KR20020063668A - Optical pickup using a laser diode having multi wavelength sources - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광기록재생기의 광픽업 장치에 관한 것으로서, 특히 멀티 파장이 사용되는 광기록재생기에 있어, 멀티 파장의 광원이 디스크에 대한 접선방향 옵셋을 갖도록 구성되는 레이저 다이오드를 발광부로 이용함으로써, 포커싱 서보 및 트랙킹 서보가 안정되게 수행될 수 있는 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup apparatus of an optical recorder, and more particularly, to an optical recorder using a multi-wavelength, by using a laser diode configured as a light emitting unit, the laser diode being configured so that the light source of the multi-wavelength has a tangential offset to the disk. The present invention relates to an optical pickup apparatus including a laser diode in which a multi-wavelength light emitting unit in which servo and tracking servo can be stably performed is formed.
오늘날, 데이터의 디지털(digital)화, 대용량화 등에 의하여 저장 매체가 테이프(tape)에서 디스크로 바뀌고 있고, 또한 디스크에 데이터를 저장하는 기록 밀도를 높임으로써 디스크의 저장 용량을 크게하고 있다. 따라서, 광원으로 사용되는레이저 다이오드가 780nm의 파장을 갖는 컴팩트 디스크(CD:Compact Disc)에서, 최근에는 대용량화의 차원에서 650nm, 400nm의 파장에 적합한 디스크들이 개발되고 있다. 이에 따라, 상기 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 광픽업 장치는 하위 호환성의 차원에서 저장 밀도가 다른 디스크들에 동시 적용될 수 있도록 다양하게 개발되고 있다.Today, the storage medium is changing from tape to disk due to digitalization, large capacity, and the like, and the storage capacity of the disk is increased by increasing the recording density for storing data on the disk. Therefore, in a compact disc (CD) in which a laser diode used as a light source has a wavelength of 780 nm, discs suitable for wavelengths of 650 nm and 400 nm have recently been developed for the purpose of large capacity. Accordingly, various optical pickup apparatuses for recording and reproducing information on the disc have been developed so that they can be simultaneously applied to discs having different storage densities in terms of backward compatibility.
한편, 광픽업 장치는 광원의 파장에 따라, CD 계열이나 DVD 계열 그리고 BLUE 등 다양한 디스크로부터 신호를 읽고 기록할 수 있는 핵심 부품이다. 각 디스크는 피트(pit)라는 요철의 형상에 정보를 가지고 있으며, 광픽업 장치는 이 피트에 광을 집광하여 피트의 유무에 따라 광학적인 명암을 검출하고, 이를 회로적인 신호로 변환하는 장치이다.Meanwhile, the optical pickup device is a core component capable of reading and recording signals from various disks such as CD series, DVD series, and BLUE depending on the wavelength of the light source. Each disk has information on the shape of unevenness called a pit, and an optical pickup device focuses light on the pit, detects optical contrast according to the presence or absence of a pit, and converts it into a circuit signal.
광픽업 장치의 구성은 크게 빛을 만들어 내는 레이저 다이오드와, 레이저 다이오드에서 만들어진 빛의 진행 경로를 조정하는 렌즈와 거울들, 그리고 기록체 표면에서 반사되어 오는 빛을 검출하여 전기신호로 바꾸어주는 센서, 예컨대 포토 다이오드 등으로 이루어져 있다. 이러한 광픽업 장치는 여러 디스크에 대하여 하위 호환성을 확보하도록 요구되어 지고 있으며, 작고 가벼워야 된다는 요구는 심화되어, 이에 대응하는 기술도 점차 개발되고 있다.The optical pickup device consists of a laser diode that produces light, a lens and mirrors that control the path of light generated by the laser diode, and a sensor that detects and converts light reflected from the surface of the recording material into an electrical signal, For example, it consists of a photodiode. Such optical pickup devices are required to secure backward compatibility with various disks, and the demand for small and light devices is intensified, and corresponding technologies are gradually developed.
한편, 도 1은 종래의 레이저 다이오드와 포토 다이오드가 구비된 발광/수광부 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.On the other hand, Figure 1 is a view schematically showing the configuration of a light emitting / receiving unit module provided with a conventional laser diode and a photo diode.
