KR100722324B1 - 광 집적소자, 광 픽업 및 광 디스크장치 - Google Patents

광 집적소자, 광 픽업 및 광 디스크장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 집적소자, 광 픽업 및 광 디스크장치에 관한 것으로, 컴팩트 디스크(Compact Disk, CD)와 DVD(Digital Video Disk)를 재생하는 광 디스크장치에 적용하여 간단한 구성으로 복수 종류의 광 디스크를 액세스 할 수 있다.
본 발명은 피드백 광(feedback light)을 홀로그램(hologram, 19A)으로 분해하고, 분해된 피드백 광을 광 검출소자(light-detecting element, 20)로 검출하며, 홀로그램(19A)의 회절각(θA, θB) 사이의 상위를 보상하기 위하여 서로 상이한 파장을 갖는 레이저 광원(15A, 15B)을 서로 소정 거리(D)를 두고 배치한다.
광 집적소자, 광 픽업, 광 디스크장치, 레이저빔, 광 검출소자, 회절격자, 광 디스크, CD, DVD.

Description

광 집적소자, 광 픽업 및 광 디스크장치 {OPTICAL INTEGRATED DEVICE, OPTICAL PICKUP AND OPTICAL DISK APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크장치의 광학계의 개략도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크장치에 있어서 광 집적소자의 단면도이다.
도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 실시예에 있어서 광 검출소자의 평면도이다.
도 3은 홀로그램의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 (b)와 도 3 사이의 관계를 나타낸 도면이다.
본 발명은 광 집적소자, 광 픽업 및 광 디스크장치에 관한 것으로, 컴팩트 디스크(Compact Disk, CD)와 DVD(Digital Video Disk)의 재생에 적용할 수 있다. 본 발명은 피드백 광을 회절격자로 분해하고, 분해된 피드백 광을 광 검출소자(light-detecting element)로 검출한다. 회절격자의 회절각 상위를 보상하기 위하여 상이한 파장을 갖는 레이저 빔원(laser beam sources)을 서로 소정 거리를 두고 배치함으로써 간단한 구성으로 복수 종류의 광 디스크를 액세스 할 수 있다.
종래의 광 디스크장치인 컴팩트 디스크 플레이어는 정보가 기록된 컴팩트 디스크의 표면에 레이저빔을 조사하는 광 픽업과 조사된 레이저빔의 검출된 피드백 광을 처리함으로써 컴팩트 디스크 상에 기록된 다양한 종류의 데이터를 재생한다.
컴팩트 디스크 플레이어용 광 픽업은 발광소자(light-emitting element)와 광 검출소자를 서로 독립적으로 배치한 그룹과, 발광소자와 광 검출소자를 서로 일체화한 다른 그룹으로 분류된다. 후자 그룹의 광 픽업은 전자 그룹의 광 픽업에 비하여 크기가 작고, 보다 신뢰성이 있다.
DVD 재생용 광 디스크장치도 광 집적소자를 사용하여 광 픽업을 구성한다면 크기를 줄이고 구조를 단순화 할 수 있다. 이러한 DVD 재생용 광 디스크장치로도 컴팩트 디스크를 재생할 수 있다면 매우 편리할 것으로 생각된다.
이러한 응용에서, DVD용 발광소자 및 광 검출소자, 컴팩트 디스크용 발광소자 및 광 검출소자를 일체화하여 광 집적소자로 구성한다면 컴팩트 디스크와 DVD 둘 다를 재생할 수 있는 광 디스크장치를 구성할 수 있다.
그러나, 컴팩트 디스크용과 DVD용으로 각각 발광소자 및 광 검출소자를 집적화 하는 경우에는 광 집적소자의 구조가 복잡해지는 경향이 있다.
본 발명은 이상의 종래 기술의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 간단한 구성으로 복수 종류의 광 디스크를 액세스할 수 있는 광 집적소자, 광 픽업 및 광 디스크장치를 제공한다.
그러므로 본 발명의 전체 목적은 복잡하지 않은 구성으로 복수 종류의 광 디스크를 액세스 할 수 있는 광 디스크장치를 제공하는 것이다.
상기 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 광 집적소자, 광 픽업 또는 광 디스크장치에 적용된다. 광 집적소자는 제1 파장을 갖는 제1 레이저빔을 방출하는 제1 레이저 빔원, 상기 제1 레이저 빔원으로부터 소정 거리만큼 이격되고, 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 제2 레저 빔을 방출하는 제2 레이저 빔원, 상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 각각 복수의 광속(光束)으로 분해하는 회절격자, 및 상기 회절격자에 의해 분해된 광속 중의 적어도 어느 하나의 광속에 대하여 상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 공통으로 검출하는 광 검출소자를 포함한다.
