KR19990041890A - 광학소자 일체형 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학소자 일체형 광픽업장치에 관한 것이다. 이는, 반사광을 직접 수광하므로 광량손실을 억제하므로 광검출신호의 출력회로가 단순해짐과 동시에 광량손실이 적어질 수 있고, 광학소자를 일체화하므로 광픽업장치의 조립성이 향상되도록, 광디스크(40)의 하방에 설치되어 레이저광을 회절시킴과 동시에 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 입방체의 광학소자(20)와, 이 광학소자(20)의 측면에서 일정파장의 레이저광을 방출하는 레이저다이오드(10)와, 상기 광학소자(20)의 상측에서 레이저광을 광디스크(40)상에 집광시키는 대물렌즈(30)를 포함하여 이루어지는 광픽업장치를 제공한다. 이로써, 다수개의 광학소자가 일체로 형성되어 광픽업장치의 조립성이 향상되고, 입사광과 반사광의 광경로가 상이함과 동시에 레이저광의 광량손실을 최소화하므로 광픽업장치의 신뢰성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Description

광학소자 일체형 광픽업장치

본 발명은 광학소자 일체형 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 복수개의 회절격자를 사용하여 광학상의 광경로를 보상하므로 광픽업장치를 컴팩트화시켜 광픽업장치의 조립성이 향상되므로 광픽업장치를 저렴하게 공급할 수 있는 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로, 컴팩트 디스크 플레이어의 광픽업장치는 도 1에 도시된 바와 같이 광학소자가 안치되는 실리콘 베이스기판(4)과, 이 실리콘 베이스기판(4) 상면의 일측에 설치되는 방열 실리콘기판(4a)과, 이 방열 실리콘기판(4a)의 상측에 설치되는 레이저다이오드(1)와, 이 레이저다이오드(1)가 설치되는 방열 실리콘기판(4a)과 이격되게 설치되는 프리즘(2)과, 이 프리즘(2)의 내부 하면과 상면에 각각 형성된 반사면 및 광검출기(3)와, 상기 레이저다이오드(1)의 대향면인 프리즘(2)의 일측면에서 경사지게 형성된 빔스플리트면(2a)과, 이 빔스플리트면(2a)의 상측과 광디스크(6)사이에 설치되는 대물렌즈(5)로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 콤팩트 디스크 플레이어의 작동은 먼저, 레이저다이오드(1)에서 일정파장의 레이저광이 방출되어 프리즘(2)의 빗사면에 형성된 빔스플리트면(2a)으로 입사되고, 이 레이저광은 빔스플리트면(2a)에 의해 일정한 비율로 반사 및 투과된다. 이렇게 반사 및 투과되는 레이저광중에서 반사된 레이저광은 빔스플리트면(2a)에서 대물렌즈(5)의 구경을 경유하여 1.2mm인 광디스크(6)상에서 지름이 1.6μm인 에어리 형태로 집광되므로, 이 레이저광은 광디스크상의 피트(6a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(5)로 돌아오게 되나, 피트(6a)가 있는 곳에서는 레이저광이 피트(6a)에 의해 회절되어 대물렌즈(5)의 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(3)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(6a)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(6a)의 상하에 반파장이 달라 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(3)에 돌아온 광량이 감소하게 되는 것이다.

그리고, 상기 광디스크(6) 대물렌즈를 경유하여 빔스플리트면(2a)으로 조사되고, 이 반사광은 다시 일정한 비율로 반사 및 투과되며 이중에서 빔스플리트면(2a)에 의해 투과되는 레이저광은 광검출기(3)측으로 조사된다. 이렇게 변조된 반사광은 광검출기에 의해 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변환되며, 이 변환된 전류는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조하여 재생시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 광 픽업장치는, 트랙킹과 포커싱에러 신호검출을 위하여 1차 수광후에 프리즘(2)의 상단면에 반사시켜 재입사시켜야 하므로 광검출신호의 출력회로가 복잡해지고, 프리즘(2)면에서 반사 및 투과가 여러회 반복되므로 광량의 손실이 커지게 되어 조립성이 저하되므로 광픽업장치의 가격이 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 반사광을 직접 수광하므로 광량손실을 억제하므로 광검출신호의 출력회로가 단순해짐과 동시에 광량손실이 적어질 수 있고, 광학소자를 일체화하므로 광픽업장치의 조립성이 향상되는 광학소자 일체형 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광디스크의 하방에 설치되어 레이저광을 회절시킴과 동시에 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 입방체의 광학소자와, 이 광학소자의 일측면에 설치되어 광의 진행방향에 대하여 수직으로 편광된 레이저광을 방출하는 레이저다이오드와, 상기 광학소자의 상측에서 레이저광을 광디스크상에 집광시키는 대물렌즈를 포함하여 이루어지는 광학소자 일체형 광픽업장치를 제공한다.

