KR980011138A - Optical pick-up device - Google Patents

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KR980011138A
KR980011138A KR1019960031947A KR19960031947A KR980011138A KR 980011138 A KR980011138 A KR 980011138A KR 1019960031947 A KR1019960031947 A KR 1019960031947A KR 19960031947 A KR19960031947 A KR 19960031947A KR 980011138 A KR980011138 A KR 980011138A
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prism
silicon substrate
disk
photodetector
laser beam
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KR1019960031947A
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Korean (ko)
Inventor
최양오
Original Assignee
배순훈
대우전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 일반적 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(DAD)와 영상 및 음성 재생용 디지탈 비디오 디스크(DVD)를 동시에 재생할 수 있도록 하는 광 픽-업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pick-up apparatus for simultaneously reproducing a digital audio disc (DAD) for general music reproduction and a digital video disc (DVD) for video and audio reproduction.

이를 위하여 다수의 광학소자가 안치되는 실리콘기판, 상기 실리콘기판의 일측 내부에 형성되어 소정파장의 레이저 빔을 방사하는 표면발광 레이저 다이오드, 상기 실리콘기판의 타측 상부에 형성된 지지체, 상기 지지체 내부 소정위치에 형성되어 디스크의 광정보를 전류로 변환하는 광검출기, 상기 표면발광 레이저 다이오드가 형성된 실리콘기판의 상부에 소정크기로 형성되어 레이저 빔을 투과하는 프리즘, 상기 프리즘의 내부에 대각선 방향으로 형성되어 입사빔을 소정의 비율로 반사 및 투과하는 빔 스플리트, 상기 프리즘의 일측면에 형성되어 빔 스플리트에서 반사되어 돌아오는 빔을 집속시켜 광검출기로 조사하는 홀로그램격자, 상기 프리즘의 상면에 반투광부와 전투광부로 형성되어 디스크상에 스포트 사이즈를 조절할 수 있는 스포트 사이즈 조절판으로 이루어진 것이다.A surface-emission laser diode formed inside one side of the silicon substrate and emitting a laser beam of a predetermined wavelength; a support formed on the other side of the silicon substrate; A photodetector for converting the optical information of the disk into a current, a prism for forming a predetermined size on the silicon substrate on which the surface-emission laser diode is formed and transmitting the laser beam, a prism for guiding the laser beam in a diagonal direction inside the prism, A hologram grating formed on one side of the prism for focusing a beam reflected from the beam splitter and returning to the photodetector, a hologram grating for irradiating the beam onto the photodetector, A spot that can be adjusted to the size of a spot on a disc by being formed as a light part. It is made of Izu control panel.

Description

광 픽­업장치The optical pickup device

본 발명은 광학 데이타 기록매체에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 관한 것으로서, 특히 일반적 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(DAD)와 영상 및 음성 재생용 디지탈 비디오 디스크(DVD)를 동시에 재생할 수 있도록 하는 광 픽-업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pick-up apparatus for recording a signal on an optical data recording medium and reproducing the recorded information as an electric signal, And a video disk (DVD) can be played back at the same time.

일반적으로 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 디지탈 비디오 디스크(DVD)에 기록된 정보를 전기신호를 재생시키는 광 픽-업장치는 대물렌즈, 빔 스플리트, 회절격자, 레이저 다이오드, 광검출기 등의 개개부품을 사용하여 조립한다.2. Description of the Related Art In general, an optical pick-up apparatus for reproducing electric signals from information recorded on a digital audio disk (DAD) or a digital video disk (DVD) is provided with individual components such as an objective lens, a beam splitter, a diffraction grating, a laser diode, .

즉, 일반적으로 디지탈 오디오 디스크에 사용되는 광 픽-업(OPTIC- AL PICK-UP)장치의 구조는 제1도에 도시된 바와 같이 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드(51)의 일측에는 레이저 빔을 포커스 및 트래킹 에러검출용의 광으로 분리하는 회절격자(52)가 소정간격을 두고 설치된다.That is, as shown in FIG. 1, a structure of an OPTICAL-PICK-UP apparatus used in a digital audio disk generally includes a laser diode 51 for emitting a laser beam, And diffraction gratings 52 for separating light into light for focus and tracking error detection are provided at predetermined intervals.