본 발명에 따르면 제2 레이저 빔원이 제1 레이저 빔원으로부터 소정 거리만큼 이격되고, 상기 거리는 회절격자로 피드백 광을 복수의 광속으로 분해하여 제1 레이저빔에 대응하는 피드백 광과 제2 레이저빔에 대응하는 피드백 광을 공통의 광 검출소자로 검출하도록 선정될 수 있으므로 전체 구성을 간략화 할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크장치의 광학계의 개략도이다. 광 디스크장치(1)는 DVD인 광 디스크(2B)에 기록된 데이터와 컴팩트 디스크인 광 디스크(2A)에 기록된 데이터를 재생한다. 컴팩트 디스크(2A)는 두께 1.2㎜인 투명판을 가지며, 투명판을 통해 광 디스크의 정보 기록면에 레이저빔을 조사하여 얻은 피드백 광을 처리하여 기록된 데이터를 재생할 수 있도록 구성된 광 디스크이다. DVD(2B)는 두께 0.6㎜인 투명판을 가지며, 투명판을 통해 광 디스크의 정보 기록면에 레이저빔을 조사하여 얻은 피드백 광을 처리하여 기록된 데이터를 재생할 수 있도록 구성된 광 디스크이다.
광 디스크장치(1)는 전형적인 슬레드 기구(sled mechanism)에 의해 광 디스크의 반경 방향으로 가동할 수 있도록 배치되는 광 픽업을 갖는다. 광 픽업(3)은 광 집적소자(4)로부터 방출된 레이저빔을 콜리메이터 렌즈(collimator lens, 5), 구경(aperture, 6) 및 대물 렌즈(7)를 통하여 광 디스크(2A 또는 2B)에 조사하고, 광 디스크(2A 또는 2B)로부터 얻어진 피드백 광을 대물렌즈(7), 구경(6) 및 콜리메이터 렌즈(5)로 광 집적소자(4)에 입사시킨다.
광 디스크장치(1)는 광 집적소자(4)에 의해 검출된 피드백 광을 처리하여 컴팩트 디스크(2A) 및 DVD(2B)의 재생에 필요한 각종 신호를 생성한다. 광 디스크장치(1)는 생성된 신호 중에서 트랙킹 에러 신호(tracking error signal)와 초점 에러 신호(focus error signal)에 기초하여 대물 렌즈(7)를 가동하여 트랙킹 제어 및 초점 제어를 달성한다. 광 디스크장치(1)는 재생 신호를 처리하여 광 디스크들(2A, 2B)에 기록된 데이터를 재생한다.
광 집적소자(4)는 발광소자와 광 검출소자를 한 개의 패키지에 집적하여 구성되고, 시스템 컨트롤러(10)의 제어에 의해 컴팩트 디스크(2A) 재생용의 파장 780㎚인 레이저빔과 DVD(2B) 재생용의 파장 650㎚인 레이저빔을 선택적으로 방출한다. 또한 광 집적소자(4)는 레이저빔의 조사에 의해 얻어지는 피드백 광을 광 검출소자로 검출하고, 검출된 피드백 광을 출력한다.
콜리메이터 렌즈(5)는 광 집적소자(4)에서 방출된 레이저빔을 거의 평행 광선으로 변환하여 방출한다.
구경(6)은 중심에 원형 형상의 개구(開口)가 형성된 유전체막이 증착된 투명판을 갖는다. 유전체막은 개구를 둘러싸며, 컴팩트 디스크용 레이저빔의 파장인 780㎚의 광을 선택적으로 차단하고, 또한 DVD용 레이저빔의 파장인 650㎚의 광을 투과하는 필터를 구성하도록 이루어진다. 구경(6)은 컴팩트 디스크용 레이저빔에 대해서는 개구에 의해 결정되는 빔 반경에 의해 빔 형상을 정형(整形)하여 투과하고, DVD용 레이저빔에 대해서는 아무런 빔 형상을 변화시키지 않고 투과시킨다.
