KR100531792B1 - 광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계 - Google Patents

광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 광디스크 드라이브 픽업장치에 설치되는 베이스 광학계에 있어서, 광디스크 드라이브 픽업장치에 설치되는 베이스 광학계에 있어서, 레이저 다이오드 기판과; 상기 레이저 다이오드 기판에 설치된 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드 기판의 상면에 구비된 레이저 다이오드 기판 스페이서와; 상기 레이저 다이오드 기판 스페이서의 상면에 적층된 수광소자 기판과; 상기 수광소자 기판의 상면에 구비된 수광소자를; 포함하여 구성되되, 상기 수광소자 기판에는 상기 레이저 다이오드에서 조사된 빔이 상기 수광소자 기판을 통과할 수 있도록 광도파공이 관통되어 형성되고, 상기 레이저 다이오드는 상기 광도파공을 향해 직접 빔을 조사하도록 상기 레이저 다이오드 기판상에 수직으로 설치된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계를 제공함으로써, 레이저 다이오드에서 발생하는 열이 수광소자의 성능에 악영향을 미치는 것을 방지하며, 레이저 다이오드와 수광소자의 조립이 용이하게 하며, 불필요한 광이 조사되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 광디스크 드라이브 전체 크기를 줄일 수 있도록 한다.

Description

광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계{BASE OPTICAL UNIT IN PICKUP OF OPTICAL DISK DRIVER}
본 발명은 광디스크 드라이버의 픽업장치에 사용되는 베이스 광학계에 관한 것으로서, 상세하게는 종래에 다수개의 분리된 부품을 직접(integrate) 및 소형화하여 종래의 하드디스크에 사용되는 스윙암 방식으로 구현된 광디스크 드라이브의 픽업장치에 사용되는 베이스 광학계에 발생할 수 있는 방열의 문제를 해결한 광디스크 드라이버의 픽업장치의 베이스 광학계에 관한 것이다.
광디스크 재생장치분야는 CD에서 DVD 및 BLUE LD를 이용한 고밀도 저장방식에 이르기까지 기록용량의 꾸준한 증가가 이어져 왔다. 이러한 기록용량의 증대는 주로 개구율(NA:numerical aperture) 및 파장등 광학적 특성의 향상에 의해 이루어져 왔으나, 이러한 광학적 특성의 향상은 기술적 한계에 다다를 가능성이 높아, 최근에는 이러한 광학적 특성의 기술적 한계를 초월하기 위한 기술이 여러 방면으로 검토되고 있다. 이러한 기술 중에 하나가 광자기 기록 방식으로서 자기적 초해상 기술을 사용하여 기록밀도를 광학적 한계 이상으로 향상시켰다.
도1은 종래의 광디스크 드라이버의 픽업장치의 구성을 나타낸 개념도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 광 픽업시스템은 빛을 조사하는 발광소자(10)와, 상기 발광소자의 빛을 평행하게 굴절시키는 콜리메이트 렌즈(collimate lens)(20)와, 상기 콜리메이트 렌즈(20)를 통과한 빛을 대물렌즈(80)를 향해 굴절시키는 빔스프리터(30)와, 상기 빔스프리터(30)를 통과한 빛을 디스크(90)에 조사시켜주는 대물렌즈(80)와, 상기 디스크(90)에서 반사된 빛이 상기 빔스프리터(30)의 반사면에 의해서 굴절되면 굴절된 빛을 S파, P파, 그리고 S파와 P파가 섞인 3개의 빔으로 입사된 빔을 분리하는 월러스톤(Wollaston)프리즘(40)과, 상기 월러스톤프리즘(40)을 통과한 빛을 결상시켜 주는 결상렌즈(40)및 오목렌즈(60)와, 상기 오목렌즈(60)를 통과한 빔으로 부터 신호를 검출하는 수광소자(70)를 포함하여 구성된다.
