KR20000045645A - Optical pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광디스크로부터 데이터를 쓰거나 읽는 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 빔품질 조정수단을 구비하여 빔의 품질을 향상시킬 수 있는 광픽업 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup apparatus for writing or reading data from an optical disc, and more particularly, to an optical pickup apparatus having beam quality adjusting means to improve beam quality.
최근들어 기록매체는 데이터의 디지털화, 대용량화, 고속 억세스화 등에 의해 테이프 매체에서 디스크 매체로 바뀌고 있다. 또한, 동일크기에서 대용량화를 만족시키기 위하여 디스크의 데이터 기록밀도가 높아지고 있다. 이로 인하여, 광을 이용하여 데이터 기록하고 읽어내는 광픽업 장치는 광원의 단파장화, 고정도의 빔 품질, 부품 및 조립의 고정도화가 요구되어 지고 있다.In recent years, recording media have been changed from tape media to disk media due to the digitization, large capacity, and high speed access of data. Further, the data recording density of the disc is increasing to satisfy the large capacity at the same size. For this reason, the optical pickup device that records and reads data using light is required to shorten the wavelength of the light source, high beam quality, high precision of parts and assembly.
이러한 요구에 대해 광원의 단파장화는 레이져다이오드의 개발에 따라 달성될 수 있게 된다. 그러나, 부품의 공차 관리 및 조립의 정도에는 항상 한계가 있으며 광픽업은 기구적인 치수뿐만 아니라 출사되는 빔의 품질에 따라 광픽업의 성능이 좌우된다. 이는 광픽업에 사용되는 광학부품의 광학적 성능에 따라 크게 달라지게 된다. 종래에는 광학 부품의 코팅성능, 복굴절, 편광방향 등의 기본 성능을 관리하고 로트(Lot)별의 데이터 관리에 근거하여 광픽업을 조립하고 평가하였다.For this requirement, shortening of the wavelength of light source can be achieved by the development of laser diode. However, there is always a limit in the degree of tolerance management and assembly of the parts, and the optical pickup depends not only on the mechanical dimensions but also on the quality of the emitted beam. This greatly depends on the optical performance of the optical components used in the optical pickup. Conventionally, basic performances such as coating performance, birefringence, polarization direction, etc. of optical components are managed, and optical pickups are assembled and evaluated based on data management by lot.
도 1은 두 개의 광원을 가진 일반적인 DVD/CD 용 광픽업 장치의 구성에 대한 개괄도를 나타낸 것으로서 제1 및 제2 홀로그램 모듈(2, 4)과, 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(2 또는 4)에서 발생된 빔을 광디스크(14)의 기록면에 집속하기 위한 대물렌즈(12)와, 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(2 또는 4)에서 발생된 빔을 대물렌즈(12) 쪽으로 전반사시키는 전반사미러(10)와, 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(2 또는 4) 전반사미러(10) 사이에 배치된 프리즘(6)과, 프리즘(18)과 전반사미러(10) 사이에 배치된 시준렌즈(8)를 구비한다.FIG. 1 shows a schematic diagram of a configuration of an optical pickup apparatus for a general DVD / CD having two light sources, and includes first and second hologram modules 2 and 4 and first or second hologram modules 2 or 4. ), The total reflection mirror that totally reflects the beam generated by the objective lens 12 to the recording surface of the optical disk 14 and the beam generated by the first or second hologram module 2 or 4 toward the objective lens 12. 10, a prism 6 disposed between the first or second hologram module 2 or 4 total reflection mirror 10, and a collimation lens 8 disposed between the prism 18 and the total reflection mirror 10; ).