도 1을 참조하면, 종래의 발광/수광부 모듈은 빔을 발광하는 레이저 다이오드(101)와, 디스크에서 반사되어 돌아오는 빔을 검출하는 발광부의 제 1 포토 다이오드(102) 및 제 2 포토 다이오드(103)와, 진행되는 빔을 투과 또는 반사시키는 마이크로 프리즘(104)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the conventional light emitting / receiving module includes a laser diode 101 for emitting a beam and a first photodiode 102 and a second photodiode 103 for detecting a beam reflected from a disk. ) And a micro prism 104 that transmits or reflects an advancing beam.
여기서, 상기 레이저 다이오드(101)에서 발광된 빔은 마이크로 프리즘(104)를 거쳐 출사되고, 이는 반사 또는 투과의 미러나 렌즈를 경유하여 디스크에 집광되게 되고, 상기 디스크에서 반사된 빔은 다시 상기 마이크로 프리즘(104)을 거쳐 제 1 포토 다이오드(102)와 제 2 포토 다이오드(103)에 검출되게 된다.Here, the beam emitted from the laser diode 101 is emitted through the micro-prism 104, which is focused on the disk via a mirror or lens of reflection or transmission, and the beam reflected from the disk is again the micro The first photodiode 102 and the second photodiode 103 are detected by the prism 104.
또한, 도 2는 종래의 레이저 다이오드와 포토 다이오드가 구비된 발광/수광부 모듈에서 포커스 에러를 검출하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 3은 종래의 레이저 다이오드와 포토 다이오드가 구비된 발광/수광부 모듈에서 트랙킹 에러를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a method for detecting a focus error in a light emitting / receiving module equipped with a conventional laser diode and a photodiode, and FIG. 3 is a tracking of a light emitting / receiving module equipped with a conventional laser diode and a photodiode. It is a figure which shows the method of detecting an error.
도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 포토 다이오드(102)와 제 2 포토 다이오드(103)에 같은 크기의 광 스팟(spot)이 검출될 때가 정확한 포커싱(focusing)이 된 상태이며, 도 2의 (a) 및 (c)와 같이 광 스팟이 검출되는 경우에는 각각 디스크로부터 멀어지는 경우와 가까워지는 경우를 나타내는 것이다.As shown in FIG. 2B, when the same sized light spots are detected in the first photodiode 102 and the second photodiode 103, accurate focusing is achieved. When light spots are detected as shown in (a) and (c) of 2, the case where the light spot is closer to the case away from the disc, respectively.
또한, 도 3의 (b)는 'on track'의 상태를 나타내고 있으며, (a)와 (c)는 디스크에서의 광 스팟이 각각 피트 열의 좌측과 우측으로 쏠려 있는 'detrack'의 상태를 나타낸다.In addition, (b) of FIG. 3 shows a state of 'on track', and (a) and (c) show a state of 'detrack' in which light spots on the disk are directed to the left and right of the pit row, respectively.
한편, 도 2 및 도 3에 나타낸 것은 하나의 광원에 대한 포커싱 서보와 트랙킹 서보를 나타낸 것인데, 근래에는 도 4에 나타낸 바와 같은 하나의 팩키지에 두 개의 파장을 갖는 레이저 다이오드를 실장한 부품이 출시되었다. 이와 같이 하나의팩키지에 두 개의 파장을 갖는 레이저 다이오드를 이용하여 발광/수광부 모듈을 구성하는 경우에는 작고 가벼운 광픽업 장치를 만들 수 있다는 장점이 있다.2 and 3 illustrate a focusing servo and a tracking servo for one light source. Recently, components having a laser diode having two wavelengths in a single package as shown in FIG. 4 have been released. . As such, when the light emitting / receiving module is configured by using a laser diode having two wavelengths in one package, there is an advantage in that a small and light optical pickup device can be made.
도 4는 종래의 방사방향 옵셋(offset)을 갖는 두 파장 레이저 다이오드를 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 종래의 방사방향 옵셋(offset)을 갖는 두 파장 레이저 다이오드를 이용하여 신호를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.4 is a conceptual view illustrating a two wavelength laser diode having a conventional radial offset, and FIG. 5 illustrates a method of detecting a signal using a two wavelength laser diode having a conventional radial offset. The figure shown.
