KR20060066977A - 광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법 - Google Patents

광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법이 개시되어 있다.
이 개시된 집적 광학 시스템은, 광원; 상기 광원으로부터 출사되어 디스크에서 반사된 광을 수광하기 위한 메인 광검출기; 상기 광원과 메인 광검출기가 장착되는 광학 벤치; 상기 광학 벤치에 결합되는 렌즈부; 상기 광원에서 출사되어 상기 렌즈부 쪽으로 진행하는 광과 상기 렌즈부 쪽에서 입사되는 광의 진행 경로를 분리하는 광경로 분리부재;를 포함하고, 상기 광경로 분리부재가 탑재 가능하도록 상방으로 개방되고, 바닥면에 상기 광이 통과되는 개구가 형성된 안착홈이 상기 광학 벤치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해 렌즈부의 조립시 광경로 분리부재를 탑재만 하고 가접할 필요가 없도록 구조를 개선하여 조립 공정이 단순화된다.

Description

광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법{Optical bench, integrated optical system and optical aligning method}
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 벤치 및 집적 광학 시스템의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 벤치 및 집적 광학 시스템의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적 광학 시스템에 채용되는 렌즈부의 일예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적 광학 시스템이 홀로그램 모듈로 사용되는 예를 나타낸 것이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적 광학 시스템의 광학 정렬을 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람지한 실시에에 따른 집적 광학 시스템의 광학 정렬 방법을 이용하여 광경로 분리부재의 병진 운동을 통해 광학 정렬하는 단계를 보여주는 도면이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
10...광원, 12...마운트
15...메인 광검출기, 20...광학 벤치
22...개구, 23...모니터 광검출기
24...안착홈, 25...광경로 분리부재
27...렌즈부, 28...굴절 렌즈
29...회절 렌즈, 35...대물렌즈
40,50...지그, 43...광학벤치
45...렌즈부, 47...더미 광경로 분리부재
본 발명은 광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학 소자들의 조립이 용이하고 광학 정렬을 간단하고 용이하게 할 수 있는 광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법에 관한 것이다.
레이저광을 대물렌즈에 의해 집속한 광스폿을 이용하여 정보 저장매체에 정보를 기록 및/또는 정보 저장매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 정보 기록 및/또는 재생 시스템에서, 정보 저장 용량은 집광되는 광스폿의 크기에 의해 정해진다. 집광 스폿의 크기(S)는 사용하는 레이저광 파장(λ)과 대물렌즈의 개구수(NA: Numerical Aperture)에 의해 수학식 1과 같이 결정된다.
S ∝ λ / NA
따라서, 정보 저장매체의 고밀도화를 위해 정보 저장매체에 맺히는 광스폿의 크기를 줄이기 위해, 청색레이저와 같은 단파장 광원과 개구수 0.6 이상의 대물렌즈를 채용하는 방향으로 정보 기록 및/또는 재생 시스템이 연구되고 있다.
780nm 파장의 광과 개구수 0.45 또는 0.5인 대물렌즈를 이용하여 정보의 기록 및/또는 재생이 이루어지도록 된 CD가 나온 이래로, 기록 밀도를 높여 정보 저장 용량을 늘리기 위한 많은 연구가 이루어져 왔다. 그 결과물이 650 nm 파장의 광과 개구수 0.6 또는 0.65인 대물렌즈를 이용하여 정보의 기록 및/또는 재생이 이루어지도록 된 DVD이다.
현재는 청색 파장 예컨대, 405nm 파장의 광을 이용하여 20GB 이상의 저장 용량을 가질 수 있도록 된 고밀도 정보 저장매체에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.
청색 파장 예컨대, 405nm 파장의 광을 이용하는 고밀도 정보 저장매체는 현재 규격화가 활발히 진행되고 있고 일부 규격은 거의 완료 단계에 있으며, 그 고밀도 정보 저장매체를 위한 대물렌즈의 개구수는 후술하는 바와 같이 0.65 또는 0.85이다.