도 1은 종래 콤팩트 디스크 플레이어의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 광픽업장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 작동상태도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 레이저다이오드 15 : 광검출기

20 : 광학소자 22 : 제 1회절격자부

24 : 제 2회절격자부 26 : 파장판

30 : 대물렌즈 40 : 광디스크

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 광디스크(40)의 하방에 설치되어 레이저광을 회절시킴과 동시에 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 입방체의 광학소자(20)와, 이 광학소자(20)의 측면에서 일정파장의 레이저광을 방출하는 레이저다이오드(10)와, 상기 광학소자(20)의 상측에서 레이저광을 광디스크(40)상에 집광시키는 대물렌즈(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 광학소자(20)는 굴절율이 우수한 프리즘으로 형성되므로 레이저광이 투과시에 광경로상의 변화나 광량손실을 최소화한다.

그리하여, 이 광학소자(20)의 내측 하면에는 광디스크(40)상에서 반사되어 광정보가 독출된 레이저광이 수광된다.

또한, 이 광학소자(20)의 일측면 즉, 상기 레이저다이오드(10)의 측방에서 일체로 레이저광을 1차회절시키는 제 1회절격자(22)가 기립형성되고, 이 광학소자(20)의 상면에서 레이저광을 2차회절시키는 제 2회절격자(24)가 형성되며, 이 제 2회절격자(24)의 상면에는 레이저광의 편광성을 변환시키는 파장판(26)이 일체로 형성된다.

한편, 상기 레이저다이오드(10)는 광의 진행방향에 대하여 수직으로 편광된 레이저광 즉, S편광된 레이저광을 방출하는 것이다.

다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 도시되지 않은 제어부에서 광디스크(40)의 재생신호가 발생되면, 이 재생신호는 레이저다이오드(10)로부터 일정파장의 레이저광 예컨데, 광디스크(40)가 디지털 오디오 디스크인 경우에는 730~760 ㎚ 파장의 레이저광이 방출된다.

또한, 이 레이저광은 광의 진행방향에 대하여 수직으로 편광된 레이저광 즉, S편광된 레이저광이 방출되는 것이다.

이와같이 방출된 레이저광은 레이저다이오드(10)로부터 입방체의 광학소자(20) 일측면으로 조사되는데, 이는 광학소자(20) 일측면에서 기립형성된 제 1회절격자(22)로 조사되는 것이다.

그리하여, 레이저광은 레이저다이오드(10)로부터 제 1회절격자로 조사되고, 이 레이저광은 제 1회절격자(22)에 의해 회절되는데, 이는 제 1회절격자가 S편광된 레이저광만을 회절하도록 격자처리되어 있으므로, 레이저광은 회절되는 것이고, 이 회절각은 광학소자(20)의 상방으로 향하도록 격자를 조절하여 에칭하면 되는 것이다.

그리고, 이렇게 회절된 레이저광은 제 1회절격자(22)로부터 광학소자(20)의 상측면에 수평형성된 제 2회절격자(24)로 조사되는데, 이 제 2회절격자(24)는 상기 제 1회절격자(22)와 동일하게 S편광만을 회절하므로 제 2회절격자(24)에 의해 다시 회절된다.

그러므로, 상기와 같이 회절된 레이저광은 초기 레이저다이오드(10)로부터 방출시와는 기립된 광경로 즉, 90。상방으로 광경로가 회절되어 진행됨과 동시에 제 2회절격자(24) 상측에 일체로 형성된 파장판(26)으로 조사된다.

