KR19980029874A - 광 픽-업장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 픽-업장치에 관한 것으로서, 특히 실리콘 기판의 상면 일측에 형성되어 레이저다이오드를 포함하는 제 1지지체와, 상기 실리콘기판의 상면 타측에 직삼각형으로 형성된 제 2지지체의 빗면에 소정의 두께를 갖고 안치되어 입사되는 빔을 반사 및 투과하는 프리즘과, 상기 제 1지지체와 프리즘사이의 실리콘기판 상면 소정의 위치에는 광검출기를 포함하는 제 3지지체와, 상기 프리즘의 일측에는 빔을 일부 제한하는 제1 반사판을 형성함으로서 각 광학소자들간의 기구적인 오차를 줄이며 각 구성요소들간에 정밀성이 요구되지 않음에 따른 조립성이 향상되고 조정의 용이성과 경박단소화로 광 픽-업장치를 소형화 할 수 있다.

Description

광 픽-업장치
본 발명은 광 픽-업장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘기판의 상면에 다수의 지지체를 형성하고, 이 다수의 지지체내에 광학소자를 각각 안치함으로서 광 픽-업 장치의 기구적인 오차를 줄이며 경박단소화 할 수 있도록 한 광 픽-업장치에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업 장치는 대물렌즈, 빔스플리터, 회절격자, 레이저 다이오드, 광검출기 등의 개개부품이 조립되어 있어 디스크면의 피트 형상에 광을 조사하여 그 신호를 읽어들이는 것으로, 기록매체인 디스크는 스포트 사이즈 직경이 1.6μm인 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 스포트 사이즈 직경이 0.8μm인 디지탈 비디오 디스크(DVD)가 많이 사용되고 있다. 또한 광 픽-업장치는 고밀도, 대용량의 정보를 정확히 읽을 수 있도록 좀더 세밀한 정밀성이 요구되고 있으며 기기의 소형화 추세에 더욱더 광학소자들의 직접화 및 단순화가 이루어지고 있다.
여기서 디지탈 오디오 또는 비디오 디스크에 일반적으로 사용되는 광 픽-업(OPTICAL PICK-UP)장치는 도 1에 도시된 바와 같이 특정 파장의 레이저 빔을 방사하는 레이저다이오드(71)와, 이 레이저다이오드(71)와 소정의 거리를 두고 일측에 형성되어 입사되는 레이저 빔을 0차광 및 ±1차광 즉, 쓰리 빔으로 분리하는 회절격자(72)와, 이 회절격자(72)의 일측에 소정의 기울기 형성되어 입사되는 광을 일정 비율로 반사 및 투과하는 빔스플리터(73)와, 이 빔스플리터(73)의 상부 일측에 형성되어 일정 파장의 회절 한계로 인해 입사되는 레이저 광을 집광하여 디스크(75)상에 포커싱시켜 기록된 정보의 광 신호를 읽는 대물렌즈(74)와, 상기 빔스플리터(73)의 하부 소정의 위치에 형성되어 대물렌즈(74) 및 빔스플리터(73)를 경유해 입사된 디스크(75)상에 기록된 광정보 신호를 일정한 전기적인 신호로 출력하는 광검출기(76)로 이루어진다.
이와같은 종래의 구성으로 이루어진 광 픽-업장치에 동작을 살펴보면, 먼저 레이저다이오드(71)에서는 소정의 발진파장 즉, 약 780㎚의 레이저 빔을 방사하게 되며, 이때 이 레이저 빔은 방사 방향 일측에 형성된 회절격자(72)로 입사된다. 그러면 이 회절격자(72)로 입사된 광은 회절 현상으로 인해 0차광 및 ±1차광으로 분리 방사된다. 이때, 회절격자(72)를 경유해 분리되는 0차광 및 ±1차광은 포커스 및 트랙킹 에러 검출용으로 이용하기 위한 것으로 통상 쓰리 빔(THREE BEAM : 0차광, ±1차광)이라 한다.