대물 렌즈(7)는 투명 합성수지를 사출 성형한 비구면(非球面)의 플라스틱 렌즈로 구성되고, 투명 합성수지의 굴절률과 렌즈면의 형상 선정에 의해 거의 평행 광선으로 입사하는 각 DVD용 레이저빔, 컴팩트 디스크용 레이저빔을 각각 대응하는 광 디스크(2A, 2B)의 정보 기록면에 집속 할 수 있다. 이에 의해 대물 렌즈(7)는 DVD용 레이저빔과 컴팩트 디스크용 레이저빔에 대응하는 소위 2초점 렌즈를 구성한다.
대물 렌즈(7)는 보이스 코일 모터(voice-coil motor)로 구성되는 트랙킹 제어 액츄에이터(actuator)에 의해 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향으로 가동할 수 있다. 트랙킹 제어는 트랙킹 에러 신호에 따라 트랙킹 제어 액츄에이터를 구동함으로써 수행된다. 또한 대물 렌즈(7)는 같은 종류의 액츄에이터에 의해 레이저빔의 광축을 따라 가동될 수 있다. 초점 에러 신호에 기초한 이 액츄에이터 구동에 의해 초점 제어를 수행할 수 있다.
매트릭스 프로세서(9)는 광 집적소자(4)로부터 출력되는 검출된 피드백 광을 매트릭스 처리함으로써 트랙킹 양에 따라 신호 레벨이 변화하는 트랙킹 에러 신호 (TE), 초점 에러 양에 따라 신호 레벨이 변화하는 초점 에러 신호(FE), 및 비트열(bit train)에 따라 신호 레벨이 변화하는 재생신호(RF)를 생성한다.
도 2의 (a)는 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향으로 단면을 취하여 광 집적소자(4)를 나타낸 단면도이고, 도 2의 (b)는 광 집적소자(4)의 광 검출소자를 나타낸 평면도이다. 광 집적소자(4)는 반도체 기판(17) 상에 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)을 배치하고, 반도체 기판(17)을 패키지 내에 수납하여 배선한 후, 이를 투명 밀봉 부재인 리드 유리(lid glass, 19)로 밀봉하여 구성한다.
광 검출소자(20)는 반도체 기판(17) 상에 형성되고, 광 집적소자(4)에는 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)과 광 검출소자(20)가 광 디스크(2A, 2b)와 반경 방향으로 나란하게 배치된다.
도 2의 (b)에 도 2의 (a)의 광 검출소자의 평면도를 나타낸다. 광 검출소자(20)는 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향(화살표 R)으로 나란한 구형(矩形) 광 검출면(20A, 20B)과, 구형 광 검출면(20A, 20B) 사이에 끼워지고 광 디스크(2A, 2B)의 원주 접선 방향(화살표 T)으로 나란한 장방형의 광 검출면(20C, 20D)을 갖는다.
이들 광 검출면(20A 내지 20D) 중에서 반도체 레이저 다이오드 측에 배치된 구형 광 검출면(20A)은 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향(화살표 R) 및 원주 접선 방향(화살표 T)으로 연장하는 소정의 분할선에 의해 광 검출면이 4분할(four cross- partitioned square) 된다. 구형 광 검출면(20A)은 각각의 광 검출면 A 내지 D에서 검출된 신호를 출력할 수 있다. 구형 광 검출면(20A)에 인접한 구형 광 검출면(20B)은 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향으로 연장하는 소정의 분할선에 의해 2개의 구형 광 검출면 L, M으로 나누어진다. 구형 광 검출면(20B)은 각각의 광 검출면(L, M)에서 검출된 신호를 출력할 수 있다.
리드 유리(19)는 홀로그램(19A)과 회절격자(19B)를 회절격자 수단으로서 포함한다. 회절격자(19B)는 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)의 맞은편에 위치하기 위해 리드 유리(19)의 한 면 상에 설치되고, 회절 레이저빔(LA, LB)을 광 디스크(2A, 2B)를 향해 방출하며, 레이저빔(LA, LB)을 0차, -1차 및 +1차의 회절 광으로 분해한다. 홀로그램(19A)은 리드 유리(19)의 다른 면 상에 설치되고 광 디스크(2A, 2B)로부터 광 검출면(20A 내지 20D)으로 되돌아오는 피드백 광을 회절시킨다. 광 집적소자(4)는 회절격자(19B)에 의해 회절된 광속을 광 디스크(2A, 2B)에 조사한다. 광 검출소자(20)는 홀로그램(19A)에 의해 회절된 광을 광 검출면(20A 내지 20D)으로 검출한다.
