 설명은 이하 생략하기로 한다.
제4 실시예에서, 반도체 레이저(4) 중 하나로부터 출사되고 마이크로프리즘(2)의 하나의 경사면(2a)에 의해 반사된 레이저 빔(L)과, 다른 반도체 레이저(4)로부터 출사되고 다른 경사면(2a)에 의해 반사된 다른 레이저 빔(L) 사이의 거리는 전형적으로 1㎜ 정도이다.
여기서도, 광 픽업 장치가 제4 실시예에 따른 레이저 커플러를 사용하여 만들어지는 경우, 대물 렌즈는 레이저 커플러와 일체이거나 분리될 수 있고, 양 레이저 커플러(LC1, LC2)는 공통의 대물 렌즈를 공유할 수도 있다.
또한 제4 실시예는 제2 실시예의 것과 동일한 장점을 갖는다. 이 경우, 레이저 커플러(LC1, LC2)가 공통의 광 다이오드(PD1, PD2)와 공통의 마이크로프리즘(2)을 공유하기 때문에, 광 다이오드 IC(1)는 좀더 소형화될 수 있고, 또한 광 픽업 장치도 한 층 소형화 될 수 있다.
도 10은 광 픽업 장치에 사용되는 본 발명의 제5 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 것이다.
도 10에서 도시하는 바와 같이, 제5 실시예에 따른 레이저 커플러에서, 각각의 발광 파장 및/또는 광 출력이 서로 다른 두개의 반도체 레이저(4)가 하나의 LOP 칩상에 집적된다. 좀 더 상세히는, 광 다이오드 칩(3)이 2-스텝 상면(3a)을 가진다. 2-스텝 상면 중 하측 스텝에 특정한 포맷의 동일한 종류의 디스크로/로부터 기록 및 판독하기 위한 최적의 발광 파장 및/또는 광 출력으로 설계된 반도체 레이저(4)가 형성된다. 2-스텝 상면(3a) 중 상측 스텝에는 포맷이 서로 다른 여러 종류의 광 디스크의 판독 및 기록을 위하여 최적의 발광 파장 및/또는 광 출력용으로 설계된 다른 반도체 레이저(4)가 형성된다. 스텝부(3a)의 높이는 양 반도체 레이저(4)의 전단면으로부터 출사된 레이저 빔(L)사이의 간섭을 방지할 만큼 충분히 크다.
다른 측면에서, 제5 실시예는 제2 실시예에 따른 레이저 커플러와 동일하므로, 그 설명은 여기서 생략하기로 한다.
여기서도, 광 픽업 장치가 제5 실시예에 따른 레이저 커플러를 사용하여 구성될 때, 대물 렌즈는 레이저 커플러로부터 일체형이거나 분리되고, 양 레이저 커플러(LC1 및LC2)는 공통의 대물 렌즈를 공유할 수 있다.
또한 제5 실시예는 제2 실시예의 것과 동일한 장점을 가진다. 이 경우에, 레이저 커플러(LC1, LC2)가 공통의 광 다이오드(PD1, PD2), 공통의 마이크로프리즘(2) 및 공통의 마이크로 프리즘 경사면(2a)을 공유하므로 광 다이오드 IC(1)는 좀더 소형화될 수 있고, 광 픽업 장치도 한층 소형화될 수 있다.
도 11은 광 픽업 장치에 사용되는 본 발명의 제6 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 것이다.
도 11에서 도시된 바와 같이, 제6 실시예에 따른 레이저 커플러에서, 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2)가, 광 신호를 검출하기 위한 공통의 광 다이오드 PD1, PD2 또는 PD1' (이경우 광 다이오드 PD2), 공통의 마이크로프리즘(2), 및 공통의 광축을 공유하도록 공통의 광 다이오드 IC(1)상에 상호 대향하여 집적된다. 이러한 경우, 레이저 커플러(LC1)가 광 신호를 검출하기 위하여 광 다이오드(PD1 및PD2)를 사용하고, 레이저 커플러(LC2)는 광 신호를 검출하기 위하여 광 다이오드(PD1' 및 PD2)를 사용한다. 다른 측면에서, 제6 실시예는 제2 실시예에 따른 레이저 커플러와 동일하므로, 에에 대한 설명은 생략하기로 한다.