즉, 상기 회절격자(72)에 의해 쓰리 빔으로 분리된 광은 소정의 기울기로 일정한 반사율과 투과율을 갖는 빔스플리터(73)로 입사된다. 그러면 이 빔스플리터(73)로 입사된 광은 일정한 비율로 반사 및 투과하며 이 중 반사된 빔은 대물렌즈(74)로 입사되어 일정 파장 이하의 회절 현상에 의해 빔이 집광된다. 그러므로 이 대물렌즈(74)로 집광된 빔은 오디오 또는 비디오 디스크(75)상에 보내어져 디스크(75)상에 촛점이 맺히게 되며 이로 인해 디스크(75)에 기록된 정보는 일정한 광으로 반사되어 대물렌즈(74)에 입사되는 것이다. 즉, 대물렌즈(74)로 입사된 광은 수 μm 정도의 에어리 형태로 집광되어 디스크(75)의 신호면에 조사되는데 이 조사된 광은 데이터가 기록된 피트(75a)가 없는 곳에서는 전부 반사되어 대물렌즈(74)의 개구로 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(75a)가 있는 곳에서는 광이 피트(75a)에 의해 회절되어 대물렌즈(74)의 범위 밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(76)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(75a)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(75a)의 상하에 반파장이 달라 간섭하여 상쇄되므로 광검출기(76)에 돌아온 광량이 감소하게 되는 것이다.
한편, 오디오 또는 비디오 디스크(75)에서 반사되어 돌아오는 광의 강도는 피트(75a)에 의해 변조되며, 이 변조된 광정보는 대물렌즈(74)와 빔스플리터(73)를 경유해 광검출기(76)로 보내어져 해당하는 전기적인 신호로 출력되며, 이 출력된 전기적인 신호는 디지탈신호처리부(도시안됨)에 의해 원래의 신호가 복조됨으로서 디스크(75)상에 기록된 오디오신호인 알.에프(RF)신호와, 서보신호인 에러 검출용 포커스신호 및 트랙킹신호가 출력되는 것이다
그러나 이와같은 종래 광 픽-업장치는 쓰리빔으로 빔을 분리하는 회절격자, 빔의 경로를 변환하는 빔스플리터등의 여러 광학소자들이 사용되어 광픽업장치의 제조비용이 높았으며 다수의 광학부품들이 각각 독립적으로 제작되어 조립에 의해 광 픽-업장치가 구성됨에 따라 조립시 발생되는 기구적인 오차에 의해 동작시 에러 발생률이 높으며 광 픽-업장치가 큰 공간을 차지하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로 실리콘상면의 다수의 지지체내에 각각의 광학소자들을 직접형성함으로서 각 광학소자의 기구적인 오차를 줄임으로서 조립성을 향상시키며 광 픽-업장치의 경박단소화에 기여할 수 있는 광 픽-업 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 실현하기 위해 본 발명은 실리콘기판의 상면 일측에 직사각형으로 돌출 형성된 제 1지지체와, 이 제 1지지체내 상부 소정위치에 형성되어 특정한 파장의 빔을 방사하는 레이저다이오드와, 상기 실리콘기판의 상면 타측에 직각삼각형으로 형성된 제 2지지체와, 이 제 2지지체의 빗면에 소정의 두께로 형성되어 입사되는 빔을 투과 및 반사하는 프리즘과, 상기 제 1지지체와 프리즘사이의 소정 위치 실리콘기판의 상면에 직사각형으로 돌출 형성된 제 3지지체와, 이 제 3지지체내 상부 일측에 형성되어 입사되는 광정보의 빔을 수광하여 전기적인 신호로 검출하는 광검출기와, 상기 레이저다이오드와 마주보는 프리즘의 경사면 소정 위치에 형성되어 입사되는 빔을 소정의 각으로 반사하며 광검출기로 입사되는 광정보의 빔을 일부 제한하는 제 1반사판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 광 픽-업장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘기판 2 : 제 1지지체