도 1의 광픽업 장치에서 제1 및 제2 홀로그램 모듈(2, 4)은 광빔을 발생하는 레이져 다이오드(Laser Diode)와 광디스크로부터의 반사광빔을 검출하는 광검출기(PD) 및 광빔을 분할하는 홀로그램 패턴이 한 부품안에 내장된 것을 말한다. 제1 또는 제1 홀로그램 모듈(2, 4)의 광원으로부터 출사된 발산 빔은 투과 및 반사 특성을 가진 프리즘(6)을 통과하여 시준렌즈(8)를 투과하면서 평행빔으로 만들어져 전반사미러(10)로 진행하게 된다. 전반사미러(10)는 시준렌즈(8)로부터 입사되는 평행빔을 전반사시켜 대물렌즈(12) 쪽으로 진행하도록 한다. 대물렌즈(12)는 전반사미러(10)로부터 입사되는 빔을 광디스크(DVD 또는 CD)(14)의 기록면에 집속시키게 된다. 광디스크(14)의 기록면에서 반사된 빔은 대물렌즈(12), 전반사미러(10), 시준렌즈(8), 프리즘(6)을 경유하여 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(2 또는 4)에 내장된 광검출기로 집속되게 된다. 이에 따라, 광검출기는 반사빔을 광량을 전기적인 신호로 변환하여 출력하게 된다.In the optical pickup device of FIG. 1, the first and second hologram modules 2 and 4 may include a laser diode for generating a light beam, a photodetector PD for detecting a reflected light beam from an optical disk, and a hologram for splitting the light beam. The pattern is embedded in one part. The divergent beam emitted from the light sources of the first or first hologram modules 2 and 4 is made into a parallel beam while passing through the collimation lens 8 through the prism 6 having the transmission and reflection characteristics, thereby making it a total reflection mirror 10. Proceed to The total reflection mirror 10 totally reflects the parallel beam incident from the collimating lens 8 to travel toward the objective lens 12. The objective lens 12 focuses the beam incident from the total reflection mirror 10 onto the recording surface of the optical disc (DVD or CD) 14. The beam reflected from the recording surface of the optical disc 14 is embedded in the first or second hologram module 2 or 4 via the objective lens 12, the total reflection mirror 10, the collimation lens 8, and the prism 6. Focused to the photodetector. Accordingly, the photodetector converts the reflected beam into an electrical signal and outputs the electrical signal.
그런데, 전술한 구성의 광픽업 장치는 주로 광축을 조정하고 기구적, 회로적인 것에 근거하여 광원 및 대물렌즈의 X-Y 조정, 틸트(Tilt)의 조정 등을 행하게 되는데, 신호의 가장 기본이 되는 집광 빔의 품질은 부품의 성능 및 조립상태에 의해 결정되어지게 된다. 그러나, 고밀도화된 디스크의 기록/재생을 수행하는 광픽업의 경우, 특히 DVD-RAM과 같이 기록 및 재생을 모두 수행해야 하는 광픽업의 경우 빔 품질을 향상시키는 것이 필요하지만 종래의 광픽업 장치에는 빔 품질의 향상을 위한 별도의 조정수단이 구비되어 있지 않고 조립된 픽업에만 의존하게 됨으로써 빔 품질을 향상시키는 데에는 한계점이 도출되게 되었다. 이에 따라 집광되는 빔의 품질을 조정하는 것이 요구되고 있다.However, the optical pickup device having the above-described configuration mainly adjusts the optical axis and performs XY adjustment of the light source and the objective lens, adjustment of the tilt, and the like based on the mechanical and circuitry. Quality is determined by the performance and assembly of the components. However, in the case of optical pickup that records / reproduces a densified disk, especially in the case of optical pickup that requires both recording and playback such as a DVD-RAM, it is necessary to improve beam quality. There is no limit on improving the beam quality by relying only on the assembled pick-up, without the need for a separate adjustment means for improving the quality. Accordingly, it is required to adjust the quality of the focused beam.
따라서, 본 발명의 목적은 빔 품질 조정수단을 구비하여 광학부품 재료 및 제조공정에서 반드시 존재하는 광학수차를 조정을 통하여 보정함으로써 빔 품질을 향상시킬 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical pickup apparatus having beam quality adjusting means, which can improve beam quality by adjusting optical aberrations necessarily present in optical component materials and manufacturing processes through adjustment.