도 3은 홀로그램(19A)의 패턴도이다. 홀로그램(19A)은 각각 서로 다른 격자 상수의 홀로그래픽 격자가 형성된 첫째 영역(19A1), 둘째 영역(19A2), 및 셋째 영역(19A3)으로 구성된다. 홀로그램(19A)에 입사하는 레이저빔(LA, LB)의 피드백 광은 각각의 피드백 광이 입사하는 홀로그래픽 영역의 격자상수에 따라 각각 상이한 각도로 회절된다.
도 4는 도 2의 (b)와 도 3 사이의 관계를 나타낸다. 첫째 영역(19A1)으로 입사하는 0차 피드백 광은 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)에 가까이 위치하는 광 검출면(20A)에 의해 수광되도록 회절된다. 첫째 영역(19A1)으로 입사하는 +1차 피드백 광과 -1차 피드백 광은 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)에 가까이 위치하는 광 검출면 20E 및 20F에 의해 수광되도록 회절된다. 둘째 영역(19A2)으로 입사하는 0차 피드백 광은 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)에서 더 멀리 위치하는 광 검출면(20A)에서 수광되도록 회절된다. 둘째 영역(19A2)으로 입사하는 +1차 피드백 광과 -1차 피드백 광은 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)에 가까이 위치하는 광 검출면(20E, 20F)에서 수광되도록 회절된다. 셋째 영역(19A3)으로 입사하는 0차 피드백 광은 광 검출면(20B)에서 수광되도록 회절된다. 셋째 영역(19A3)으로 입사하는 +1차 피드백 광과 -1차 피드백 광은 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)에서 더 멀리 위치하는 광 검출면(20E, 20F)에서 수광되도록 회절된다.
이하, CD(2A)용 레이저빔(LA)에 대하여 상세하게 설명한다. 광 집적소자(4)가 레이저빔(LA)을 광 디스크(2A)로 방출할 때, 회절 격자(19B)는 레이저빔(LA)을 0차, -1차 및 +1차의 회절 광으로 분해하고, 0차, -1차 및 +1 차의 회절 광을 방출한다. 홀로그램(19A)은 0차, -1차 및 +1 차의 회절 광 중에서 0차인 회절 광의 피드백 광이 광 검출면(20A, 20B) 상의 거의 중앙에 빔 스폿(beam spot)(SPA)을 형성하도록 0차인 회절 광의 피드백 광을 광 검출면(20A, 20B)에 조사한다. 광 검출면(20A, 20B)은 비트열에 따라 신호 레벨이 변화하는 재생 신호(A + B + C + D + L + M)를 생성한다. 홀로그램(19A)은 -1차 회절 광과 +1차 회절 광을 각각 광 검출면(20A, 20B)의 각면과 동일한 면 상에 위치하는 광 검출면(20C, 20D) 상에 집속 시킨다. 광 검출면(20C, 20D)은 3빔법(three-beam method)(E - F)에 의해 트랙킹 에러 신호를 생성한다. 광 검출면(20A)은 후코법(Foucault method), 즉 (A + D) - (B + C)에 의해 초점 에러 신호를 생성한다.
이하, DVD(2B)용 레이저빔(LB)을 설명한다.
광 집적소자(4)가 레이저빔(LB)을 광 디스크(2B)로 방출할 때, 회절 격자(19B)는 레이저빔(LA)을 0차, -1차 및 +1차의 회절 광으로 분해하고, 0차, -1차 및 +1 차의 회절 광을 방출한다. 홀로그램(19A)은 0차, -1차 및 +1 차의 회절 광 중에서 0차인 회절 광의 피드백 광이 빔 스폿 SPA와 거의 동일한 위치에 빔 스폿 SPB를 형성하도록 0차인 회절 광의 피드백 광을 광 검출면(20A)에 조사한다. 광 검출면(20A, 20B)은 비트열에 따라 신호 레벨이 변화하는 재생 신호(A + B + C + D + L + M)를 생성한다. 다음에 광 검출면(20A, 20B)은 DPD법(Differential Phase Detection method)에 따라 트랙킹 에러 신호를 생성한다.
홀로그램(19A)은 -1차 회절 광과 +1차 회절 광을 각각 광 검출면(20A)의 각면과 동일한 면 상에 위치하는 광 검출면(20C, 20D) 상에 집속 시킨다. 그러나 광 검출면(20C, 20D)은 광 디스크(2B)에 대해서는 사용되지 않는다. 광 검출면(20B)은 후코법, 즉 (A + D) - (B + C)에 의해 초점 에러 신호를 생성한다.