그리고, 상기 회절격자(52)의 일측에는 소정의 기울기를 갖도록 설치되고 일정한 비의 반사율과 투과율을 가져 입사광을 반사광과 투과광으로 분리하는 빔 스플리트(53)가 배치된다.A beam splitter 53 is disposed on one side of the diffraction grating 52 and has a predetermined slope so as to separate the incident light into the reflected light and the transmitted light having a constant reflectance and transmittance.

또한, 상기 빔 스플리트(53)의 상부에는 소정 파장 이하의 회절한계 성능을 갖고 상기 분리된 광을 집광하여 디스크(55)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽는 대물렌즈(54)가 소정 간격을 두고 설치되며, 상기 빔 스플리트(53)의 하부에는 대물렌즈(54)를 통해 오디오 및 비디오 디스크(55)상에 기록된 광정보를 전류로 변환하는 광검출기(56)가 소정간격을 두고 설치되어 있다.An objective lens 54 having a diffraction limit performance of a predetermined wavelength or less and condensing the separated light to focus information on the disk 55 and reading information recorded thereon is disposed at a predetermined interval on the beam splitter 53 And a photodetector 56 for converting the optical information recorded on the audio and video disk 55 into an electric current through an objective lens 54 at a lower portion of the beam splitter 53 is installed at a predetermined interval .

이와 같은 구조를 갖는 종래 광 픽-업장치는, 먼저 레이저 다이오드(51)에서 소정의 발진파장을 갖는 레이저 빔을 송출하게 되며, 이러한 레이저 빔은 회절격자(52)를 경유함에 따라 포커스 및 트랙킹 에러 검출용으로 3빔(THREE BEAM : 0차광, ±1차광)으로 분리하여 방사한다.In the conventional optical pick-up apparatus having such a structure, first, a laser beam having a predetermined oscillation wavelength is emitted from the laser diode 51. As the laser beam passes through the diffraction grating 52, the focus and tracking error Three beams for detection (THREE BEAM: zero-order light and ± one-order light) are separated and emitted.

따라서 상기의 회절격자(52)에 의해 분리된 광은 일정한 비의 반사율과 투과율을 갖는 빔 스플리트(53)로 방출되어 입사광을 반사광과 투과광으로 분리하게 되며, 상기 반사광은 대물렌즈(54)에 의해 소정파장 이하의 회절한계 성능으로 빔을 집광하여 오디오 또는 비디오 디스크(55)상에 보내어져 디스크(55)상에 촛점을 맺혀 디스크(55)에 기록된 정보를 읽게 된다.Therefore, the light separated by the diffraction grating 52 is emitted to the beam splitter 53 having a constant reflectance and transmittance, thereby separating the incident light into the reflected light and the transmitted light, and the reflected light is transmitted to the objective lens 54 The beam is focused on the audio or video disk 55 to focus on the disk 55 and read the information recorded on the disk 55. [

즉, 대물렌즈(54)에 의해 수 μm 정도의 에어리 형태로 집광되어 디스크(55)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이타가 기록된 피트(55a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(55a)가 있는 곳에서는 광이 피트(55a)에 의해 회절되어 대물렌즈(54) 범위밖으로 방출 되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(56)에 광량차이를 발생시킨다.In other words, the objective lens 54 condenses light onto the signal surface of the disk 55 in the form of air having a size of several micrometers. The light is returned almost as it is without the pit 55a on which the data is recorded, The light is diffracted by the pit 55a and is emitted outside the range of the objective lens 54. As a result, only a part of the incident light is returned, thereby causing a light amount difference in the photodetector 56. [