CD는 두께가 1.2mm인데, DVD의 경우에 두께를 0.6mm로 줄인 이유는 개구수가 CD의 경우 0.45에서 DVD의 경우 0.6 정도로 높아졌기 때문에, 정보 저장매체의 틸트에 의한 공차를 확보하기 위해서이다.
또한, DVD보다 고용량을 가지는 고밀도 정보 저장매체의 경우, 그 고밀도 정보 저장매체를 위한 대물렌즈의 개구수를 예컨대, 0.85로 높인다면, 그 고밀도 정 보 저장매체의 두께는 대략 0.1mm 정도로 줄여야 한다.
이와 같이, 대물렌즈의 개구수를 높이고 그 정보 저장매체의 두께를 얇게 한 것이 Blu-ray Disc(이하, BD)이다. BD 규격에서 광원의 파장은 405nm이고, 대물렌즈의 개구수는 0.85이며, 그 정보 저장매체의 두께는 대략 0.1mm이다.
현재 개발중인 고밀도 정보 저장매체로는 BD 이외에 AOD(Advanced Optical Disc)가 있다. 이 AOD는 DVD와 동일 기판 두께를 가지며, DVD와 동일한 대물렌즈의 개구수를 사용하며, 광원의 파장만이 BD 규격에서와 같이 청색 파장 예컨대, 405nm로 하는 규격이다.
정보 기록 및/또는 재생 시스템 분야에서는, 이러한 정보 저장매체의 고밀도, 고용량화 요구에 부가하여 광픽업을 구성하는 전체 광학시스템의 박형화 및 소형화가 요구되고 있다.
즉, 최근 PDA, 휴대폰, 디지털 카메라, 휴대용 디스크 플레이어, 캠코더 등과 같은 휴대용 단말기에 정보 기록 및/또는 재생 시스템의 사용 요구가 증가하면서 박형 광픽업에 대한 요구가 증가되고 있다. 휴대 단말기 분야에 적용되기 위해 광픽업은 박형화 및 소형화되어야 함과 아울러, 음악 및 동영상 등의 대용량 정보를 저장하고 재생하기 위해 고밀도로 정보를 기록 및/또는 재생할 수 있어야 한다.
하지만, 현재 시중에 나와 있는 CD 및/또는 DVD용 디스크 드라이브 또는 디스크 플레이어 등에 적용되는 것과 같은 기존의 광픽업에서는 그 광픽업을 구성하는 광학 부품들의 크기를 감소시킴에 의해 전체 광픽업 시스템을 소형화 및 박형화하는 것은 기술적으로 이미 한계에 도달하고 있다.
또한, 기존의 광픽업은 별개로 각각 제조된 다수개의 광학 부품들을 접착시키고 조정하는 과정을 통해 구성되는데, 조립 및 조정 과정에서 광학 부품의 극소형화로 인해 광학 부품들이 파손되기 쉽고, 또한 부품간의 조립 공차로 인해 신뢰성이 떨어지고, 자동화율이 낮은 단점이 있다.