광 집적소자(4)에서, DVD용 레이저빔(LB)의 빔 스폿(SPB)과 컴팩트 디스크용 레이저빔(LA)의 빔 스폿(SPA)이 4분할된 광 검출면(20A) 상에서 상호 중심이 일치하도록 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)이 배치된다.
홀로그램(19A)에서 방출되는 피드백 광의 회절각 θ, 피드백 광의 파장 λ, 및 홀로그램(19A)의 반복 피치(pitch) p는 기본적으로 수학식 1에 따라 상호 연관된다.
λ= p×sinθ
예를 들어, 홀로그램(19A)의 반복 피치(p)가 4㎛이면, 컴팩트 디스크(2A)를 재생하는데 사용되는 780㎚ 파장을 갖는 레이저빔(LA)의 피드백 광의 회절각(θA)은 11.24도 이고, 이에 대해 DVD(2B)를 재생하는데 사용되는 650㎚ 파장을 갖는 레이저빔(LB)의 피드백 광의 회절각(θA)은 9.35도이다.
광 집적소자(4)에서, 회절각(θA, θB)이 더 큰 컴팩트 디스크용 반도체 레이저 다이오드 칩(15A)이 광 검출면(20A)에서 더 멀리 위치되고, 컴팩트 디스크용 반도체 레이저 다이오드 칩(15A)의 발광점(light emission spot)과 DVD용 반도체 레이저 다이오드 칩(15B)의 발광점은 소정 거리(D) 만큼 서로 간격을 둔다. 거리(D)는 광 집적소자(4)에서 회절각(θA, θB)이 상위 하여도 DVD용 레이저빔(LB)의 피드백 광의 빔 스폿(SPB)과 컴팩트 디스크용 레이저빔(LA)의 피트백 광의 빔 스폿(SPA)의 중심이 4분할 광 검출면(20A) 상에서 상호 거의 일치하도록 선정된다.
거리(D)는 광 검출소자(20)의 광 검출면으로부터의 거리, 홀로그램(19A)의 설계 등에 따라 변화하지만 실용적으로 10㎛에서 500㎛ 범위를 갖는다.
광 검출소자(20)에서, 부호 SPA에 의해 레이저빔(LA)의 피드백 광의 빔 스폿을 나타낸 것처럼 레이저빔(LA)의 피드백 광은 DVD(2B)용 레이저빔(LB)의 피드백 광의 집속 위치보다, 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)보다, 또 광 검출면(20A)보다 더 먼 위치에 광 검출면(20A) 이외의 광 검출면(20B, 20D)에 집속 된다. 광 검출소자(20)에서 DVD(2B)용 레이저빔(LB)의 집속된 빔 스폿(SPB)보다 더 먼 위치에 집속된 빔 스폿(SPA)을 검출할 수 있도록 광 검출면(20C, 20D)과 남은 구형 광 검출면(20B)이 형성된다. 이러한 구성에 의해 통상 DVD(2B) 액세스용으로 사용되는 광 검출소자를 사용하여 컴팩트 디스크(2A)를 액세스 할 때, DPD법 대신에 푸시풀법(push-pull method)에 따라 트랙킹 에러 신호를 생성할 수 있다.
DVD(2B)를 재생할 때, 매트릭스 프로세서(9)(도 1 참조)는 4분할 광 검출면(20A)에서 검출한 전류를 전압으로 변환하고, 변환된 전압의 위상을 반도체 레이저 다이오드 칩 측에 가까운 측의 광 검출면(A + B)과 먼 측의 광 검출면(C + D) 각각과 비교한다. 또한 매트릭스 프로세서는 2분할 광 검출면(20B)에서 검출한 전류를 전압으로 변환하고, 변환된 전압의 위상을 광 검출면(L, M)과 비교한다. 그 다음에 매트릭스 프로세서(9)는 DPD법에 따른 트랙킹 에러 신호(TE)를 생성하기 위하여 비교된 위상으로부터 차분 신호(differential signal)를 생성한다.
광 검출면(20A)에서 변환된 전압을 가산하여 광 검출면(A 내지 D)을 이용하여 A + B + C + D에 의해 기술된 재생 신호(RF)를 생성한다. 또한 동일하게 하여 (A + D) - (B + C)에 의해 기술된 초점 에러 신호(FE)를 생성한다.