한편, 오디오 또는 비디오 디스크(55)에서 반사되어 돌아오는 광의 강도가 피트(55a)에 의해 변조되며, 이 변조된 광정보는 대물렌즈(54)와 빔 스플리트(53)를 통해 광검출기(56)로 보내어져 광정보를 전류로 변환시키며, 이 변환된 전류를 미도시된 디지탈신호처리부에 의해 원래의 신호로 복조함으로서 디스크(55)상에 기록된 오디오신호를 재생할 수 있는 것이다.On the other hand, the intensity of the light reflected from the audio or video disk 55 is modulated by the pit 55a, and the modulated light information is transmitted through the objective lens 54 and the beam splitter 53 to the photodetector 56 To convert the optical information into a current and demodulate the converted current into an original signal by a digital signal processing unit (not shown) to reproduce the audio signal recorded on the disk 55. [

이와 같은 종래 광 픽-업장치는, 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 디지탈 비디오 디스크(DVD)중 하나의 디스크에 기록된 정보만을 읽어들일뿐 두 종류의 디스크에 기록된 데이타를 선택적으로 읽어들일 수 없게 된다.Such a conventional optical pick-up apparatus reads only information recorded on one of a digital audio disk (DAD) and a digital video disk (DVD), and can not selectively read data recorded on two kinds of disks do.

그 이유는, 디지탈 비디오 디스크는 디지탈 오디오 디스크에 비해 데이타 기록 용량이 4배에 달하게 되며, 이로인해 피트의 폭이 디지탈 오디오 디스크 보다 절반 정도로 좁아지게 됨으로서 빔 포커스 형성시 스포트 사이즈(SPOT SIZE)역시 작게 형성되어야 한다.The reason is that the data recording capacity of the digital video disk is four times as large as that of the digital audio disk, and the width of the pit is reduced to about half that of the digital audio disk, so that the spot size is also small Should be formed.

즉, 디지탈 오디오 디스크에서의 스포트 사이즈는 직경이 1.6μm, 그리고 디지탈 비디오 디스크에서의 스포트 사이즈는 직경이 0.8μm가 각각 형성되어야 디스크에 기록된 오디오 및 비디오 데이타를 정확히 재생할 수 있게 되는 것이다.That is, when the spot size in the digital audio disk is 1.6 mu m in diameter and the spot size in the digital video disk is 0.8 mu m in diameter, audio and video data recorded on the disk can be accurately reproduced.

따라서, 도면 1에 도시된 종래 광 픽-업장치는, 직경이 1.6μm, 또는 직경이 0.8μm중 하나만의 스포트 사이즈 형성이 가능하므로 데이타 기록 방식이 서로다른 오디오 및 디지탈 비디오 디스크를 선택적으로 재생할 수 없는 문제점이 발생하게 되는 것이다.Therefore, since the conventional optical pick-up apparatus shown in FIG. 1 can form a spot size of only one of the diameter of 1.6 μm and the diameter of 0.8 μm, it is possible to selectively reproduce audio and digital video disks having different data recording systems There is no problem.

본 발명은 실리콘기판에 서로다른 두개의 파장을 방사하는 표면발광 레이저 다이오드와, 프리즘에는 입사빔의 일정한 비율로 반사 및 투과하는 빔 스플리트, 레이저 빔을 전량반사 하는 전투광부와 입사빔을 일정비율로 반사 및 투과하는 반투광부로 이루어져 스포트 사이즈를 조절하는 스포트 사이즈 조절판, 디스크를 통해 돌아오는 광정보를 집속시켜 광검출기로 조사하는 홀로그램격자를 집적형성하여 특정 파장의 레이저 빔이 상기 스포트 사이즈 조절판을 경유할 경우 디스크상에 직경이 1.6μm와 0.8μm의 빔 포커스가 동시에 형성되도록하여 디지탈 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크 보다 데이타 기록 용량이 수배 많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지탈 비디오 디스크의 재생이 가능토록하여 광 픽-업장치의 신뢰성 향상에 기여할 수 있도록 하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention relates to a surface-emitting laser diode which emits two different wavelengths to a silicon substrate, a beam splitter which reflects and transmits at a predetermined ratio of incident beam to the prism, a combinatorial beam portion which reflects the entire amount of the laser beam, And a hologram grating for converging the optical information returned through the disc and irradiating the optical information onto the photodetector, so that a laser beam of a specific wavelength is reflected on the spot size regulating plate A beam focus of 1.6 μm and 0.8 μm in diameter is formed on the disc at the same time so that it is possible to reproduce a digital video disc having a significantly narrower pit width due to a large number of data recording capacity than that of the audio disc Thereby contributing to the improvement of the reliability of the optical pick-up apparatus The present invention has the object of the present invention.