전술한 바와 같이, 종래의 광디스크 픽업장치는 다수의 분리된 부품을 조립, 조정하여 완성하며, 부품의 크기 및 무게로 인해 슬레드(sled) 방식을 사용하였다. 이러한 슬레드(sled) 방식을 사용한 픽업장치는 종래에 다수 알려져 있으며, 일예로 대한민국특허출원2000-83722 및 대한민국특허출원2000-58591 등에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 슬레드 방식의 픽업장치는 소형화 및 고속화가 어려워, 최근의 모바일 기기 등에 사용되는 초소형의 광디스크 재생장치 등에는 사용되기가 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 소형화, 고속화를 달성하는 방법으로서, 스윙암 방식의 광디스크 드라이버의 픽업장치에 대한 연구가 진행되고 있으나, 이러한 스윙암 방식은 픽업장치에 사용되는 부품의 무게와 크기를 최소화하여야 한다.
본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 특허출원 제03-16178호에서 픽업장치에 사용되는 광학계를 직접하여(integrate) 초소형 경량화 하는 발명을 상세히 기술하였다.
그러나, 특허출원 제03-16178호에서는 베이스 기판상에 레이저 다이오드와 수광소자를 함께 고정하여 사용하였으며, 크기를 줄이기 위해 레이저다이오드의 패킹을 제거하여 베어칩(bare chip)형태로 사용하였다.
따라서, 레이저 다이오드에서 발생하는 열을 적절히 방출하지 못하여 출력저하와 주파수 변화에 의한 수차증가 등의 문제점이 있으며, 레이저 다이오드에서 발생하는 열이 베이스 기판을 전도체로 하여, 수광소자에 전달됨으로서, 수광소자의 성능이 떨어진다는 문제점이 있었다.
그리고, 하나의 기판 상에 레이저 다이오드와 수광소자를 설치하면, 레이저 다이오드와 반사체가 차지하는 면적으로 인해 수광소자를 배치하는 것이 여의치 않으며, 많은 배선이 하나의 기판 상에 형성되어야 하므로 필요 불가결하게 기판의 면적이 증대된다.
특허출원 제03-16178호의 베이스 광학계는 스윙암 방식의 픽업의 암에 설치되므로, 베이스 광학계의 길이는 스윙암의 큰 제약 조건이 되지 않으나, 좁은 암상에 설치되어야 함으로 면적은 설계상의 큰 제약 조건이 되며, 베이스 광학계의 면적, 특히 두께가 두꺼워지면, 스윙암의 두께가 두꺼워 지므로, 전체 드라이브의 두께가 두꺼워 지게 된다. 따라서, 소형 박형의 드라이브를 형성하는 큰 제한 조건이 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 다수개의 분리된 부품을 직접(integrate) 및 소형화하여 스윙암 방식으로 구현하며, 이로 인해 발생할 수 있는 방열의 문제를 해결한 광디스크 드라이버의 픽업장치의 베이스 광학계를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 광디스크 드라이브 픽업장치에 설치되는 베이스 광학계에 있어서, 레이저 다이오드 기판과; 상기 레이저 다이오드 기판에 설치된 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드 기판의 상면에 구비된 레이저 다이오드 기판 스페이서와; 상기 레이저 다이오드 기판 스페이서의 상면에 적층된 수광소자 기판과; 상기 수광소자 기판의 상면에 구비된 수광소자를; 포함하여 구성되되, 상기 수광소자 기판에는 상기 레이저 다이오드에서 조사된 빔이 상기 수광소자 기판을 통과할 수 있도록 광도파공이 관통되어 형성되고, 상기 레이저 다이오드는 상기 광도파공을 향해 직접 빔을 조사하도록 상기 레이저 다이오드 기판상에 수직으로 설치된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계를 제공한다.
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이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도2 및 도3은 본 발명의 제1실시예의 구조를 도시한 도면으로서, 도2는 픽업장치의 사시도, 도3은 도2의 베이스광학계의 확대 분해 사시도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 광디스크 드라이버의 픽업장치는 광디스크 드라이버 본체에 회전 가능하도록 피봇 결합된 스윙암(30)과, 상기 스윙암(30)을 본체에 피봇 결합하는 피봇베어링(50)과, 상기 피봇베어링(50)을 중심으로 상기 스윙암(30)의 맞은편에 위치하며 상기 스윙암(30)과 일체로 형성된 브씨엠(VCM: Voice Coil Motor) 요크(yoke)부(40)와, 상기 스윙암(30)에 설치된 베이스 광학계(60)와, 일단이 상기 스윙암(30)의 끝단에 고정된 서스펜션(70)과, 상기 서스펜션(70)에 설치된 슬라이더(80)와, 일단은 광디스크 드라이버 본체의 메인 기판(10)에 연결되고 타단은 상기 일체형 베이스 광학계(60)에 연결된 플렉스블 피시비(20)를 포함하여 구성된다.