컴팩트 디스크(2A)를 재생할 때, DVD(2B)를 재생할 때와 같은 방법으로 매트릭스 프로세서(9)는 재생 신호(RF)와 초점 에러 신호(FE)를 생성한다. 매트릭스 프로세서(9)는 3빔법에 따른 트랙킹 에러 신호를 생성하기 위하여 광 검출면(F, E)에서 변환된 전압으로부터 차분 신호를 생성한다.
광 디스크장치(1)(도 1 참조)의 동작에서, 광 픽업(3)은 레이저빔을 광 디스크(2A, 2B)에 조사하여 피드백 광을 검출한다. 신호 프로세서는 검출된 피드백 광을 처리하여 광 디스크(2A, 2B)에 기록된 정보를 재생한다.
상세하게는 광 픽업(3) 내의 광 집적소자(4)는 콜리메이터 렌즈(5)에 의해 거의 평행 빔으로 변환되는 레이저빔을 방출한다. 그러면 레이저빔은 구경(6)을 투과하여 광 디스크(2A,2B)의 정보 기록면 상에 레이저빔을 집속 시키는 대물 렌즈(7)를 통과한다. 레이저빔이 광 디스크(2A, 2B)에 조사될 때 생성된 피드백 광은 대물 렌즈(7)를 통해 피드백 광을 검출하는 광 집적소자(4)에 조사된다.
광 디스크장치(1)에서 검출된 피드백 광으로부터 트랙킹 에러 신호(TE)가 생성된다. 대물 렌즈(7)는 트랙킹 에러 신호(TE)가 소정의 신호 레벨을 갖도록 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향으로 가동되고, 이에 의해 트랙킹 제어를 수행한다. 초점 에러 신호(FE)도 마찬가지로 생성되고, 대물 렌즈(7)는 초점 에러 신호(FE)가 소정의 신호 레벨을 갖도록 광 디스크(2A, 2B)의 수직 방향으로 가동되고 이에 의해 초점 제어를 수행한다.
상기 광 픽업 동작에서 광 디스크장치(1)에 탑재된 광 디스크가 DVD(2B)인 경우, 광 디스크(2A, 2B)의 반경 방향(화살표 R)으로 나란하게 배치된 반도체 레이 저 다이오드 칩(15A, 15B)(도 2의 (a) 참조) 중에 DVD용 반도체 레이저 다이오드 칩(15B)은 레이저빔(LB)을 선택적으로 방출하고, 레이저빔(LB)은 회절 격자(19B)에 의해 3개의 회절 빔으로 분해되어 DVD(2B)에 조사된다. DVD(2B)로부터의 피드백 광은 홀로그램(19A)에 의해 복수의 광속으로 분해되어 광 검출소자(20)에 의해 검출된다.
광 검출소자(20)에 의해 검출된 광속은 매트릭스 프로세서(9)에 의해 처리되어 DPD법에 따른 트랙킹 에러 신호(TE), 후코법에 따른 초점 에러 신호(FE) 및 DVD(2B) 상의 비트열에 따라 신호 레벨이 변화하는 재생 신호(RF)를 생성한다.
이에 대해, 광 디스크장치(1)에 컴팩트 디스크(2A)가 탑재된 경우, 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)(도 2의 (a) 참조) 중에 컴팩트 디스크용 반도체 레이저 다이오드 칩(15A)은 레이저빔(LA)을 선택적으로 방출하고, 레이저빔(LA)은 DVD(2B)인 경우와 동일하게 컴팩트 디스크(2A)에 조사된다. 컴팩트 디스크(2A)로부터의 피드백 광은 DVD(2B)로부터의 피드백 광을 검출하기 위하여 사용된 공통 광 검출소자(20)에 의해 검출된다.
피드백 광을 검출할 때, 홀로그램(19A)에서의 회절각 θA 및 θB의 상위를 보충하고, 4분할된 광 검출면(20A)에서 DVD(2B)를 재생하는 경우와 컴팩트 디스크(2A)를 재생하는 경우에 빔 스폿 SPB 및 SPA의 중심이 거의 일치하도록 DVD(2B)용 반도체 레이저 다이오드 칩(15B)에 대하여 컴팩트 디스크(2A)용 반도체 레이저 다이오드 칩(15A)은 광 검출소자(20)로부터 보다 멀리 배치된다. 이러한 구성은 하나의 광 검출소자(20)로 종류가 상이한 광 디스크(2A, 2B)로부터의 피드백 광을 공통으로 검출할 수 있게 한다.