즉, 본 발명은 다수의 광학소자가 안치되는 실리콘기판, 상기 실리콘기판의 일측 내부에 형성되어 소정파장의 레이저 빔을 방사하는 표면발광 레이저 다이오드, 상기 실리콘기판의 타측 상부에 형성된 지지체, 상기 지지체 내부 소정위치에 형성되어 디스크의 광정보를 전류로 변환하는 광검출기, 상기 표면발광 레이저 다이오드가 형성된 실리콘기판의 상부에 소정크기로 형성되어 레이저 빔을 투과하는 프리즘, 상기 프리즘의 내부에 대각선 방향으로 형성되어 입사빔을 소정의 비율로 반사 및 투과하는 빔 스플리트, 상기 프리즘의 일측면에 형성되어 빔 스플리트에서 반사되어 돌아오는 빔을 집속시켜 광검출기로 조사하는 홀로그램격자, 상기 프리즘의 상면에 반투광부와 전투광부로 형성되어 디스크상에 스포트 사이즈를 조절할 수 있는 스포트 사이즈 조절판으로 이루어진 것이다.That is, the present invention provides a semiconductor device comprising: a silicon substrate on which a plurality of optical elements are placed; a surface-emission laser diode formed inside one side of the silicon substrate to emit a laser beam of a predetermined wavelength; a support formed on the other side of the silicon substrate; A photodetector formed at a predetermined position to convert the optical information of the disk into a current, a prism that is formed in a predetermined size on a silicon substrate on which the surface-emission laser diode is formed and transmits a laser beam, A hologram grating formed on one side of the prism for focusing the beam reflected from the beam splitter and returning to the photodetector, a hologram grating for reflecting the incident beam at a predetermined ratio, Spots that can be adjusted to the size of the spot on the disc by being formed as a light part and a combat light part It has been made to rise throttle.

제1도는 종래 광 픽-업장치의 구성도.FIG. 1 is a block diagram of a conventional optical pick-up apparatus. FIG.

제2도는 본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도.FIG. 2 is a configuration diagram of an optical pick-up apparatus according to the present invention; FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

54 : 대물렌즈 55 : 디스크54: objective lens 55: disk

60 : 실리콘기판 61 : 지지체60: silicon substrate 61: support

62 : 광검출기 63 : 표면발광 레이저 다이오드62: photodetector 63: surface-emission laser diode

64 : 회절격자 65 : 빔 스플리트64: diffraction grating 65: beam splitter

66 : 프리즘 67 : 홀로그램격자66: prism 67: holographic grating

68 : 반투광부 69 : 전투광부68: Transmuter 69: Combat Miner

70 : 스포트 사이즈 조절판70: Spot size adjustment plate

제2도는 본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도로서, 실리콘기판(60)의 일측상면에는 소정 파장의 레이저 빔을 방사하는 표면발광 레이저 다이오드(63)가 형성되고, 이 표면발광 레이저 다이오드(63)가 형성된 실리콘기판(60)의 상부에는 레이저 빔을 투과하는 프리즘(66)이 소정의 크기로 형성되어 있다.Fig. 2 is a configuration diagram of the optical pick-up apparatus according to the present invention. A surface-emission laser diode 63 for emitting a laser beam of a predetermined wavelength is formed on one upper surface of a silicon substrate 60, A prism 66 for transmitting a laser beam is formed in a predetermined size on the upper portion of the silicon substrate 60 on which the laser beam 63 is formed.

여기서, 표면발광 레이저 다이오드(63)는 P/N 접합에 의해 레이저 빔이 상부로 방출되는 스페이스 에미션 타입의 레이저 다이오드를 사용한다.Here, the surface-emission laser diode 63 uses a space-emission type laser diode in which a laser beam is emitted upward by P / N bonding.