도 1은 종래의 DVD/CD 겸용 광픽업 장치의 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the configuration of a conventional DVD / CD combined optical pickup device.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 DVD/CD 겸용 광픽업 장치의 구성을 나타낸 도면.2 is a view showing the configuration of a DVD / CD combined optical pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 시준렌즈 회전조정부를 상세하게 나타낸 도면.3A to 3C are detailed views of the collimation lens rotation control unit illustrated in FIG. 2.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉<Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
2, 20 : 제1 홀로그램 모듈 4, 22 : 제2 홀로그램 모듈2, 20: first hologram module 4, 22: second hologram module
6, 24 : 프리즘 8, 26 : 시준렌즈6, 24: prism 8, 26: collimation lens
10, 30 : 전반사미러 12, 32 : 대물렌즈10, 30: total reflection mirror 12, 32: objective lens
14, 34 : 광디스크 28 : 회전조정장치14, 34: optical disk 28: rotation control device
36 : 회전기준부 38 : 제1 기어36: rotational reference portion 38: the first gear
40 : 베이스 40A : 경사면40: base 40A: inclined surface
42 : 밀림 방지판 44 : 제2 기어42: anti-roll plate 44: second gear
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 다수의 렌즈 중 적어도 하나 이상의 렌즈에 상기 수광소자로 광학수차가 보정된 빔이 들어오도록 상기 렌즈를 회전조정하는 회전조정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, the optical pickup apparatus according to the present invention includes a rotation adjusting means for rotating the lens to at least one or more of the plurality of lenses to the optical aberration-corrected beam to the light receiving element. It features.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 2 내지 도 3c를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 3C.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광픽업 장치의 구성을 나타낸 것으로서, 도 2의 광픽업 장치는 광원 및 광검출기가 장착된 제1 및 제2 홀로그램 모듈(20, 22)과, 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(20 또는 22)에서 발생된 빔을 광디스크(34)의 기록면에 집속하기 위한 대물렌즈(32)와, 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(20 또는 22)에서 발생된 빔을 대물렌즈(32) 쪽으로 전반사시키는 전반사미러(30)와, 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(20 또는 22) 전반사미러(30) 사이에 배치된 프리즘(24)과, 프리즘(24)과 전반사미러(30) 사이에 배치된 시준렌즈(26)와, 시준렌즈(26)를 회전시켜 광학수차를 보정하기 위한 회전조정장치(28)를 구비한다.2 illustrates a configuration of an optical pickup apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the optical pickup apparatus of FIG. 2 includes first and second hologram modules 20 and 22 equipped with a light source and a photodetector, and a first or second optical pickup apparatus. The objective lens 32 for focusing the beam generated by the second hologram module 20 or 22 on the recording surface of the optical disc 34, and the beam generated by the first or second hologram module 20 or 22 The total reflection mirror 30 totally reflecting toward the 32, the prism 24 disposed between the first or second hologram module 20 or 22, the total reflection mirror 30, the prism 24 and the total reflection mirror 30; A collimation lens 26 disposed therebetween and a rotation adjusting device 28 for correcting optical aberration by rotating the collimation lens 26 are provided.