또한, 초소형 광픽업을 제조하기 위해서 광픽업에 채용되는 광검출기 구조가 가능한 한 단순화되는 것이 필요하다. 하지만, 광검출기 구조가 단순화되면 광학 부품들의 광학 정렬 작업이 복잡해지는 단점이 있기 때문에 광검출기의 단순화를 통한 광픽업의 소형화와 광학 정렬 사이에는 밀접한 상관 관계가 있다. 일반적으로 광학 정렬을 위해서는 광학 부품을 3축 병진 정렬과 2축 틸트 정렬을 하여야 한다. 특히, 광픽업이 초소형인 경우에는 광학 부품을 3축 병진 정렬과 2축 틸트 정렬등 여러 축을 중심으로 조절함으로써 광학 정렬 작업이 복잡할 때 광학 벤치가 파손되는 경우가 많이 발생되어 광학 정렬에 많은 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 달성하기 위하여 창안된 것으로 조립 작업이 간단하게 구현되도록 구조가 개선된 광학 벤치 및 집적 광학 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 예비적으로 광축에 대한 틸트 정렬을 완료하여 조립체에서는 간단하게 광학 정렬을 할 수 있는 광학 정렬 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광학 벤치는, 광원과, 디스 크에서 반사된 광을 수광하는 메인 광검출기와, 렌즈부와, 상기 광원에서 조사되어 입사된 광과 상기 렌즈부를 통해 입사된 광의 경로를 분리해주는 광경로 분리부재가 결합되는 광학 벤치에 있어서,
상기 광경로 분리부재가 탑재가능 하도록 상방으로 개방되고, 바닥면에 상기 광이 통과되는 개구가 형성된 안착홈이 상기 광학 벤치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원에서 출사된 광의 진행 방향을 상기 렌즈부 쪽으로 향하도록 변경하는 제1미러와, 상기 렌즈부 쪽에서 입사되고 상기 제1미러에서 반사된 광의 진행 방향을 상기 메인 광검출기 쪽으로 향하도록 변경하는 제2미러가 상기 광학 벤치의 하부 면에 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 집적 광학 시스템은, 광원; 상기 광원으로부터 출사되어 디스크에서 반사된 광을 수광하기 위한 메인 광검출기; 상기 광원과 메인 광검출기가 장착되는 광학 벤치; 상기 광학 벤치에 결합되는 렌즈부; 상기 광원에서 출사되어 상기 렌즈부 쪽으로 진행하는 광과 상기 렌즈부 쪽에서 입사되는 광의 진행 경로를 분리하는 광경로 분리부재;를 포함하고,
상기 광경로 분리부재가 탑재 가능하도록 상방으로 개방되고, 바닥면에 상기 광이 통과되는 개구가 형성된 안착홈이 상기 광학 벤치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈부는 대물 렌즈 또는 콜리메이팅 렌즈인 것을 특징으로 한다.
상기 콜리메이팅 렌즈 상부에 대물 렌즈가 더 배치되어 상기 집적 광학 시스 템이 홀로그램 광모듈로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈부는 굴절 렌즈와 회절 렌즈를 포함하는 하이브리드 렌즈인 것을 특징으로 한다.
상기 광원에서 출사된 광의 파워를 검출하기 위한 모니터 광검출기가 상기 광학 벤치의 하부면에 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 광경로 분리부재는 홀로그램 광학 소자 또는 회절 광학 소자인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 집적 광학 시스템을 광학 정렬하는 방법에 있어서,
렌즈부가 장착된 광학 벤치를 제1 지그에 지지시키고, 상기 제1 지그에 의해 틸트를 조절하여 상기 광학 벤치를 광축에 대해 광학 정렬하는 단계; 더미 광경로 분리부재를 제2 지그에 지지시키고, 상기 제2 지그에 의해 틸트를 조절하여 상기 더미 광경로 분리부재를 상기 광축에 대해 예비적으로 광학 정렬하는 단계;를 포함하여 상기 제1 지그와 제2 지그를 광축에 대한 틸트 정렬을 위해 세팅하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 더미 디스크를 제3 지그에 지지시키고, 상기 제3 지그에 의해 틸트를 조절하여 상기 더미 디스크를 상기 광축에 대해 예비적으로 광학 정렬하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은, 상기 제2 지그에 상기 더미 광경로 분리부재 대신 조립하고자 하는 광경로 분리부재를 장착하는 단계; 상기 광경로 분리부재를 병진 운동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 벤치, 집적 광학 시스템 및 광학 정렬 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적 광학 시스템의 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 집적 광학 시스템의 정면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적 광학 시스템은, 도 1a 및 도 1b를 참조하면 광원(10)과, 메인 광검출기(15)가 장착되는 광학 벤치(20)와, 상기 광학 벤치(20)에 형성된 상방으로 개방된 안착홈(24)에 결합되는 광경로 분리부재(25)를 포함한다.