여기서도, 광 픽업 장치가 제6 실시예에 따른 레이저 커플러를 사용함으로서 만들어질 때, 대물 렌즈는 레이저 커플러와 일체이거나, 레이저 커플러로부터 분리될 수 있고, 양 레이저 커플러(LC1, LC2)는 공통의 대물 렌즈를 공유할 수 있디. 또한 제6 실시예는 제2 실시예의 것과 동일한 장점을 가진다.
비록 본 발명이 몇가지 실시예를 들어 설명되었을 지라도, 본 발명이 상술한 예들에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 범위내에서 다양한 변경 또는 수정이 가능하다.
예를 들어, 실시예의 설명에서 나타낸 수치와 재료들은 단지 예일 뿐이며, 다른 수치와 재료를 본 발명에서 사용할 수도 있다.
제1 실시예에서, 하프 미러는 예를 들어 편광 빔 분할기에 의해 대체될 수 있고, 대물 렌즈(OL)는 광 픽업 장치로부터 분리된 바디로 만들어질 수 있다.
비록 제4 실시예가 공통의 광 다이오드(PD1, PD2)및 공통의 마이크로프리즘(2)을 공유하는 레이저 커플러(LC1, LC2)로 설명되었고, 제6 실시예는 공통의 광 다이오드(PD2)와 공통의 마이크로프리즘(2)을 공유하는 레이저 커플러(LC1, LC2)로 설명 되었을지라도, 레이저 커플러(LC1 또는 LC2)가 공통의 광축을 공유하도록 한 쌍의 광 다이오드(PD1, PD2)를 설치함으로써 레이저 커플러(LC1 또는 LC2)가 마이크로프리즘(2)만을 공유하도록 할 수도 있다.
제1 내지 제6 실시예에서, 비록 두 레이저 커플러(LC1, LC2)가 하나의 레이저 커플러를 구성하기 위하여 공통의 광 다이오드 IC(1)상에 집적된다 하더라도 3개 또는 그 이상의 레이저 커플러가 하나의 레이저 커플러를 형성하기 위하여 공통의 광 다이오드 IC(1)상에 집적될 수 있다.
또한 도 12에서 도시된 바와 같이, 공통 기판(12)상의 두개의 레이저 커플러(LC1, LC2)가 공통의 플랫 패키지(11)에서 횡방향으로 병렬 배치되어 장착되고, 이 패키지(11)가 광 픽업 장치에 사용될때, 상기의 실시예에서와 동일한 장점이 얻어질 수 있다, 여기서도, 양 레이저 커플러(LC1, LC2)는 공통의 대물 렌즈를 사용할 수 있다. 그러나, 렌즈 필드를 고려하여, 레이저 커플러(LC1, LC2)를 바람직하게는 예를 들어 100 ㎛에까지 근접한 위치에 장착할 수 있다. 대안적으로, 이들 레이저 커플러(LC1, LC2)는 공통의 플랫 패키지(11)내에 연속적인 정렬로 배치될 수 있다. 또한, 3개 또는 그 이상의 레이저 커플러가 공통의 플랫 패키지(11)에 장착될 수 있다.