그리고 상기 프리즘(66)의 중앙부에는 표면발광 레이저 다이오드(63)로부터 방사되는 레이저 빔을 일정한 비율로 반사 및 투과하는 빔 스플리트(65)가 대각선 방향으로 형성되고, 프리즘(66)의 일 측에는 디스크(55)에서 반사되어 돌아오는 광정보를 집속시켜 광검출기(62)로 조사하는 홀로그램격자(67)가 형성된다.A beam splitter 65 for reflecting and transmitting the laser beam emitted from the surface-emission laser diode 63 at a predetermined ratio is formed in a diagonal direction at a central portion of the prism 66, A hologram grating 67 is formed which focuses the returning light reflected from the light source 55 and irradiates the light to the photodetector 62.

또한 프리즘(66)의 상면에는 입사빔을 전량 투과하는 전투광부(69)와 입사빔을 일정한 비율로 반사 및 투과하는 반투광부(68)가 혼합 형성되어 디스크(55)의 피트(55a)에 스포트 사이즈를 조절할 수 있는 스포트 사이즈 조절판(70)이 형성되어 있다.The prism 66 has a comb-shaped portion 69 for transmitting the entire incident beam and a semi-transparent portion 68 for reflecting and transmitting the incident beam at a predetermined ratio, There is formed a spot size regulating plate 70 whose size can be adjusted.

그리고, 상기 실리콘기판(60)의 타측 상부에는 디스크(55)의 광정보를 검출하는 광검출기(62)가 일체로 집적 형성된 지지체(61)가 형성되고, 상기 스포트 사이즈 조절판(70)의 상측에는 입사빔을 집속하여 디스크(55)에 빔 포커스를 형성하는 대물렌즈(54)가 설치되어 있다.A support body 61 on which a photodetector 62 for detecting optical information of the disk 55 is integrally formed is formed on the other side of the silicon substrate 60. An upper side of the spot size regulating plate 70 And an objective lens 54 that focuses the incident beam and forms a beam focus on the disk 55 is provided.

이와 같이 이루어진 본 발명은, 먼저 실리콘기판(60)의 일측 중앙부에 형성되어 있고 P/N 접합에 의해 레이저 빔이 상부로 방출되는 서페이스 에미션 타입의 표면발광 레이저 다이오드(63)에서 소정파장의 레이저 빔이 방사되며, 상기 레이저 빔은 프리즘(66)내부에 형성되어 있는 빔 스플리트(65)로 조사되어 입사빔을 일정한 비율로 반사 및 투과하게 된다.In the present invention as described above, a surface-emission laser diode 63 of a surface emission type in which a laser beam is emitted upward by a P / N junction is formed at a central portion of one side of a silicon substrate 60, And the laser beam is irradiated to a beam splitter 65 formed in the prism 66 to reflect and transmit the incident beam at a predetermined ratio.

이때 상기 빔 스플리트(65)를 투과한 레이저 빔은 스포트 사이즈 조절판(70)에 조사됨에 따라 두 종류의 빔경로를 형성하게 되며, 이 빔경로에 따라 스포트 시이즈가 다르게 형성되어 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 디지탈 비디오 디스크(DVD)에 기록된 정보를 읽게 된다.At this time, as the laser beam transmitted through the beam splitter 65 is irradiated on the spot size regulating plate 70, two kinds of beam paths are formed. The spot size is formed differently according to the beam path, DAD) or a digital video disc (DVD).

즉, 빔 스플리트(65)를 통해 반사된 레이저 빔은 스포트 사이즈 조절판(70)의 반투광부(68)에 의해 절반은 반사하고, 나머지 절반은 투과하게 되며, 이 투과된 빔은 대물렌즈(54)로 조사됨에 따라 θ1의 각으로 집속되어 디스크(55)에 빔 포커스를 형성하게 된다.That is, the laser beam reflected through the beam splitter 65 is half-reflected by the semi-transparent portion 68 of the spot size regulating plate 70, and the other half is transmitted, and the transmitted beam passes through the objective lens 54 The light beam is converged at an angle of &thetas; 1 to form a beam focus on the disk 55. [