상기 광원(10)은 본 발명에 따른 집적 광학 시스템에 사용되는 정보저장매체의 종류에 따라 여러 파장 대역의 광을 출사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 적색 파장 또는 청색 파장의 광을 출사하는 광원을 사용하거나, 서로 다른 복수의 파장의 광을 출사하도록 하여 포맷이 서로 다른 복수 종류의 정보저장매체를 호환 채용할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 하여 본 발명에 따른 집적 광학 시스템이 적용되는 정보저장매체는 CD 계열의 디스크, DVD 계열의 디스크, BD, AOD 계열의 디스크가 될 수 있다.
상기 광학 벤치(20)는 예를 들어 실리콘 광학 벤치(SiOB; Silicon Optical Bench)일 수 있으며, 광학 벤치(20)의 하부면(20a)에 광원(10), 상기 광원(10)에서 출사되어 정보저장매체에서 반사된 광을 수광하는 메인 광검출기(15), 상기 광원(10)으로부터 출사된 광의 파워를 모니터링하기 위한 모니터 광검출기(23)가 장착 된다. 상기 광원(10)으로 반도체 물질층의 측방향으로 레이저광을 출사시키는 모서리 발광 타입의 반도체 레이저가 구비될 수 있다. 이 경우에는 상기 광원(10)은 마운트(12)에 탑재되고, 상기 광원(10)으로부터 출사된 일부 광이 상기 모니터 광검출기(23)에 수광되도록 광원(10)의 전방 쪽에 모니터 광검출기(23)가 배치된다.
상기 메인 광검출기(15)는 정보저장매체에서 반사되어 입사되는 광을 수광하여 정보 재생신호 및 서보 구동을 위한 포커싱 에러 신호, 트래킹 에러 신호, 틸트 에러 신호를 검출한다.
상기 광학 벤치(20)의 일측에는 상방으로 개방된 안착홈(24)이 형성되고, 상기 안착홈(24)에 광경로 분리부재(25)가 탑재된다. 상기 안착홈(23)의 바닥면에는 광이 통과되는 개구(22)가 형성되어 있고, 상기 안착홈(23)의 상부에 렌즈부(27)가 탑재된다.
상기 광경로 분리부재(25)는 상기 광원(10)에서 출사되어 상기 렌즈부(27)로 향하는 광의 진행 경로와 상기 렌즈부(27)쪽에서 입사되는 광의 진행 경로를 분리해주는 기능을 한다. 상기 광경로 분리부재(25)로는 회절광학소자 또는 홀로그램 광학소자가 사용될 수 있다.
상기 렌즈부(27)는 정보저장매체에 광을 집속시키는 대물 렌즈일 수 있다. 또는 상기 렌즈부(27)는 도 2에 도시된 바와 같이 굴절 렌즈(28)와 회절 렌즈(29)로 구성된 하이브리드 렌즈일 수 있다. 상기 굴절 렌즈(28)가 렌즈 홀더(30)에 삽입되고, 회절 렌즈(29)가 렌즈 홀더(30)의 일면에 형성되어 있다. 상기 굴절 렌즈(28)는 한면이 볼록한 형태로 되어 있어 제조가 용이한 한편, 상기 회절 렌즈(29) 를 통해 색수차를 보정하도록 되어 있다.
한편, 상기 광학 벤치(20)의 하부면 일측에 상기 광원(10)에서 출사된 광을 상기 광경로 분리부재(25)로 향하도록 반사시키는 제1미러(31)가 형성된다. 또한, 상기 광학 벤치(20)의 타측에 상기 렌즈부(27)로부터 입사되어 상기 광경로 분리부재(25) 및 상기 제1미러(31)를 경유하여 진행하는 광을 상기 메인 광검출기(15)로 향하도록 반사시키는 제2미러(32)가 형성된다.