도 4 및 도 5를 참조하면, 두 파장의 광원을 갖는 레이저 다이오드(401)는 방사방향(radial direction)으로 옵셋(offset)을 가지고 있다. 두 파장 레이저 다이오드(401)에서 출사되는 빔은 캐비티(cavity)에서 발광되어 지고, 두 파장의 발광원인 캐비티는 도 4에 나타낸 바와 같이 동일 평면 상에 위치하게 되며, 이는 디스크에서의 방사 방향(radial direction)으로 위치하게 된다.4 and 5, the laser diode 401 having light sources of two wavelengths has an offset in the radial direction. The beam emitted from the two wavelength laser diode 401 is emitted from the cavity, and the cavity, which is the light emitting source of the two wavelengths, is located on the same plane as shown in FIG. 4, which is a radial direction in the disk. direction).
그리고, 방사 방향으로 옵셋(offset)을 가지고 출사된 빔이 디스크에 집광된 후 다시, 상기 디스크로부터 반사되어 되돌아 온 빔이 포토 다이오드에 수광되는 상태를 나타낸 것이 도 5이다. 이때, 도 5에서 보는 바와 같이, 각 파장별로 되돌아 온 빔은 포토 다이오드(402)(403)와 옵셋(offset)이 발생되게 된다.FIG. 5 shows a state in which a beam emitted with an offset in the radial direction is focused on a disk, and then the beam reflected and returned from the disk is received by a photodiode. At this time, as shown in FIG. 5, the photodiodes 402 and 403 and an offset are generated in the beams returned for each wavelength.
이러한 경우에, 포커싱 서보를 수행하는 데에는 문제가 없으나, 트랙킹 에러를 검출하는 경우에는 한 파장의 광원에 대하여 포토 다이오드(402)(403)를 정렬시키면, 옵셋(offset)을 가진 다른 파장의 광원에 대해서는 포토 다이오드(402)(403) 자체에서의 옵셋(offset)이 존재하게 된다.In this case, there is no problem in performing the focusing servo. However, when the tracking error is detected, the photodiodes 402 and 403 are aligned with the light source of one wavelength. There is an offset in the photodiode 402 and 403 itself.
따라서, 제 1 및 제 2 포토 다이오드(402)(403)을 정렬하는데 어려움이 있으며 또한, 디스크에 대한 트랙킹 서보의 안정성을 확보하는데 어려움이 있다는 문제점이 있다.Therefore, there is a difficulty in aligning the first and second photodiodes 402 and 403, and also in securing stability of the tracking servo for the disc.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 멀티 파장이 사용되는 광기록재생기에 있어, 멀티 파장의 광원이 디스크에 대한 접선방향 옵셋을 갖도록 구성되는 레이저 다이오드를 발광부로 이용함으로써, 포커싱 서보 및 트랙킹 서보가 안정되게 수행될 수 있는 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conditions. In an optical recording / reproducing apparatus in which multi-wavelengths are used, a focusing servo is provided by using a laser diode configured as a light-emitting unit having a multi-wavelength light source having a tangential offset to a disc. And an optical pickup apparatus including a laser diode in which a multi-wavelength light emitting unit in which tracking servo can be stably performed is formed.
도 1은 종래의 레이저 다이오드와 포토 다이오드가 구비된 발광/수광부 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a configuration of a light emitting / receiving unit module provided with a conventional laser diode and a photo diode.
도 2는 종래의 레이저 다이오드와 포토 다이오드가 구비된 발광/수광부 모듈에서 포커스 에러를 검출하는 방법을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a method for detecting a focus error in a light emitting / receiving module equipped with a conventional laser diode and a photo diode.
도 3은 종래의 레이저 다이오드와 포토 다이오드가 구비된 발광/수광부 모듈에서 트랙킹 에러를 검출하는 방법을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a method for detecting a tracking error in a light emitting / receiving module equipped with a conventional laser diode and a photo diode.
도 4는 종래의 방사방향 옵셋(offset)을 갖는 두 파장 레이저 다이오드를 개념적으로 나타낸 도면.4 conceptually illustrates a two wavelength laser diode with a conventional radial offset;
도 5는 종래의 방사방향 옵셋(offset)을 갖는 두 파장 레이저 다이오드를 이용하여 신호를 검출하는 방법을 나타낸 도면.5 shows a method of detecting a signal using a two wavelength laser diode with a conventional radial offset.