이와 동시에 빔 스플리트(65)에 의해 반사된 레이저 빔이 스포트 사이즈 조절판(70)의 전투광부(69)에 의해 전량 투과되어 대물렌즈(54)에 조사됨으로서 이 전량 조사된 빔과 반투광부(68)에 의해 절반 투과된 빔량이 합해진 θ2의 각으로 디스크(55)에 빔 포커스를 형성하게 된다.At the same time, the laser beam reflected by the beam splitter 65 is totally transmitted by the comb-shaped beam portion 69 of the spot size regulating plate 70 and is irradiated on the objective lens 54, The beam focus is formed on the disk 55 at an angle of &thetas;

따라서, 상기 스포트 사이즈 조절판(70)의 전투광부(69)와 반투광부(68)에 의해 두 개의 제1 및 제2개구수(NA1)(NA2)로 나누어지며, 이 두 개구수의 차이에 의해 디스크(55)상에 형성되는 빔의 크기가 변화되고, 이로인해 광량에도 차이가 발생하게 된다.Therefore, the first and second numerical apertures NA1 and NA2 are divided by the comb-shaped portion 69 and the translucent portion 68 of the spot-size regulating plate 70, The size of the beam formed on the disk 55 is changed, resulting in a difference in the amount of light.

여기서 개구수의 수식을 살펴보면 다음과 같다.Here, the numerical expression of the numerical aperture is as follows.

NA1=ηSinθ1 (1)NA1 =? Sin? 1 (1)

이며, NA2=ηSinθ2가 된다., And NA2 =? Sin? 2.

(여기서, η은 굴절율이며, 공기중에서 η은 1이다.)(Where eta is the refractive index and eta in the air is 1.)

NA1=Sinθ1 (2)NA1 = Sin? 1 (2)

이며, NA2 =Sinθ2가 된다., And NA2 = Sin &thetas; 2.

D = K×λ/NA, H = R×λ/(NA)2(3)D = K x lambda / NA, H = R x lambda / (NA) 2 (3)

(여기서 D는 빔 사이즈이며, H는 초점심도이고, K와 R은 각각 상수이므로 NA가 변함에 의해 빔 사이즈와 초점심도가 변하게 되는 것이다.(Where D is the beam size, H is the depth of focus, and K and R are constants, respectively, the beam size and depth of focus change as the NA changes.

그러므로, 스포트 사이즈 조절판(70)의 반투광부(68)를 투과하여 θ1의 각도로 집속되는 빔 사이즈와 초점심도는 전투광부(69)를 투과하여 θ2의 각도로 집속되는 빔 사이즈와 초점심도에 비해 크게 형성된다.(그 이유는 빔 사이즈는 NA에 반비례하고, 초점심도는 (NA)2에 반비례하기 때문)Therefore, the beam size and the depth of focus, which are transmitted through the translucent portion 68 of the spot size regulating plate 70 and converged at the angle of? 1, are smaller than the beam size and depth of focus converged at the angle of? 2 through the comb- (Because the beam size is inversely proportional to NA and the depth of focus is inversely proportional to (NA) 2 )

따라서, 스포트 사이즈 조절판(70)의 반투광부(68)를 투과하여 대물렌즈(54)에 의해 θ1의 각으로 집속된 레이저 빔은 디스크(55)상에 1.6μm 크기의 빔 스포트가 형성됨으로서 피트(55a)의 길이가 보다 넓은 디지탈 오디오 디스크(DAD)에 수록된 데이타를 읽어들이며, 또한 스포트 사이즈 조절판(70)의 전투광부(69)를 투과하여 대물렌즈(54)에 의해 θ2의 각으로 집속된 레이저 빔은 디스크(55)상에 0.8μm 크기의 빔 스포트가 형성됨으로서 피트(55a)의 길이가 보다 좁은 디지탈 비디오 디스크(DVD)에 수록된 데이타를 각각 읽어들이게 된다.Therefore, the laser beam that has been transmitted through the translucent portion 68 of the spot size regulating plate 70 and converged by the objective lens 54 at the angle of? 1 is formed on the disk 55 with a beam spot having a size of 1.6 mu m, 55a of the spot size regulating plate 70 and transmitted through the combed light portion 69 of the spot size regulating plate 70 and is converged by the objective lens 54 at the angle of? The beam is formed with a beam spot having a size of 0.8 mu m on the disk 55, thereby reading the recorded data on the digital video disk (DVD) having a narrower length of the pit 55a.