본 발명에 따른 광학 벤치(20)는 광경로 분리부재(25)를 설치하기 위한 안착홈(24)이 상방으로 개방되어 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구조에서는, 광학 벤치(20)에 상기 광경로 분리부재(25)를 조립할 때, 상기 광경로 분리부재(25)를 상기 안착홈(24)에 올려놓는 것만으로 간단하게 조립이 완료되는 이점이 있다. 본 발명에 따른 집적 광학 시스템은 초소형이므로 광학 벤치에 광학 부품들을 조립시 광학 벤치가 손상될 염려가 많아 조립하기가 매우 어려운데, 본 발명에 따른 광학 벤치에서는 조립이 용이하다. 또한, 렌즈부(27)를 조립시 광경로 분리부재(24)를 가접합한 다음 상기 렌즈부(27)를 조립하게 되는 것이 일반적인데, 본 발명과 같은 구조에서는 레즈부(27)의 조립시 상기 광경로 분리부재(25)를 가접합할 필요가 없어 조립 작업이 간단해진다.
본 발명에 따른 집적 광학 시스템은 상기 렌즈부(27)의 구성에 따라 광픽업으로 사용되거나 홀로그램 광모듈로 사용될 수 있다. 본 발명은 집적 광학 시스템의 제작시 광픽업 또는 홀로그램 광모듈로의 전환이 매우 쉬운 구조이다. 따라서, 본 발명에 따른 집적 광학 시스템은 필요에 따라 광픽업 또는 홀로그램 광모듈로 전환하여 사용할 수 있다. 집적 광학 시스템이 광픽업으로 사용되는 경우에는 상기 렌즈부(27)가 대물렌즈로 구성되며, 도 1b는 집적 광학 시스템이 광픽업으로 사용되는 경우를 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 집적 광학 시스템이 홀로그램 광모듈로 사용되는 예를 보여준다.
집적 광학 시스템이 홀로그램 광모듈로 사용되는 경우에는 상기 렌즈부(27)가 콜리메이팅 렌즈로 구성되고, 상기 콜리메이팅 렌즈의 상부에 대물 렌즈(35)가 구비된다. 상기 광원(10)에서 출사된 광은 홀로그램 광모듈을 통해 출사되어 상기 콜리메이팅 렌즈를 통해 평행광으로 되어 대물 렌즈(35)에 입사된다. 상기 대물 렌즈(35)를 통과한 광은 정보저장매체(D)에 집속되어, 정보저장매체(D)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생한다. 도 3에 도시된 구조에서는 대물 렌즈(35) 만이 액튜에이터에 의해 포커싱, 트래킹 및/또는 틸트 구동된다.
상기 정보저장매체(D)에서 반사된 광은 다시 대물렌즈(35)를 통과하여 콜리메이팅 렌즈로 된 렌즈부(27) 및 광경로 분리부재(25)로 입사된다. 광경로 분리부재(25)를 통해 진행 경로가 변환되어 제1 미러(31)에서 반사되고, 광원(10)과 마운트(12)의 간섭을 피하여 제2미러(32)에 도달한다. 그리고, 상기 제2미러(32)에서 반사된 광은 방향이 전환되어 신호 검출을 위한 메인 광검출기(15)에 수광됨으로써 정보 저장매체(D)에 기록된 정보를 읽고, 정보 저장매체에 대한 포커싱, 트래킹 및/또는 틸트 방향의 에러를 검출한다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적 광학 시스템의 광학 정렬 방 법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 집적 광학 시스템의 광학 정렬 방법은 집적 광학 시스템을 조립하기 전에 예비적으로 틸트 광학 정렬을 완료하는 것을 특징으로 한다.