도 6은 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치에 채용되는, 접선방향 옵셋(offset)을 갖는 두 파장 레이저 다이오드를 개념적으로 나타낸 도면.FIG. 6 conceptually illustrates two wavelength laser diodes having a tangential offset employed in an optical pickup device including a laser diode in which a multi-wavelength light emitting part is stacked according to the present invention. FIG.
도 7은 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치를 이용하여 신호를 검출하는 방법을 나타낸 도면.7 is a view illustrating a method of detecting a signal using an optical pickup apparatus including a laser diode in which multi-wavelength light emitting units are stacked according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치를 이용하여 트랙킹 에러를 검출하는 방법을 나타낸 도면.8 is a view illustrating a tracking error detection method using an optical pickup apparatus including a laser diode in which multi-wavelength light emitting units are stacked according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101... 레이저 다이오드101 ... laser diode
102, 402, 602... 제 1 포토 다이오드102, 402, 602 ... First photodiode
103, 403, 603... 제 2 포토 다이오드103, 403, 603 ... second photodiode
104, 404, 604... 마이크로 프리즘104, 404, 604 ... Micro Prism
401... 두 파장 레이저 다이오드401 ... two wavelength laser diode
601... 적층 형성된 레이저 다이오드601 ... Stacked Laser Diode
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치는,In order to achieve the above object, an optical pickup apparatus including a laser diode in which a multi-wavelength light emitting unit is stacked according to the present invention,
디스크에 집광되는 광 스팟이 상기 디스크에 대한 접선방향 옵셋을 갖도록 멀티 파장의 광원이 형성된 발광부와, 상기 디스크로부터 반사되는 빔이 수광부 셀의 분할방향으로 수광되도록 형성된 수광부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.Characterized in that it comprises a light emitting part in which a multi-wavelength light source is formed so that the light spot focused on the disk has a tangential offset to the disk, and a light receiving part formed so that the beam reflected from the disk is received in the division direction of the light receiving part cell. There is this.
여기서, 상기 발광부는 멀티 파장의 광원이 적층 형성된 레이저 다이오드인 점에 그 특징이 있다.Here, the light emitting unit is characterized in that the laser diode is a multi-wavelength light source formed laminated.
이와 같은 본 발명에 의하면, 멀티 파장이 사용되는 광기록재생기에 있어, 멀티 파장의 광원이 디스크에 대한 접선방향 옵셋을 갖도록 구성되는 레이저 다이오드를 발광부로 이용함으로써, 포커싱 서보 및 트랙킹 서보가 안정되게 수행될 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the focusing servo and the tracking servo are stably performed by using a laser diode configured as a light emitting unit in which a multi-wavelength light source has a tangential offset to a disk. There is an advantage that can be.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치에 채용되는, 접선방향 옵셋(offset)을 갖는 두 파장 레이저 다이오드를 개념적으로 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a conceptual view illustrating two wavelength laser diodes having a tangential offset, which is employed in an optical pickup apparatus including a laser diode in which a multi-wavelength light emitting part is stacked according to the present invention.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치에 채용되는 레이저 다이오드(601)는 적층방향으로 캐비티를 형성하게 하여, 디스크 상에서 트랙킹 방향으로 각 파장의 광 스팟(spot)이 집광되도록 한다. 이렇게 집광된 빔은 디스크로부터 반사되어 도 7의 (a)와 (b)와 같이 포토 다이오드(602)(603) 상에 수광되게 된다. 도 7은 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치를 이용하여 신호를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.As shown in FIG. 6, the laser diode 601 employed in the optical pickup apparatus according to the present invention forms a cavity in the stacking direction, so that light spots of each wavelength are focused on the disk in the tracking direction. The condensed beam is reflected from the disk to be received on the photodiodes 602 and 603 as shown in FIGS. 7A and 7B. 7 is a diagram illustrating a method of detecting a signal using an optical pickup apparatus including a laser diode in which multi-wavelength light emitting units are stacked according to the present invention.
도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 각 파장의 수광부의 광 스팟(spot)은 포토 다이오드(602)(603) 상에서 셀(cell)과 나란한 방향으로 옵셋(offset)이 존재하게 된다. 이와 같이 발생된 옵셋(offset)은 포커싱 서보나 트랙킹 서보에 크게 영향을 주지 않게 된다.As shown in FIG. 7A, the light spots of the light receiving units having the respective wavelengths are offset in the direction parallel to the cells on the photodiodes 602 and 603. The offset generated in this way does not significantly affect the focusing servo or the tracking servo.