3 : 레이저다이오드 4 : 제 3지지체
5 : 광검출기 6 : 프리즘
7 : 제 2지지체 8 : 제 1반사판
9 : 제 2반사판 10 : 상면무코팅판
12 : 대물렌즈 13 : 디스크
본 발명에 따른 광 픽-업장치는 도 2에 도시된 바와같이 소정의 두께를 갖는 실리콘기판의 상면 일측에는 직사각형으로 돌출된 제 1지지체(2)가 형성되며, 이 제 1지지체(2)내 상부 소정위치에는 특정한 파장의 레이저 빔을 방사하는 레이저다이오드(3)가 형성되며, 또한 상기 실리콘기판(1)의 상면 타측에는 단면이 직각삼각형인 제 2지지체(7)가 형성되며, 이 제 2지지체(7)의 빗면에는 소정의 두께를 갖고 입사되는 빔을 투과 및 반사하는 프리즘(6)이 형성된다. 그리고 이 프리즘(6)과 소정의 거리를 두고 상측에는 입사되는 빔을 일정한 각으로 집속하여 디스크(13)의 광정보를 읽어들이는 대물렌즈(12)가 형성되며, 상기 제 1지지체(2)와 프리즘(6)사이의 실리콘기판(1)상면 일측에는 직사각형으로 돌출된 제 3지지체(4)가 형성되며, 이 제 3지지체(4)내 상부 일측에는 입사되는 광정보의 빔을 수광하여 전기적인 신호로 검출하는 광검출기(5)가 형성되어 있다.
그리고 상기 레이저다이오드(3)와 마주보는 상기 프리즘(6)의 경사면에는 입사되는 빔을 소정의 각으로 반사하며 수광되는 광정보의 빔을 일부 제한하는 나이프엣지 기능을 갖는 제 1반사판(8)이 형성되며, 상기 대물렌즈(12)와 마주보는 프리즘(6)의 상면에는 입사되는 광정보의 빔을 그대로 투과시키는 무반사코팅판(10)이 형성되며, 상기 제 2지지체(7)의 빗면과 접하는 프리즘(6)의 경사면에는 무반사코팅판(10)을 경유해 입사되는 빔을 소정의 각으로 반사하는 제 2반사판(9)이 형성되어 있다.
한편, 이와같은 구성으로 이루어진 광 픽-업장치의 동작을 살펴보면 먼저,제 1지지체(2)내 상부 일측에 형성된 레이저다이오드(3)에서는 특정 파장의 레이저 빔은 직선성을 갖고 방사하는데, 이중 소정의 레이저 빔은 프리즘(6)의 경사면 일측에 형성된 제 1반사판(8)으로 입사된다. 그러면 제 1반사판(8)으로 입사된 레이저 빔은 일정한 각으로 반사되고 이 반사된 빔은 프리즘(6)과 소정거리를 두고 상측에 형성된 대물렌즈(12)로 입사되는 것이다. 이때, 이 대물렌즈(12)로 입사된 빔은 소정의 각으로 집광되어 디스크(13)의 피트(13a)에 촛점이 맺히게 되며 이로 인해 디스크(13)의 피트(13a)에 기록된 정보는 일정한 광으로 반사되어 일정한 회절 한계를 갖는 대물렌즈(12)의 영역으로 입사되는 것이다.
그리고 이 대물렌즈(12)의 영역으로 집속된 광정보의 빔은 프리즘(6)의 상면에 형성된 무반사코팅판(10)을 그대로 통과하여 상기 제 2지지체(7)의 빗면과 접한 프리즘(6)의 경사면에 형성된 제 2반사판(9)으로 입사된다. 이때 이 제 2반사판(9)은 소정의 기울기를 갖고 프리즘(6)의 경사면에 형성됨으로 제 2반사판(9)으로 입사된 광정보의 빔은 일정한 각으로 전반사되어 상기 제 3지지체(4)내 상부 일측에 형성된 광검출기(5)로 입사되는 것이다. 이때, 상기 제 2반사판(9)에서 전반사되어 광검출기(5)로 입사되는 광정보의 빔 일부는 나이프에지 기능을 하는 제 1반사판(8)에 의해 제한됨으로서 포커스 에러를 검출할 수 있는 것이다. 즉, 위와같은 포커스 에러검출 방법은 나이프 엣지법으로서 광검출기에 맺히는 광의 신호값을 후단의 차동증폭기(도시안됨)에 인가하여 그 출력값을 검출하여 제어하는 방법이다.