도 4a를 참조하면, 렌즈부(45)가 장착된 광학 벤치(43)를 제1 지그(40)에 의해 지지하고, 상기 렌즈부(45)에 대해 테스트 광(Lt)을 조사한다. 상기 테스트 광(Lt)을 렌즈부(45)로 보내기 위해 반사 미러(42)가 더 구비될 수 있다. 그리고, 상기 렌즈부(45)에서 반사되어 되돌아온 테스트 광(Lt)이 기준 위치에 맺히는지를 검사한다. 이 기준 위치는 상기 렌즈부(45)가 광축에 대해 직각으로 배치되도록 해 주는 위치로서, 광축에 대한 틸트를 조절하기 위한 것이다. 테스트 광(Lt)이 기준 위치에 맺히도록 상기 제1 지그(40)를 조절하여 상기 렌즈부(45)가 장착된 광학 벤치(43)를 광학 정렬한다. 상기 렌즈부(45)는 집적 광학 시스템에 직접 조립될 부품으로 렌즈부(45)에 대해 틸트 정렬이 완료되면, 다른 부품들에 대한 광학 정렬이 완료된 후 상기 제1 지그(40)에 렌즈부(45)를 탑재함으로써 간단히 조립할 수 있다.
다음, 도 4b에 도시된 바와 같이 더미 광경로 분리부재(47)를 제2 지그(50)에 형성된 결합턱(48)에 지지되도록 장착하고, 상기 더미 광경로 분리부재(47)에 테스트 광(Lt)을 조사한 다음 반사되어 돌아오는 광이 기준 위치에 맺히는지를 검사한다. 테스트 광이 기준 위치에 맺히도록 상기 제2 지그(50)를 조절하여 상기 더미 광경로 분리부재(47)에 대해 예비적으로 광학 정렬한다.
상기 더미 광경로 분리부재(47)는 예비적으로 틸트 정렬하기 위해 사용되는 광학 부품이며, 이러한 더미 광학 부품을 통해 상기 제2 지그(50)를 광축 정렬을 위해 세팅한다.
다음, 도 4c에 도시된 바와 같이 더미 디스크(53)를 제3 지그(55)에 장착하고, 상기 더미 디스크(53)에 테스트 광(Lt)을 조사한 다음 반사되어 돌아오는 광이 기준 위치에 맺히는지를 검사한다. 테스트 광이 기준 위치에 맺히도록 상기 제3 지그(55)를 조절하여 상기 더미 디스크(53)에 대해 예비적으로 광학 정렬한다.
상기 설명에서는 렌즈부(45)가 장착된 광학 벤치(43)와, 더미 광경로 분리부재(47)와 더미 디스크(53) 순으로 광학 정렬하는 것으로 설명하였지만, 그 정렬 순서는 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
이상과 같이 렌즈부와 더미 광경로 분리부재를 이용하여 광축에 대해 광학 정렬함으로써, 제1, 제2 및 제3 지그(40)(50)(55)를 광축에 대해 틸트 정렬되도록 세팅한다. 그런 다음, 광축 정렬된 제1, 제2 및 제3 지그(40)(50)(55)에 각각 대응되는 광학 부품과 더미 광학 부품들 대신 조립하고자 하는 광학 부품들을 장착하여 조립한다. 여기서, 조립하고자 하는 광학 부품들에 대해서는 도 1a 및 도 1b에 도시된 부재들과 동일한 참조 번호를 이용하여 설명하기로 한다.
제1 지그(40)를 이용하여 조립하고자 하는 렌즈부가 장착된 광학 벤치(20)를 지지하고, 제2 지그(50)를 이용하여 조립하고자 하는 광경로 분리부재(25)를 지지한다. 이때, 상기 제 1 및 제2 지그(40)(50)가 틸트에 대해 광축 정렬되어 세팅된 상태이므로, 상기 제1 및 제2 지그(40)(50)에 렌즈부가 장착된 광학 벤치(20)와 광경로 분리부재(25)와 렌즈부(27)를 장착하는 것만으로 자동적으로 이들 광학 부품 들에 대해 틸트 정렬이 이루어진다. 이와 같이 틸트에 대한 광축 정렬이 달성된 상태에서는 광경로 분리부재(25)를 X,Y축에 대한 병진 운동에 의해 정렬하는 것만으로 메인 광검출기(15)에 맺히는 광스폿의 위치를 용이하게 조절할 수 있다.