먼저, 포커싱 서보는 각 포토 다이오드(602)(603) 상의 빔의 크기가 달라짐에 따라 서보를 하게 된다. 따라서, 포토 다이오드(602)(603) 셀 방향으로의 옵셋 (offset)은 상기 포토 다이오드(602)(603)의 셀 크기가 빔 스팟(spot)의 크기보다 크다면 포커싱 서보에는 문제가 없게 된다.First, the focusing servo performs servo as the size of the beam on each photodiode 602 (603) changes. Therefore, the offset in the cell direction of the photodiode 602 and 603 is no problem for the focusing servo if the cell size of the photodiode 602 and 603 is larger than the size of the beam spot.
한편, 트랙킹 에러에 대한 검출 방법은 도 8에 나타내었다. 도 8은 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치를 이용하여 트랙킹 에러를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.Meanwhile, a detection method for tracking error is shown in FIG. 8. 8 is a diagram illustrating a tracking error detection method using an optical pickup apparatus including a laser diode in which multi-wavelength light emitting units are stacked according to the present invention.
도 8의 (가)는 디스크 상에서의 트랙의 벗어남 정도와 집광된 빔의 형상을 나타내고 있다. 그리고, 도 8의 (나)는 상기 디스크로부터 반사되어 되돌아 온 빔이 포토 다이오드(602)(603)에서 수광된 형상을 표시함에 있어, 상기 포토 다이오드(602)(603)의 셀과 수광된 빔의 형상을 나타내고 있다.8A shows the degree of deviation of the track on the disk and the shape of the focused beam. 8B shows the beams reflected from the disk and the beams received by the photodiodes 602 and 603, the cells of the photodiodes 602 and 603 and the beams received. The shape of is shown.
도 8의 (나)에서 (b)는 'on track'의 상태를 나타내고 있으며, (a) 및 (c)는 'detrack'인 상태에서의 상기 포토 다이오드(602)(603) 상에서의 수광 형상을 나타낸 것이다. 그리고, 각각의 파장에 대한 'detrack'에서도 하나의 파장에 대한 트랙킹 서보에서의 안정성이 그대로 확보되고 있다.In FIG. 8B, (b) shows a state of 'on track', and (a) and (c) show a light receiving shape on the photodiode 602 and 603 in a state of 'detrack'. It is shown. In addition, stability in the tracking servo for one wavelength is secured even in 'detrack' for each wavelength.
이와 같이, 적층 방향으로 캐비티가 형성된 레이저 다이오드(601)를 이용하여 발광/수광부 모듈을 구성하면, 디스크의 접선 방향으로 광 스팟의 옵셋이 형성되고, 상기 디스크로부터 반사된 빔은 포토 다이오드(602)(603) 셀의 분할방향으로 수광됨으로써, 트랙킹 방향으로 빔을 발광시키면서 안정된 트랙킹 서보를 확보할 수 있게 된다.As such, when the light emitting / receiving unit module is configured using the laser diode 601 having a cavity formed in the stacking direction, an offset of the light spot is formed in the tangential direction of the disk, and the beam reflected from the disk is photodiode 602. By receiving light in the dividing direction of the cell, it is possible to ensure stable tracking servo while emitting a beam in the tracking direction.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 멀티 파장의 발광부가 적층 형성된 레이저 다이오드를 포함한 광픽업 장치에 의하면, 멀티 파장이 사용되는 광기록재생기에 있어, 멀티 파장의 광원이 디스크에 대한 접선방향 옵셋을 갖도록 구성되는 레이저 다이오드를 발광부로 이용함으로써, 포커싱 서보 및 트랙킹 서보가 안정되게 수행될 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the optical pickup apparatus including the laser diode in which the multi-wavelength light emitting parts are stacked, according to the present invention, in the optical recording / reproducing apparatus in which the multi-wavelength is used, the multi-wavelength light source has a tangential offset to the disc. By using the laser diode configured as a light emitting portion, there is an advantage that the focusing servo and the tracking servo can be performed stably.
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