즉, 스포트 사이즈 조절판(70)의 전투광부(68) 및 반투광부(69)와 대물렌즈(54)에 의해 θ1, θ2의 각으로 집속된 1.6μm와 0.8μm의 에어리 형태로 집광되어 디지탈 비디오 디스크 또는 디지탈 오디오 디스크(55)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이타가 기록된 피트(55a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(55a)가 있는 곳에서는 광이 피트(55a)에 의해 회절되어 대물렌즈(54)의 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기에 광량차이를 발생시키게 된다.That is, the light is condensed in the airy form of 1.6 mu m and 0.8 mu m converged at the angles of [theta] 1 and [theta] 2 by the combinational light portion 68 and the translucent portion 69 and the objective lens 54 of the spot size regulating plate 70, Or the signal surface of the digital audio disk 55. This light is returned almost as it is in the absence of the pit 55a in which the data is recorded but in the place where the pit 55a is located, Diffracted by the objective lens 54 and emitted out of the range of the objective lens 54. As a result, only a part of the incident light is returned, resulting in a light amount difference in the photodetector.

이러한 상태에서 디스크(55)가 디지탈 오디오 디스크일 경우라고 가정하면, θ1의 각으로 집속되어 돌아오는 디지탈 오디오 디스크의 광정보는 다시 θ1의 각으로 대물렌즈(54)와 스포트 사이즈 조절판(70)의 반투광부(68)를 경유하여 빔 스플리트(65)로 조사되어진다.Assuming that the disc 55 is a digital audio disc in this state, the optical information of the digital audio disc, which is converged at the angle of? 1, returns again to the angle? 1 by the objective lens 54 and the spot size regulating plate 70 And is irradiated to the beam split 65 via the translucent portion 68.

따라서 상기 빔 스플리트(65)는 디스크(55)를 통해 돌아오는 광정보를 일정한 비율로 반사 및 투과하고, 이 반사된 빔은 프리즘(66)의 일측에 형성되어 있는 홀로그램격자(67)로 조사되어 지지체(61)에 형성되어 있는 광검출기(62)로 집속되어 진다.Therefore, the beam splitter 65 reflects and transmits the optical information returned through the disk 55 at a predetermined ratio, and the reflected beam is irradiated with the hologram grating 67 formed on one side of the prism 66 And is converged by the photodetector 62 formed on the support 61.

한편 디스크(55)가 디지탈 오디오 디스크일 경우라고 가정하면, θ2의 각으로 집속되어 돌아오는 디지탈 오디오 디스크의 광정보는 다시 θ2의 각으로 대물렌즈(54)와 스포트 사이즈 조절판(70)의 전투광부(69)를 경유하여 빔 스플리트(65)로 조사되어진다.On the other hand, assuming that the disk 55 is a digital audio disk, the optical information of the digital audio disk, which is converged at the angle of 2, is again incident on the objective lens 54 and the comb- Is irradiated to the beam splitter (65) via the beam splitter (69).

그러므로 전술한 바와같이 상기 빔 스플리트(65)는 디스크(55)를 통해 돌아오는 광정보를 일정한 비율로 반사 및 투과하고, 이 반사된 빔은 프리즘(66)의 일측에 형성되어 있는 홀로그램격자(67)로 조사되어 지지체(61)에 형성되어 있는 광검출기(62)로 집속되어 진다.Therefore, as described above, the beam splitter 65 reflects and transmits the light information coming back through the disk 55 at a constant rate, and the reflected beam passes through the holographic grating (not shown) formed on one side of the prism 66 67, and is converged by the photodetector 62 formed on the support 61.

따라서, 상기 광검출기(62)에서는 디스크의 광정보를 전류로 변환출력시키며, 이 광검출기(62)의 출력을 이용하여 미도시된 디지탈 신호처리부에 의해 알.에프(RF)신호, 포커스신호, 트랙킹신호를 검출 및 원래의 신호로 복조함으로서 디지탈 오디오 및 비디오 디스크상에 기록된 오디오신호를 재생하게 되는 것이다.The photodetector 62 converts the optical information of the disk into a current and outputs an RF signal, a focus signal, and an RF signal by a digital signal processing unit (not shown) The audio signal recorded on the digital audio and video disc is reproduced by detecting and demodulating the tracking signal into the original signal.