도 5는 광경로 분리부재(25)를 X,Y축에 대해 병진 운동하는 것으로 메인 광검출기(15)에 맺히는 광스폿(s)의 위치를 중심부에 오도록 조정하는 것이 가능함을 보인 것이다.
본 발명에서는 광경로 분리부재의 경우 광축에 대한 틸트 정렬이 실제 제품을 조립하기 전에 예비적으로 완료되기 때문에, 실제 제품을 조립할 때에는 병진 운동을 통한 광학 정렬만 하면 되므로 조립시 광학 부품의 파손의 우려가 현저히 감소된다. 또한, 광축 정렬 작업이 단순화됨에 따라 구조가 간단한 메인 광검출기 예를 들어 4분할 광검출기만으로 포커싱, 트래킹 및/또는 틸트 서보 구현이 가능하게 된다. 본 발명에 따른 광축 정렬을 이용하는 집적 광학 시스템은 구조가 간단한 메인 광검출기를 채용하여 서보 구현을 할 수 있으므로 보다 소형화, 집적화에 유리하다.
본 발명에 따른 광학 벤치는, 렌즈부의 조립시 광경로 분리부재를 탑재만 하고 가접할 필요가 없도록 구조를 개선하여 조립 공정을 단순화시킨다. 또한, 본 발명에 따른 집적 광학 시스템은 렌즈부를 대물렌즈 또는 콜리메이팅 렌즈로 구성함으로써 광픽업으로 사용되거나 홀로그램 광모듈로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광축 정렬 방법에 의하면, 집적 광학 시스템에 사용되는 주 요 광학 부품에 대한 틸트 정렬을 지그의 세팅을 통해 구현함으로써, 실제 제품에 사용되는 광학 부품의 조립시에는 틸트를 조절할 필요 없이 광경로 분리부재의 X,Y축에 대한 병진 운동만으로 용이하게 조립을 완성할 수 있다.
본 발명에 따른 집적 광학 시스템은 PDA, 휴대폰, 디지털 카메라, 휴대용 디스크 플레이어, 캠코더 등과 같은 휴대용 단말기에 사용되는 것으로 초소형, 박형으로 되어 있다. 따라서, 이러한 집적 광학 시스템에 채용되는 광학 부품들은 더욱 소형화되고, 이들 광학 부품들이 탑재되는 부위들은 ㎛ 단위의 두께를 가지므로 광축 정렬을 위해 광학 부품들을 이동시킬 때 가능하면 적게 이동시키는 것이 좋다. 본 발명에서는 집적 광학 시스템을 조립하기 전에 지그의 세팅을 통해 틸트에 대한 광축 정렬이 미리 이루어지므로, 집적 광학 시스템의 조립시에는 틸트 조절 없이 X,Y축에 대한 병진 운동만을 통해 광축 정렬을 할 수 있다.
또한, 광축 정렬이 간단해지므로 메인 광검출기의 구조를 단순화할 수 있다. 일반적으로 메인 광검출기의 구조가 단순할수록 광축 정렬을 위한 조작이 복잡해지고, 메인 광검출기의 구조가 복잡할수록 광축 정렬을 위한 조작이 단순화된다. 따라서, 광축 정렬의 어려움 때문에 불가피하게 메인 광검출기의 구조를 복잡하게 구성하게 되는 경우가 있다. 하지만, 본 발명에서와 같이 용이하게 광축 정렬을 할 수 있다면 광검출기의 구조를 단순화할 수 있는 이점이 있다. 광검출기의 구조를 단순화하면 이를 채용한 집적 광학 시스템의 사이즈를 더욱 소형화할 수 있는 점에서 유리하다.