도 13은, 미리 논의된 본 발명의 광학 장치 중 어떤 것을 사용하는 광 디스크 시스템(100)을 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 광학 시스템(100)에서, (여기서는 설명되지 않는 잘 알려진 수단에 의해 적절하게 지지되고 구동되는) 광학 기록 매체(104)의 기록 및 판독을 위해 레이저 커플러(LC1, LC2- LCn)가 이용되는 광학 장치(102)가 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 공지된 기술에 따라 레이저 커플러(LC1- LCn)를 구동하기 위한 회로(106)가 광학 장치(102)에 적절하게 연결되어 있다. 더욱이, 레이저 커플러(LC1- LCn) 사이를 원하는 대로 스위칭하기 위한 선택기(108)가 제공된다. 선택기(108)는 드라이버 회로(106)로부터 전기적 신호에 의해 구동되는 회로를 포함하여 여러가지 형태를 취할 수 있다. 스위치(110)는 회로(106)에 접속되어 레이저 커플러를 수동 선택을 가능하게 해주어, 사용자에 의한 포맷 선택을 가능하게 한다. 그렇지 않으면 하나 이상의 레이저 커플러를 갖는 광학 기록 매체(104)상에 저장된 정보를 판독함으로써 자동적으로 선택할 수 있다. 이러한 기술은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 선택기(108)와 드라이버 회로(106)가 광 디스크 시스템(100)을 동작시키는데 사용되는 전체 회로(112)의 부품으로서 제공될 수 있다. 이러한 회로(112)는 선택기(108)및 스위치 수단(112)을 포함한다는 것은 차치하고서도 본 기술 분야에서 공지된 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 픽업 장치는 서로 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크로/로부터 판독 및 기록에 이용 가능하고, 판독/기록 사양이 다른 다수의 복합 광학 장치를 포함하기 때문에 소형화 및 조립의 용이화를 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 광학 장치는 판독/기록 사양이 다른 발광 소자를 갖기 때문에, 이 복합 광학 장치를 사용하는 광 픽업 장치를 판독/기록 포맷이 다른 여러 종류의 광 디스크로/로부터의 기록 및 판독에 이용가능하고, 소형화 및 조립도 용이하다.
또한, 통상의 기술을 가진 자이면 앞서 설명된 여러 실시예를 변경 및/또는 조합함으로써 두개 이상의 레이저 커플러로 하여금 두개 이상의 판독/기록 포맷을 갖는 기록 매체와 어떻게 판독/기록 상호 작용을 가능하게 하는 지를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
본 기술 분야에서 숙련된 자가 본 발명에 대한 수정 및 변경을 제안할 수 있을지라도 이러한 변경 및 수정은 특허청구범위내의 범주이어야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치에 사용된 통상의 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치에 사용된 통상의 레이저 커플러를 도시하는 단면도.
도 3은 도 1및 도 2에 도시된 레이저 커플러에서 광 신호를 검출하기 위한 광 다이오드의 패턴을 도시하는 평면도.
도 4는 플랫 패키지에 패키지된 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 5는 레이저 커플러가 광 픽업 장치에 적용될때의 동작을 설명하기 위한 개략도.
도 6은 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 개략도.
도 7은 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 8은 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 9는 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 10은 발명의 제5 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 11은 발명의 제6 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 12는 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 커플러를 도시하는 투시도.
도 13은 발명의 원리를 사용하는 광 디스크 시스템을 개략적으로 설명하는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 광 다이오드 IC
2 : 마이크로 프리즘
3 : 광 다이오드
4 : 반도체 레이저
5 : 하프 미러
6 : 반사막
7 : 반사 방지막
8 : 흡수막
9 : SiO2 막
10 : 접착제
11 : 플랫 패키지
100 : 광학 시스템
102 : 광학 장치
104 : 광학 기록 매체
108 : 선택기
110 : 스위치 수단

Claims (30)

  1. 광학 픽업 장치에 있어서,
    단일의 패키지 내에,
    하나의 베이스 바디 상에 지지되는, 발광 소자; 수광 소자; 및 복수의 부분 반사면을 가지며, 이 복수의 부분 반사면 각각이 각각의 발광 소자에 대한 부분 반사면인 공통의 투명 광학 소자를 각각 구비하는 적어도 2개의 레이저 포토커플러를 포함하며,