본 발명의 구조에서 포커스에러 검출은 포컬트(Foucault)법으로, 그리고 트랙킹에러 검출은 원 빔(One beam)의한 푸시 풀(Push-Pull)법으로 검출된다.In the structure of the present invention, focus error detection is detected by a Foucault method, and tracking error detection is detected by a push-pull method by a one-beam method.

본 발명은 실리콘기판위에 표면발광 레이저 다이오드, 프리즘, 빔 스플리트, 스포트 사이즈 조절판,광검출기, 홀로그램격자를 집적 형성하여 특정파장의 레이저 빔이 상기 스포트 사이즈 조절판을 경유할 경우 디스크상에 직경이 1.6μm와 0.8μm의 빔 포커스가 동시에 형성되도록 함으로서 디지탈 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크 보다 데이타 기록 용량이 수배 많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지탈 비디오 디스크의 재생이 가능토록하여 광 픽-업장치의 신뢰성 향상에 기여할 수 있는 것이다.A surface emitting laser diode, a prism, a beam splitter, a spot size regulating plate, a photodetector, and a hologram grating are integrated on a silicon substrate so that when a laser beam of a specific wavelength passes through the spot size regulating plate, and a beam focus of 0.8 mu m can be formed at the same time, so that it is possible to reproduce a digital video disk in which the data recording capacity is several times larger than that of the digital audio disk and the pit width is remarkably narrower than that of the audio disk, It is possible to contribute to improvement.

Claims (1)

레이저 빔을 대물렌즈로서 빔을 집광하여 디스크상에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 있어서, 다수의 광학소자가 안치되는 실리콘기판(60), 상기 실리콘기판(60)의 일측 내부에 형성되어 소정파장의 레이저 빔을 방사하는 표면발광 레이저 다이오드(63), 상기 실리콘기판(60)의 타측 상부에 형성된 지지체(61), 상기 지지체(61) 내부 소정위치에 형성되어 디스크의 광정보를 전류로 변환하는 광검출기(62), 상기 표면발광 레이저 다이오드(63)가 형성된 실리콘기판(60)의 상부에 소정크기로 형성되어 레이저 빔을 투과하는 프리즘(66), 상기 프리즘(66)의 내부에 대각선 방향으로 형성되어 입사빔을 소정의 비율로 반사 및 투과하는 빔 스플리트(65), 상기 프리즘(66)의 일측면에 형성되어 빔 스플리트(65)에서 반사되어 돌아오는 빔을 집속시켜 광검출기(62)로 조사하는 홀로그램격자(67), 상기 프리즘(66)의 상면에 반투광부(68)와 전투광부(69)로 형성되어 디스크상에 스포트 사이즈를 조절할 수 있는 스포트 사이즈 조절판(70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 픽-업장치.A optical pick-up apparatus for condensing a beam with a laser beam as an objective lens to record a signal on a disk and reproduce the recorded information as an electric signal, comprising: a silicon substrate (60) on which a plurality of optical elements A surface emitting laser diode 63 formed inside one side of the silicon substrate 60 and emitting a laser beam of a predetermined wavelength, a support 61 formed on the other side of the silicon substrate 60, A photodetector 62 formed on the silicon substrate 60 to convert the optical information of the disk into a current and a prism 66 formed to a predetermined size on the silicon substrate 60 on which the surface-emission laser diode 63 is formed, A beam splitter 65 formed diagonally inside the prism 66 to reflect and transmit the incident beam at a predetermined ratio, a beam splitter 65 formed on one side of the prism 66, Reflected from A hologram grating 67 that focuses the beam and irradiates the beam onto the photodetector 62, and a translucent portion 68 and a comb transparent portion 69 on the upper surface of the prism 66, And a spot size regulating plate (70). ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.※ Note: It is disclosed by the contents of the first application.
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