도 2에 도시된 광픽업 장치에서 제1 및 제2 홀로그램 모듈(20, 22)은 각각 DVD와 CD를 억세스하기 위한 것으로서 DVD용 또는 CD용 파장의 빔을 발생하는 레이저 다이오드(Laser Diode)와 광디스크에서 반사되어 입사되는 반사빔을 검출하는 광검출기(PD) 및 빔을 분할하는 홀로그램 패턴이 한 부품안에 내장되어 있다. 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(20 또는 22)의 광원으로부터 출사된 발산 빔은 투과 및 반사 특성을 가진 프리즘(24)을 통과하여 시준렌즈(26)를 투과하면서 평행빔으로 만들어져 전반사미러(30)로 진행하게 된다. 전반사미러(30)는 시준렌즈(26)로부터 입사되는 평행빔을 전반사시켜 대물렌즈(32) 쪽으로 진행하도록 한다. 대물렌즈(32)는 전반사미러(30)로부터 입사되는 빔을 광디스크(DVD 또는 CD)(34)의 기록면에 집속시키게 된다. 광디스크(34)의 기록면에서 반사된 빔은 대물렌즈(32), 전반사미러(30), 시준렌즈(26), 프리즘(24)을 경유하여 제1 또는 제2 홀로그램 모듈(20 또는 22)에 내장된 광검출기로 집속되게 된다. 이에 따라, 광검출기는 반사빔을 광량을 전기적인 신호로 변환하여 출력하게 된다.In the optical pickup device shown in FIG. 2, the first and second hologram modules 20 and 22 are for accessing a DVD and a CD, respectively, and a laser diode and an optical disc generating beams of wavelengths for a DVD or a CD. The photodetector PD for detecting the reflected beam reflected by the light beam and the hologram pattern for dividing the beam are embedded in one component. The divergent beam emitted from the light source of the first or second hologram module 20 or 22 is made into a parallel beam while passing through the collimating lens 26 through the prism 24 having the transmission and reflection characteristics, and thus the total reflection mirror 30. Proceed to The total reflection mirror 30 totally reflects the parallel beam incident from the collimation lens 26 to travel toward the objective lens 32. The objective lens 32 focuses the beam incident from the total reflection mirror 30 onto the recording surface of the optical disc (DVD or CD) 34. The beam reflected from the recording surface of the optical disc 34 is embedded in the first or second hologram module 20 or 22 via the objective lens 32, the total reflection mirror 30, the collimation lens 26, and the prism 24. Focused to the photodetector. Accordingly, the photodetector converts the reflected beam into an electrical signal and outputs the electrical signal.
이 경우, 광원에서 출사된 빔은 통상 반사면이나 투과를 통하여 빔의 강도가 저하되거나 빔이 왜곡되어진다. 이는 코팅의 특성, 투과매질의 균질성, 제조상의 에러 등 여러 가지 원인에서 기인한 것으로서 이러한 빔의 왜곡에는 방향성을 가지는 경우가 많다. 이에 따라, 시준렌즈(26)에 회전조정장치(28)를 장착하여 시준렌즈(26)를 회전시킴으로써 빔이 방향성을 가지고 왜곡하는 것을 다른 광학부품의 왜곡과 상쇄시켜 제거할 수 있게 된다.In this case, the beam emitted from the light source is usually reduced in intensity or distorted by the beam through the reflection surface or transmission. This is due to various factors such as the characteristics of the coating, homogeneity of the transmission medium, manufacturing error, and the beam distortion is often directional. Accordingly, the rotation adjusting device 28 is mounted on the collimating lens 26 to rotate the collimating lens 26 so that the distortion of the beam with the directivity can be canceled by canceling the distortion of other optical components.