    상기 레이저 포토커플러들은 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고,
    상기 베이스 바디는 반도체 기판이고,
    상기 발광 소자는 반도체 레이저이고,
    상기 수광 소자는 포토다이오드이며,
    상기 투명 광학 소자는 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치,
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들의 상기 발광 소자들은 발광 파장이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들의 상기 발광 소자들은 광 출력 파워가 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  4. 광학 픽업 장치에 있어서,
    단일의 패키지 내에,
    하나의 베이스 바디 상에 지지되는, 발광 소자; 수광 소자; 및 복수의 부분 반사면을 가지며, 이 복수의 부분 반사면 각각이 각각의 발광 소자에 대한 부분 반사면인 공통의 투명 광학 소자를 각각 구비하는 적어도 2개의 레이저 포토커플러를 포함하며,
    상기 레이저 포토커플러들은 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고,
    각각의 상기 레이저 포토커플러의 상기 발광 소자 및 상기 수광 소자와 상기 투명 광학 소자는, 상기 발광 소자로부터의 출사광의 광축과 상기 수광 소자로의 입사광의 광축이 상기 투명 광학 소자의 각각의 부분 반사면에서 실질적으로 일치(coincide)하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  5. 광학 픽업 장치에 있어서,
    하나의 베이스 바디 상에 제공된, 복수의 발광 소자, 적어도 하나의 수광 소자 및 상기 발광 소자의 수에 대응하는 복수의 부분 반사면을 갖는 공통의 투명 광학 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자들은 서로 다른 판독/기록 사양을 가지고,
    상기 베이스 바디는 반도체 기판이고,
    상기 발광 소자는 반도체 레이저이고,
    상기 수광 소자는 포토다이오드이고,
    상기 투명 광학 소자는 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  6. 광학 픽업 장치에 있어서,
    하나의 베이스 바디 상에 제공된, 복수의 발광 소자, 적어도 하나의 수광 소자 및 상기 발광 소자의 수에 대응하는 복수의 부분 반사면을 갖는 공통의 투명 광학 소자를 포함하며, 상기 발광 소자는 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고, 상기 발광 소자들은 발광 파장이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  7. 광학 픽업 장치에 있어서,
    하나의 베이스 바디 상에 제공된, 복수의 발광 소자, 적어도 하나의 수광 소자 및 상기 발광 소자의 수에 대응하는 복수의 부분 반사면을 갖는 공통의 투명 광학 소자를 포함하며, 상기 발광 소자는 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고, 상기 발광 소자들은 광 출력 파워가 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  8. 광학 픽업 장치에 있어서,
    하나의 베이스 바디 상에 제공된, 복수의 발광 소자, 적어도 하나의 수광 소자 및 상기 발광 소자의 수에 대응하는 복수의 부분 반사면을 갖는 공통의 투명 광학 소자를 포함하며, 상기 발광 소자는 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고,
    상기 발광 소자, 상기 수광 소자 및 상기 투명 광학 소자는, 상기 발광 소자로부터의 출사광의 광축과 상기 수광 소자로의 입사광의 광축이 상기 투명 광학 소자의 각각의 부분 반사면에서 실질적으로 일치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 베이스 바디는 반도체 기판이고, 상기 발광 소자는 반도체 레이저이며, 상기 수광 소자는 포토다이오드이고, 상기 투명 광학 소자는 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  10. 광학 픽업 장치에 있어서,
    하나의 베이스 바디 상에 지지되는, 광학 장치가 복수의 서로 다른 판독/기록 포맷을 갖는 기록 매체에 판독 및 기록을 할 수 있도록 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고, 복수의 부분 반사면을 갖되, 이 복수의 부분 반사면 각각이 각각의 발광 소자에 대한 부분 반사면인 공통의 투명 광학 소자를 구비하는 복수의 포토커플러를 포함하고,
    상기 베이스 바디는 반도체 기판이고,
    상기 발광 소자는 반도체 레이저이고,
    상기 수광 소자는 포토다이오드이며,