상세하게는 컴팩트 디스크(2A) 및 DVD(2B)에서 재생에 사용되는 레이저빔의 파장이 상이하고, 피트 깊이(pit depth)의 상위에 의해 트랙킹 에러 신호(TE)의 생성방법도 상이한 특징이 있다.
광 디스크장치(1)에서 광 집적소자(4)는 간략하게 구성된다. 따라서 광 디스크장치(1)는 전체 구조가 간략해지며, 복수 종류의 광 디스크를 액세스 할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 상당한 이점이 있다. 상기 구성에 의하면 회절 격자에 의한 회절각의 상위를 보충하도록 파장이 상이한 레이저 광원을 소정 거리만큼 간격을 두고 배치함으로써 파장이 상이한 레이저 광원에 의한 피드백 광을 공통 광 검출소자로써 검출할 수 있다. 광 집적소자, 광 픽업, 광 디스크장치의 구성을 간략화 할 수 있으며, 복수 종류의 광 디스크를 액세스 할 수 있다.
상술한 실시예에서 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)과 광 검출소자(20)는 광 디스크(2A, 2B) 의 반경 방향으로 나란하게 배열된다. 그러나 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)과 광 검출소자(20)를 광 디스크의 원주접선 방향으로 배열하여도 된다.
상술한 실시예에서, 대물 렌즈는 2초점 렌즈로 구성한다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 2파장 홀로그램(dual-wavelength hologram)을 대물 렌즈 면에 형성하여 상이한 파장을 처리하거나 파장이 상이한 레이저빔을 집속 시키는 다양한 집 속수단을 적용할 수 있다.
상술한 실시예에서, DPD법과 3빔법에 따른 트랙킹 에러 신호가 생성되고, 후코법에 따른 초점 에러 신호가 생성된다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 트랙킹 에러 신호 및 초점 에러 신호를 생성하는 다양한 생성방법을 적용할 수 있다.
상술한 실시예에서, 4분할된 광 검출면(20A)의 검출 신호를 가산하여 재생신호를 생성한다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 재생신호 생성방법도 다양한 생성방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 다른 광 검출면(20B) 등의 검출 신호를 사용하여 재생신호를 생성하는 경우, 다른 광 검출면(20B) 등의 검출 신호와 광 검출면(2A)의 검출 신호를 가산하여 재생신호를 생성하는 경우 등이 있다.
상술한 실시예에서, 반도체 레이저 다이오드 칩(15A, 15B)은 소정 거리(D) 만큼 간격을 두고 반도체 기판(17) 상에 배치된다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 파장이 상이한 복수의 레이저 다이오드를 하나의 반도체 칩에 집적화 하여도 된다. 이 경우, 거리(D)에 따라 배치의 정밀도를 향상시킬 수 있어, 수율을 향상시킬 수 있고, 광 집적소자를 소형화 할 수 있다.
상술한 실시예에서, 컴팩트 디스크와 DVD를 재생한다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 예를 들면 컴팩트 디스크와 CD-R을 액세스하는 경우 등에 적용할 수 있다.
상술한 실시예에서, 2종류의 광 디스크를 액세스하는 경우에 대하여 기술하였다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 복수 종류의 광 디스크를 액세스하는 경우에 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피드백 광을 회절격자로 분해하여 광 검출소자에서 검출할 때 회절격자에 의한 회절각의 상위를 보충하도록 파장이 상이한 레이저 광원을 소정 거리만큼 간격을 두고 배치함으로써 광 검출소자를 공통화 하여 간이한 구성으로 복수 종류의 광 디스크를 액세스 할 수 있다.

Claims (23)

  1. 제1 또는 제2 레이저빔을 기록 매체에 조사하고, 상기 기록 매체로부터 상기 제1 또는 제2 레이저빔의 피드백 광을 검출하는 광 집적소자에 있어서,
    제1 파장을 갖는 상기 제1 레이저빔을 방출하는 제1 레이저 빔원;
    상기 제1 레이저 빔원으로부터 소정 거리만큼 이격되고, 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 제2 레저 빔을 방출하는 제2 레이저 빔원;
    상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 각각 복수의 광속(光束)으로 분해하는 회절격자; 및
    상기 회절격자에 의해 분해된 광속 중의 적어도 어느 하나의 광속에 대하여, 상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 공통으로 검출하는 광 검출소자
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 파장은 각각 780㎚와 650㎚이고, 상기 소정 거리의 범위는 10㎛ 내지 500㎛인 광 집적소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원이 하나의 반도체 칩 위에 집적되는 광 집적소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회절격자는 회절각이 상기 레이저빔의 파장에 따라 변화하는 홀로그램을 포함하는 광 집적소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 검출소자가 상기 복수의 광속을 받아들이는 복수의 광 검출면을 갖는 광 집적소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원과 상기 광 검출소자가 반도체 기판 위에 탑재되는 광 집적소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 레이저 빔원이 상기 제2 레이저 빔원으로부터 방출되는 제2 레이저빔보다 큰 파장을 갖는 제1 레이저빔을 방출하고, 상기 광 검출소자로부터 더 멀리 떨어져 위치되는 광 집적소자.