상세히 하면, 시준렌즈(26)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 회전조정장치(28)의 제1 기어(36)와 회전기준부(38)에 조립되고 회전시 광축고정 및 밀림방지 역할을 하는 밀림방지판(42)을 이용하여 베이스(40)에 고정된다. 이때, 광축은 베이스(40)의 경사면(40A)과 광축기준 및 회전기준부(38)의 외경에 의해 얼라인먼트(Alignment)되어 진다. 또한, 광학수차를 맞추기 위해 시준렌즈(26)를 회전시키고자 하는 경우 회전을 발생시키는 제1 기어부(38)는 회전조정부(도시하지 않음)의 제2 기어(44)에 의해 구동된다. 이 경우, 회전기준부(36)의 외경이 제1 기어부(38)보다 크게 설정되어 있고 회전기준부(36)가 베이스(40)의 경사면(40A)과 밀림방지판(42)에 의해 고정되어 지므로 시준렌즈(26)의 광학수차만을 조정하게 되고 광축벗어남 등의 문제점은 일어나지 않게 된다.In detail, the collimating lens 26 is assembled to the first gear 36 and the rotation reference unit 38 of the rotation adjusting device 28 as shown in FIGS. 3A to 3C, and serves to fix and prevent the optical axis from rotating. It is fixed to the base 40 by using the anti-roll plate 42. At this time, the optical axis is aligned by the inclined surface 40A of the base 40 and the outer diameter of the optical axis reference and rotation reference unit 38. In addition, when the collimating lens 26 is to be rotated to match the optical aberration, the first gear portion 38 which generates rotation is driven by the second gear 44 of the rotation adjusting portion (not shown). In this case, the outer diameter of the rotational reference portion 36 is set larger than the first gear portion 38, and the rotational reference portion 36 is fixed by the inclined surface 40A of the base 40 and the anti-roll plate 42. Since only the optical aberration of the collimation lens 26 is adjusted, problems such as optical axis deflection do not occur.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 시준렌즈에 회전조정장치를 장착하여 시준렌즈를 회전시킴으로써 광학수차를 보정함으로써 빔 품질을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, the beam quality may be improved by correcting the optical aberration by rotating the collimating lens by attaching the rotation adjusting device to the collimating lens.
또한, 전술한 바와 같이 시준렌즈(26)에 적용된 광학수차 조정장치는 어떠한 광학부품에도 용이하게 적용할 수 있으며, 이는 광학 및 기구적인 레이아웃(Layout)과 공간의 확보에 따라 결정될 수 있게 된다. 특히, 플라스틱 재질의 사출물 렌즈는 사출조건 또는 금형의 정도에 따라 복굴절 방향이 다르게 나타나므로 전술한 회전조정장치를 장착하는 경우 효과적으로 광학수차를 보정할 수 있게 된다. 그리고, 회전조정장치를 이용한 광학수차 보정은 광학부품중에서 수차에 영향도 및 방향성이 가장 큰 부품을 택하여 수행하는 것이 더욱 효과적이다. 다시 말하여, 필요하다면 하나의 광학부품 뿐만 아니라 여러 개의 광학부품을 전술한 회전조정장치를 이용하여 조정하는 것도 가능하게 된다.In addition, as described above, the optical aberration adjusting device applied to the collimating lens 26 can be easily applied to any optical component, which can be determined according to the optical and mechanical layout and the securing of space. In particular, since the birefringence direction is different according to the injection condition or the degree of the mold, the plastic lens of the plastic material can effectively correct the optical aberration when the aforementioned rotation adjusting device is mounted. Further, the optical aberration correction using the rotation adjusting device is more effective to select a component having the greatest influence and direction on the aberration among the optical components. In other words, if necessary, not only one optical component but also several optical components can be adjusted using the above-described rotation adjusting device.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치에 의하면 빔품질 조정수단을 렌즈와 회전가능하게 결합하고 렌즈를 회전조정함으로써 광학부품 재료 및 제조공정에 의해 반드시 존재하는 광학수차를 보정하여 빔품질을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 빔품질 조정수단을 갖는 광픽업 장치는 광학수차 보정을 통해 고정도의 빔품질을 제공함으로써 고밀도화된 광디스크 기록/재생에 적합하게 된다.As described above, according to the optical pickup device according to the present invention, the beam quality adjusting means is rotatably coupled with the lens and the lens is rotated to correct the optical aberration necessarily present by the optical component material and the manufacturing process, thereby improving the beam quality. It can be effectively improved. Accordingly, the optical pickup apparatus having the beam quality adjusting means according to the present invention is suitable for high density optical disc recording / reproducing by providing a high accuracy beam quality through optical aberration correction.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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