    상기 투명 광학 소자는 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러는 하나의 플랫 패키지 내에 장착된 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러는 공통의 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러에 의해 공통으로 공유되는 프리즘을 더 포함하고, 상기 프리즘은 상기 포토커플러에 의해 광을 상기 광학기록 매체쪽으로 반사시키는데 이용되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러는 상기 프리즘의 공통의 반사면을 공유하는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들이 나란한 관계로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  16. 광학 디스크 시스템에 있어서,
    단일의 패키지 내에,
    하나의 베이스 바디 상에 지지되는, 발광 소자, 수광 소자 및 복수의 부분 반사면을 갖는 공통의 투명 광학 소자를 각각 구비하는 적어도 2개의 레이저 포토커플러를 갖는 광학 픽업 장치, 상기 광학 픽업 장치를 구동하기 위한 회로 및 상기 레이저 포토커플러들을 선택하기 위한 선택기를 포함하며, 상기 레이저 포토커플러들은 서로 다른 판독/기록 사양을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들의 상기 발광 소자들은 발광 파장이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들의 상기 발광 소자들은 광 출력 파워가 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 각각의 상기 레이저 포토커플러의 상기 발광 소자 및 상기 수광 소자와 상기 투명 광학 소자는, 상기 발광 소자로부터 출사광의 광축과 상기 수광 소자로의 입사광의 광축이 상기 투명 광학 소자의 상기 부분 반사면에서 실질적으로 상호 일치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 상기 베이스 바디는 반도체 기판이고, 상기 발광 소자는 반도체 레이저이며, 상기 수광 소자는 포토다이오드이고, 상기 투명 광학 소자는 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  21. 광학 디스크 시스템에 있어서,
    하나의 베이스 바디 상에 지지되는, 광학 장치가 복수의 서로 다른 판독/기록 포맷을 갖는 기록 매체에 판독 및 기록을 할 수 있도록, 서로 다른 판독/기록 사양을 갖고, 복수의 부분 반사면을 갖되, 이 복수의 부분 반사면 각각이 각각의 발광 소자에 대한 부분 반사면인 공통의 투명 광학 소자를 구비하는 복수의 포토커플러, 상기 광학 장치를 구동하기 위한 회로 및 상기 복수의 포토커플러를 선택하기 위한 선택기를 포함하고,
    상기 베이스 바디는 반도체 기판이고,
    상기 발광 소자는 반도체 레이저이고,
    상기 수광 소자는 포토 다이오드이며,
    상기 투명 광학 소자는 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들은 단일의 플랫 패키지 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들은 공통의 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들에 의해 공통으로 공유되는 프리즘을 더 포함하고, 상기 프리즘은 상기 레이저 포토커플러에 의해 상기 광을 상기 광학 기록 매체 쪽으로 반사시키는데 이용되는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들은 상기 프리즘의 공통의 반사면을 공유하는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 레이저 포토커플러들은 나란한 관계로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
  27. 기판 상에, 적어도 2개의 발광 소자, 적어도 하나의 부분 반사면을 갖는 투명 광학 소자 및 적어도 하나의 수광 소자가 지지되어 있는 광학 픽업 소자에 있어서,
    상기 투명 광학 소자는 상기 기판 상의 적어도 하나의 수광 소자를 오버라이(overly)하고,
    상기 적어도 2개의 발광 소자는, 하나의 발광 소자가 기판의 상대적으로 더 두꺼운 부분에 배치되고, 다른 발광 소자가 기판의 상대적으로 더 얇은 부분에 배치되는 방식으로, 기판의 높이가 서로 다른 위치(stair-stepped portion)에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 소자.
  28. 제1항에 있어서, 상기 부분 반사면은 상기 공통의 투명 광학 소자의 대향면측(opposite sides)에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
  29. 제5항에 있어서, 상기 부분 반사면은, 상기 공통의 투명 광학 소자의 대향면측에 형성되며, 적어도 2개의 발광 소자가 대향 관계로 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치,
  30. 제16항에 있어서, 상기 부분 반사면은, 상기 공통의 투명 광학 소자의 대향면측에 형성되며, 적어도 2개의 발광 소자가 대향 관계로 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템.
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