  8. 제1 또는 제2 레이저빔을 광 디스크에 조사하고 상기 레이저빔의 피드백 광을 검출하는 광 픽업에 있어서,
    광 디스크에 상기 제1 또는 제2 레이저빔을 집속 시키는 레이저빔 집속 수단;
    제1 파장을 갖는 상기 제1 레이저빔을 방출하는 제1 레이저 빔원;
    상기 제1 레이저 빔원으로부터 소정 거리만큼 이격되고, 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 제2 레저 빔을 방출하는 제2 레이저 빔원;
    상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 각각 복수의 광속(光束)으로 분해하는 회절격자; 및
    상기 회절격자에 의해 분해된 광속 중의 적어도 어느 하나의 광속에 대하여, 상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 공통으로 검출하는 광 검출소자
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 파장은 각각 780㎚와 650㎚이고, 상기 소정 거리의 범위는 10㎛ 내지 500㎛인 광 픽업.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원이 하나의 반도체 칩 위에 집적되는 광 픽업.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 회절격자는 회절각이 상기 레이저빔의 파장에 따라 변화하는 홀로그램을 포함하는 광 픽업.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광 검출소자가 상기 복수의 광속을 받아들이는 복수의 광 검출면을 갖는 광 픽업.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원과 상기 광 검출소자가 반도체 기판 위에 탑재되고, 광 디스크의 반경 방향과 나란하게 배치되는 광 픽업.
  14. 제13항 있어서
    상기 제1 레이저 빔원이 상기 제2 레이저 빔원으로부터 방출되는 제2 레이저빔보다 큰 파장을 갖는 제1 레이저빔을 방출하고, 상기 광 검출소자로부터 더 멀리 떨어져 위치되는 광 픽업.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원, 상기 광 검출소자, 및 상기 회절격자가 집적된 광 소자를 형성하는 광 픽업.
  16. 광 디스크로부터 데이터를 기록 및/또는 재생하는 광 디스크장치에 있어서,
    광 디스크에 제1 또는 제2 레이저빔을 집속 시키는 레이저빔 집속수단:
    제1 파장을 갖는 상기 제1 레이저빔을 방출하는 제1 레이저 빔원;
    상기 제1 레이저 빔원으로부터 소정 거리만큼 이격되고, 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 제2 레저 빔을 방출하는 제2 레이저 빔원;
    상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 각각 복수의 광속(光束)으로 분해하는 회절격자;
    상기 회절격자에 의해 분해된 광속 중의 적어도 어느 하나의 광속에 대하여, 상기 제1 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광과 상기 제2 레이저빔에 대응하는 상기 피드백 광을 공통으로 검출하는 광 검출소자; 및
    광 검출소자가 받아들인 피드백 광에 기초하여 출력신호를 생성하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 파장은 각각 780㎚와 650㎚이고, 상기 소정 거리의 범위는 10㎛ 내지 500㎛인 광 디스크장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원이 하나의 반도체 칩 위에 집적되는 광 디스크장치.
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서,
    상기 회절격자는 회절각이 상기 레이저빔의 파장에 따라 변화하는 홀로그램을 포함하는 광 디스크장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 광 검출소자가 복수의 광속을 받아들이는 복수의 광 검출면을 갖는 광 디스크장치.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원과 상기 광 검출소자가 반도체 기판 위에 탑재되고, 광 디스크의 반경 방향과 나란하게 배치되는 광 디스크장치.
  22. 제21항 있어서,
    상기 제1 레이저 빔원이 상기 제2 레이저 빔원으로부터 방출되는 제2 레이저빔보다 큰 파장을 갖는 제1 레이저빔을 방출하고, 상기 광 검출소자로부터 더 멀리 떨어져 위치되는 광 디스크장치.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔원, 상기 광 검출소자, 및 상기 회절격자가 집적된 광 소자를 형성하는 광 디스크장치.
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