그리하여, 이 레이저광은 파장판(26)을 경유하면서 직선편광이 원편광으로 변환되는 것이고, 이렇게 원편광된 레이저광은 파장판(26)으로부터 대물렌즈(30)로 조사된다. 이렇게 조사된 레이저광은 대물렌즈(30)를 경유하면서 광디스크(40)상에 집광되고, 집광된 레이저광은 광디스크(40)의 기록면에서 회절됨과 동시에 광량이 변화되어 변조되는 것이다.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 광디스크(40)상에서 광정보를 독출한 레이저광은 대물렌즈(30)로부터 광학소자(20)로 조사된다.

이 레이저광은 광학소자(20)의 파장판(26)을 다시 투과하게 되는데, 이 레이저광은 파장판(26) 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다. 이때, 직선편광된 레이저광은 광디스크(40)상에서 반사시 역전된 원편광이 파장판(26)으로 입사되므로, 초기 파장판(26)에 입사시와는 직교하는 편광방향을 갖는 직선편광이 된다. 이렇게 역전된 직선편광의 레이저광은 제 2회절격자(24)로 입사된다.

그리하여, 반사광은 직선편광의 위상이 지연되어 제 2회절격자(24)에 조사되는데 이때, 광디스크(40)상에서 반사된 레이저광은 제 2회절격자(24)로부터 회절되지 않는다. 이는, 상기 파장판(26) 투과시에 역전된 레이저광이 되므로 회절되지 않는 것이다.

그리하여, 회절되지 않고 직진하는 레이저광은 제 2회절격자(24)로부터 광학소자(20)의 저면부에 설치된 광검출기(15)로 조사되고, 이 반사광은 광검출기(15)에서 포커스에러가 검출되도록 하며 결상되는 광량을 연산하여 트랙킹에러가 검출되는 것이다.

이와같이, 각각의 경로를 경유하여 광정보를 독출한 레이저광은 회절과 간섭 및 반사 투과되어 디지털 오디오신호 및 디지털 비디오신호를 원래의 전기적 신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 디지털 신호처리부(도시않됨)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로써 광디스크상에 기록된 오디오신호인 알에프(R.F)신호와 에러검출신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력되는 것이다.

이와 같이 본 발명은, 일정편광성분의 레이저광을 사용하여 복수개의 회절격자(22, 24)를 경유시켜 광디스크(40)상의 광정보를 독출하고, 광디스크(40)상에서 반사된 레이저광을 입사시와는 다른 경로로 광검출기(15)로 수광시키므로 레이저광의 광경로가 반사광과 상이할 수 있어 입사광과 반사광의 간섭을 방지함과 동시에 광학소자(20)내에 다수개의 소자를 일체화시킬 수 있는 것이다.

본 발명 광학소자 일체형 광픽업장치는, 다수개의 광학소자가 일체로 형성되어 광픽업장치의 조립성이 향상되고, 입사광과 반사광의 광경로가 상이함과 동시에 레이저광의 광량손실을 최소화하므로 광픽업장치의 신뢰성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 광디스크(40)의 하방에 설치되어 레이저광을 회절시킴과 동시에 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 입방체의 광학소자(20)와, 이 광학소자(20)의 측면에서 일정파장의 레이저광을 방출하는 레이저다이오드(10)와, 상기 광학소자(20)의 상측에서 레이저광을 광디스크(40)상에 집광시키는 대물렌즈(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 일체형 광픽업장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학소자(20)는 상기 레이저다이오드(10)의 측면으로 일체로 기립형성되어 레이저광을 1차회절시키는 제 1회절격자(22)와, 이 광학소자의 상면에서 레이저광을 2차회절시키는 제 2회절격자(24)와, 이 제 2회절격자(24)의 상면에서 일체로 레이저광의 편광성을 변환시키는 파장판(26)과, 이 광학소자(20)의 하면에서 상기 제 2회절격자(24)와 대향되게 설치되는 광검출기(15)가 설치된 것을 특징으로 하는 광학소자 일체형 광픽업장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저다이오드(10)는 광의 진행방향에 대하여 수직으로 편광된 레이저광을 방출하는 것을 특징으로 하는 광학소자 일체형 광픽업장치.