브이씨엠(V.C.M. : Voice Coil Motor)이란 플레밍의 왼손법칙(F = Bli) 즉, 자계속에 있는 도체에 전류를 흘렸을 때 힘이 발생하는 원리를 이용한 구동장치로서, 오디오의 라우드 스피커(Loud Speaker)와 동일한 방식을 사용하였기 때문에 보이스 코일 모터로 불리어지고 있다. 브이씨엠은 슬라이더(80)를 디스크면(13)의 원하는 위치에 이동시키는 일종의 모터이다.
도3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스광학계(100)는 레이저 다이오드 기판(150), 상기 레이저 다이오드 기판(150)의 상면에 돌출 되어 형성된 레이저 다이오드 기판 스페이서(152)와, 상기 스페이서(152)의 상면에 적층되어 형성된, 수광소자 기판(160)과, 상기 수광소자 기판(160)의 상면에 적층되어 형성된 수광소자 기판 스페이서(164)와, 상기 스페이서(164)의 상면에 적층되어 형성된 서보홀로그램층(140)과, 상기 서보홀로그램층(140)의 상면에 적층되어 형성된 편광층(130)과, 상기 편광층(130)의 상면에 적층되어 형성된 빔스프리터 홀로그램층(120)과, 상기 빔스프리터 홀로그램층(120)의 상면에 적층되어 형성된 콜리메이터층(110)을 포함하여 구성된다.
상기 레이저 다이오드 기판(150)의 상면에는 레이저다이오드(153)와, 상기 레이저다이오드(153)에서 발광되는 빛을 반사시켜주는 반사체(154)가 설치된다. 상기 레이저다이오드는 크기를 줄이기 위해 패킹을 모두 제거한 베어칩(bare chip) 상태로 사용된다.
상기 수광소자 기판(160)의 상면에는 수광소자(162)가 여러 개 설치되며, 중앙에 광도파공(161)이 관통되어 형성된다. 상기 광도파공(161)은 레이저 다이오드(153)에서 조사된 빔이 반사체(154)에서 반사된 후 상기 서보홀로그램층(140)에 투사될 수 있는 위치에 형성된다.
상기 베이스광학계(100)의 각층(110-140)은 회절 및 편광의 특성을 이용하여 상기 디스크(13)에서 반사된 빛을 수광소자(미도시)에 입사시켜 신호를 검출할 수 있도록 하는 것으로서, 그 구체적인 구성 및 동작은 특허출원제03-16178호에 상세히 기술되어 있다.
도4는 본 발명의 제2실시예의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
본 발명의 제2실시예의 구성은 제1실시예와 비교하여 레이저 다이오드 기판(250)의 구성에 있어서 차이가 있으며, 그 이외의 구성은 동일하므로 이하 레이저 다이오드 기판(250)의 구성을 중심으로 설명한다.
제2실시예의 레이저 다이오드 기판(250)은 내부에 레이저 다이오드 안착공(254)이 관통되어 형성되며, 상기 안착공(254)의 일측면에 레이저 다이오드(253)가 상기 광도파공(161)을 향하여 빔을 직접 조사하도록 설치된다. 따라서, 제1실시예와 같이 별도의 스페이서 구조가 불필요하다.
이하, 본 발명의 실시예의 동작에 관하여 기술한다.
스핀들모터(12)에 의해 광디스크(13)가 회전을 하면, 브씨엠에 의해 스윙암(70)이 구동되어 슬라이더가 광디스크(13)상의 재생하고자 하는 위치로 이동한다.