또한, 본 발명의 트랙킹 에러 검출은 원빔법을 이용하여 검출하고 있는데 광검출기(5)에 입사되는 광량의 차이를 후단에 있는 차동증폭기를 거쳐 출력된 값을 이용하여 에러를 검출하는 것으로 즉, 빔이 상기 대물렌즈(12)에서 집광되어 피트(13a)가 형성된 트랙상에 정확히 맞을 경우는 광검출기(5)상에 균등하게 조사됨으로서 미도시된 에러 검출용 차동증폭기(도시안됨)의 출력값은 제로가 된다. 그리고 빔이 트랙의 좌측이나 우측으로 빗나가면 광검출기상에 수광되는 빔의 량이 한쪽으로치우쳐 차동증폭기에는 플러스 및 마이너스 값이 출력됨으로서 트랙킹 에러를 검출하는 것이다.
그리므로 이 광검출기(5)로 조사된 광정보 신호는 해당하는 전기적인 신호로 출력되어 미도시된 신호처리부로 인가됨으로서 광정보 및 트랙킹 에러 및 포커스 에러의 검출 및 제어를 통해 광 픽-업 장치는 안정적으로 동작하게 되는 것이다.
본 발명은 실리콘기판 상면에 다수의 지지체를 각각 형성하며, 이 각각 형성된 지지체내에 일정 파장을 방사하는 레이저다이오드, 입사되는 빔을 반사 및 투과하는 프리즘 및 입사되는 광정보의 빔을 수광하여 그 해당하는 전기적인 신호를 검출하는 광검출기를 구비함으로서 각 광학소자들간의 기구적인 오차를 현저히 줄여 조립성을 향상시키며 소형화 추세에 있는 광 픽-업장치를 경박단소화 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 일정한 파장의 레이저 빔을 방사하는 레이저다이오드(3)와, 이 레이저다이오드(3)에서 방사된 레이저 빔이 대물렌즈(12)에 의해 집광되어 디스크(13)로 조사됨에 따라 그 디스크(13)에서 반사되는 레이저 빔을 수광하는 광검출기(5)를 갖춘 광 픽-업장치에 있어서,
    다수의 광학소자를 안치하는 실리콘기판(1)과, 이 실리콘기판(1)의 상면 일측에 직사각형으로 돌출 형성되어 상기 레이저다이오드(3)를 상부 소정의 위치에 안치한 제 1지지체(2)와, 상기 실리콘기판(1)의 상면 타측에 일정형상으로 형성된 제 2지지체(7)와, 이 제 2지지체(7)의 일정한 기울기를 갖는 일면에 소정의 두께로 형성되어 레이저다이오드(3)에서 입사되는 빔을 대물렌즈(13)로 반사하며 이 대물렌즈(12)로부터 입사되는 빔을 광검출기(5)로 반사시키는 프리즘(6)과, 이 프리즘(6)과 제 1지지체(2)사이의 실리콘기판(1)상면 소정의 위치에 형성되어 광검출기(5)를 상부 소정의 위치에 안치하는 제 3지지체(4)로 이루어 진 것을 특징으로 하는 광 픽-업장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프리즘(6)의 일측면의 상부면에는 그 레이저다이오드(3)에서 방사되는 빔을 대물렌즈(12)로 반사하며 광검출기(5)로 조사되는 광정보의 빔을 일부 제한하는 제 1반사판(8)이 형성되며, 상기 대물렌즈(12)와 평행하게 마주보는 상기 프리즘(6)의 상부면에는 그 대물렌즈(12)를 경유해 입사되는 광정보의 빔을 그대로 투과시키는 무반사코팅판(10)이 형성되고, 상기 제 2지지체(7)와 접하는 프리즘(6)의 타측면에는 무반사코팅판(10)을 경유해 입사되는 광정보의 빔을 광검출기(5)로 조사하기 위해 일정한 각으로 반사하는 제 2반사판(9)이 형성된 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
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