Claims (17)

  1. 광원과, 디스크에서 반사된 광을 수광하는 메인 광검출기와, 렌즈부와, 상기 광원에서 조사되어 입사된 광과 상기 렌즈부를 통해 입사된 광의 경로를 분리해주는 광경로 분리부재가 결합되는 광학 벤치에 있어서,
    상기 광경로 분리부재가 탑재가능 하도록 상방으로 개방되고, 바닥면에 상기 광이 통과되는 개구가 형성된 안착홈이 상기 광학 벤치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 벤치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 광의 진행 방향을 상기 렌즈부 쪽으로 향하도록 변경하는 제1미러와, 상기 렌즈부 쪽에서 입사되고 상기 제1미러에서 반사된 광의 진행 방향을 상기 메인 광검출기 쪽으로 향하도록 변경하는 제2미러가 상기 광학 벤치의 하부 면에 구비되는 것을 특징으로 하는 광학 벤치.
  3. 광원;
    상기 광원으로부터 출사되어 디스크에서 반사된 광을 수광하기 위한 메인 광검출기;
    상기 광원과 메인 광검출기가 장착되는 광학 벤치;
    상기 광학 벤치에 결합되는 렌즈부;
    상기 광원에서 출사되어 상기 렌즈부 쪽으로 진행하는 광과 상기 렌즈부 쪽 에서 입사되는 광의 진행 경로를 분리하는 광경로 분리부재;를 포함하고,
    상기 광경로 분리부재가 탑재 가능하도록 상방으로 개방되고, 바닥면에 상기 광이 통과되는 개구가 형성된 안착홈이 상기 광학 벤치에 형성되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈부는 대물 렌즈인 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈부는 콜리메이팅 렌즈인 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 콜리메이팅 렌즈 상부에 대물 렌즈가 더 배치되어 상기 집적 광학 시스템이 홀로그램 광모듈로 사용되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈부는 굴절 렌즈와 회절 렌즈를 포함하는 하이브리드 렌즈인 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  8. 제 3항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 광의 진행 방향을 상기 렌즈부 쪽으로 향하도록 변경하는 제1미러와, 상기 렌즈부 쪽에서 입사되고 상기 제1미러에서 반사된 광의 진행 방향을 상기 메인 광검출기 쪽으로 향하도록 변경하는 제2미러가 상기 광학 벤치의 하부면에 구비되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  9. 제 3항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 광의 파워를 검출하기 위한 모니터 광검출기가 상기 광학 벤치의 하부면에 구비되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  10. 제 3항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광경로 분리부재는 홀로그램 광학 소자 또는 회절 광학 소자인 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템.
  11. 집적 광학 시스템을 광학 정렬하는 방법에 있어서,
    렌즈부가 장착된 광학 벤치를 제1 지그에 지지시키고, 상기 제1 지그에 의해 틸트를 조절하여 상기 광학 벤치를 광축에 대해 광학 정렬하는 단계;
    더미 광경로 분리부재를 제2 지그에 지지시키고, 상기 제2 지그에 의해 틸트를 조절하여 상기 더미 광경로 분리부재를 상기 광축에 대해 예비적으로 광학 정렬하는 단계;를 포함하여 상기 제1 지그와 제2 지그를 광축에 대한 틸트 정렬을 위해 세팅하는 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    더미 디스크를 제3 지그에 지지시키고, 상기 제3 지그에 의해 틸트를 조절하여 상기 더미 디스크를 상기 광축에 대해 예비적으로 광학 정렬하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 렌즈부는 대물렌즈인 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
  14. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 렌즈부는 콜리메이팅 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
  15. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 렌즈부는 굴절 렌즈와 회절 렌즈를 포함하는 하이브리드 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
  16. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 광경로 분리부재는 홀로그램 광학 소자 또는 회절 광학 소자인 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
  17. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 제2 지그에 상기 더미 광경로 분리부재 대신 조립하고자 하는 광경로 분리부재를 장착하는 단계;
    상기 광경로 분리부재를 병진 운동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 정렬 방법.
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