레이저 다이오드(153)에서 방출된 빔은 수광소자 기판(160)의 광도파공(161)을 통해서 상기 베이스광학계(100)와, 슬라이더(80)에 형성된 대물렌즈를 통해 광디스크(13)의 면에 조사된 후 반사되어 대물렌즈를 통해서 베이스광학계(100)로 입사된다. 상기 베이스광학계(100)로 입사된 빔은 회절과 편광에 의해 수광소자(미도시)에 입사되며, 상기 수광소자(미도시)에 입사된 빔으로부터 광디스크(13) 면에 형성된 신호를 검출할 수 있다.
한편, 상기 레이저다이오드(153)에서 발생한 열은 레이저 다이오드 기판(150)을 통해서 방출되며, 별도로 레이저 다이오드 기판(150)에 방열판(미도시)을 구비하여 방출될 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예는 레이저 다이오드(153)를 수광소자(162)와 별도의 기판에 장착함으로서, 상기 레이저다이오드(153)에서 발생하는 열이 수광소자(162)의 성능에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 레이저 다이오드(153)와 수광소자(162)가 분리됨으로서, 이들의 조립이 용이하다는 장점이 있다.
그리고, 레이저 다이오드(153)에서 조사된 빔이 광도파공(161)을 통과하여 광학계의 다른 층(110-140)으로 조사됨으로서, 불필요한 광을 걸러줌으로서, 노이즈를 감소시킬 수 수 있다는 장점도 있다.
또한, 레이저 다이오드와 수광소자가 별도의 기판상에 형성됨으로서, 기판의 면적을 좁게 형성할 수 있어, 베이스 광학계의 크기를 줄일 수 있다. 즉, 설계상의 큰 제약 조건이 되지 않는 베이스 광학계의 전체 길이를 소량 늘이는 반면에, 설계상의 큰 제약 조건이 되는 베이스 광학계의 면적을 줄임으로서, 소형 박형의 광디스크 드라이브를 제작할 수 있게 된다는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
본 발명은 레이저 다이오드를 수광소자와 별도의 기판에 장착함으로서, 레이저 다이오드에서 발생하는 열이 수광소자의 성능에 악영향을 미치는 것을 방지한 광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예의 광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계는 불필요한 광을 걸러줌으로서, 노이즈를 감소시킬 수 수 있다는 장점도 있다.
그리고, 레이저 다이오드와 수광소자가 별도의 기판상에 형성됨으로서, 기판의 면적을 좁게 형성할 수 있어, 베이스 광학계의 크기를 줄일 수 있다. 즉, 설계상의 큰 제약 조건이 되지 않는 베이스 광학계의 전체 길이를 소량 늘이는 반면에, 설계상의 큰 제약 조건이 되는 베이스 광학계의 면적을 줄임으로서, 소형 박형의 광디스크 드라이브를 제작할 수 있게 된다는 장점이 있다.
도1은 종래의 광디스크 드라이버의 픽업장치의 구성을 나타낸 개념도
도2 및 도3은 본 발명의 제1실시예의 구조를 도시한 도면으로서,
도2는 픽업장치의 사시도
도3은 도2의 베이스 광학계의 확대 분해 사시도
도4는 본 발명의 제2실시예의 베이스 광학계의 분해 사시도
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
150: 레이저 다이오드 기판 152: 레이저 다이오드 기판 스페이서
153: 레이저 다이오드 154: 반사체
160: 수광소자 기판 161: 광도파공
162: 수광소자 164: 수광소자 기판 스페이서

Claims (4)

  1. 광디스크 드라이브 픽업장치에 설치되는 베이스 광학계에 있어서,
    레이저 다이오드 기판과;
    상기 레이저 다이오드 기판에 설치된 레이저 다이오드와;
    상기 레이저 다이오드 기판의 상면에 구비된 레이저 다이오드 기판 스페이서와;
    상기 레이저 다이오드 기판 스페이서의 상면에 적층된 수광소자 기판과;
    상기 수광소자 기판의 상면에 구비된 수광소자를; 포함하여 구성되되,
    상기 수광소자 기판에는 상기 레이저 다이오드에서 조사된 빔이 상기 수광소자 기판을 통과할 수 있도록 광도파공이 관통되어 형성되고, 상기 레이저 다이오드는 상기 광도파공을 향해 직접 빔을 조사하도록 상기 레이저 다이오드 기판상에 수직으로 설치된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브 픽업장치의 베이스 광학계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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