KR20050013440A - Integrated base optical unit of pickup in optical disk driver - Google Patents
Integrated base optical unit of pickup in optical disk driverInfo
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Abstract
Description
본 발명은 광디스크 픽업시스템의 픽업광학계에 관한 것으로서, 상세하게는 종래에 다수개의 분리된 부품으로 구성된 픽업광학계를 적층하여 직접하여 형성함으로서, 생산성을 증대시키며 초박형화를 달성한 적층형 직접 픽업광학계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pickup optical system of an optical disc pickup system. More particularly, the present invention relates to a stacked direct pickup optical system that increases productivity and achieves ultra-thin thickness by stacking a pickup optical system composed of a plurality of discrete components. will be.
광디스크 재생장치분야는 CD에서 DVD 및 BLUE LD를 이용한 고밀도 저장방식에 이르기까지 기록용량의 꾸준한 증가가 이어져 왔다. 이러한 기록용량의 증대는주로 개구율(NA:numerical aperture) 및 파장등 광학적 특성의 향상에 의해 이루어져 왔으나, 이러한 광학적 특성의 향상은 기술적 한계에 다다를 가능성이 높아, 최근에는 이러한 광학적 특성의 기술적 한계를 초월하기 위한 기술이 여러 방면으로 검토되고 있다. 이러한 기술 중에 하나가 광자기 기록 방식으로서 자기적 초해상 기술을 사용하여 기록밀도를 광학적 한계 이상으로 향상시켰다.In the field of optical disc playback devices, recording capacity has been steadily increasing from CD to DVD and high density storage using BLUE LD. The increase in recording capacity has been mainly due to the improvement of optical properties such as NA (numerical aperture) and wavelength, but the improvement of these optical properties is likely to reach technical limitations, and in recent years has exceeded the technical limitations of these optical characteristics. Techniques for doing this are being reviewed in many ways. One of these techniques is the magneto-optical recording method, which uses magnetic super-resolution technology to improve the recording density beyond the optical limit.
도1은 종래의 광자기디스크용 픽업시스템의 구성을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the configuration of a conventional pickup system for a magneto-optical disk.
도시된 바와 같이, 종래의 광 픽업시스템은 빛을 조사하는 발광소자(10)와, 상기 발광소자의 빛을 평행하게 굴절시키는 콜리메이트 렌즈(collimate lens)(20)와, 상기 콜리메이트 렌즈(20)를 통과한 빛을 대물렌즈(80)를 향해 굴절시키는 빔스프리터(30)와, 상기 빔스프리터(30)를 통과한 빛을 디스크(90)에 조사시켜주는 대물렌즈(80)와, 상기 디스크(90)에서 반사된 빛이 상기 빔스프리터(30)의 반사면에의해서 굴절되면 굴절된 빛을 S파, P파, 그리고 S파와 P파가 섞인 3개의 빔으로 입사된 빔을 분리하는 월러스톤(Wollaston)프리즘(40)과, 상기 월러스톤프리즘(40)을 통과한 빛을 결상시켜 주는 결상렌즈(40)및 오목렌즈(60)와, 상기 오목렌즈(60)를 통과한 빔으로 부터 신호를 검출하는 수광소자(70)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, a conventional optical pickup system includes a light emitting device 10 for irradiating light, a collimate lens 20 for refracting light of the light emitting device in parallel, and the collimating lens 20. Beam splitter 30 for refracting the light passing through the lens toward the objective lens 80, the objective lens 80 for irradiating the light to the disk 90 through the beam splitter 30, and the disk When the light reflected at 90 is refracted by the reflecting surface of the beam splitter 30, Wallerstone separates the refracted light into S-waves, P-waves, and three beams mixed with S-waves and P-waves. Wollaston prism 40, an imaging lens 40 and a concave lens 60 for forming light passing through the wallerstone prism 40, and a signal from a beam passing through the concave lens 60 It comprises a light receiving element 70 for detecting the.
상기 발광소자는 레이저 다이오드로 구성된다.The light emitting element is composed of a laser diode.
상기 월러스톤프리즘(40)은 수정 등의 복굴절물질로 구성되며, 45도를 가지는 편광을 S파와 P파로 50:50 비율로 분리하여 경로를 꺾어준다.The wallerstone prism 40 is composed of a birefringent material such as crystal, and breaks the path by separating the polarized light having a 45 degree by 50:50 ratio of S and P waves.
이하, 종래의 광픽업시스템의 동작에 관하여 기술한다.Hereinafter, the operation of the conventional optical pickup system will be described.
디스크에 데이터를 기록하는 동작은 발광소자(10)에서 강한 빔을 디스크(90)상에 조사를 하면, 상기 빔이 디스크(90)상에 조사되는 스폿(spot)에 온도가 상승을 하여 디스크(90)에 도포된 자성 물질이 자성을 잃어버리게 되는 큐리 온도보다 높은 온도에 도달하고, 이때, 디스크(90)에 인접하게 설치된 외부 자기 헤드에 강한 자장을 걸어서 자기의 방향을 변화시켜 기록을 하게된다.In the operation of writing data to the disk, when a strong beam is irradiated onto the disk 90 by the light emitting element 10, the temperature rises at a spot where the beam is irradiated onto the disk 90 so that the disk ( The magnetic material applied to 90) reaches a temperature higher than the Curie temperature at which the magnetic is lost, and at this time, a magnetic field is applied to an external magnetic head installed adjacent to the disk 90 to change the direction of the magnetic and record. .
디스크의 데이터를 재생하는 동작은 발광소자(10)에서 빔을 발광하면, 빔이 콜리메이터렌즈(20), 빔스프리터(30) 및 대물렌즈(80)를 거쳐 디스크(90)에 조사된다. 이때, 빔스프리터(30)를 거치면서 직선 평광된 빔은 디스크(90)상에 전사된 자기의 방향에 의해 평광의 방향이 변하게 된다.In the operation of reproducing the data of the disk, when the light emitting element 10 emits a beam, the beam is irradiated onto the disk 90 via the collimator lens 20, the beam splitter 30, and the objective lens 80. At this time, the beam flattened while passing through the beam splitter 30 is changed in the direction of flattening by the direction of the magnetic transferred on the disk 90.
상기 디스크(90)에 조사된 빛이 반사되어 다시 대물렌즈(80), 빔스프리터(30)를 거쳐 월러스톤프리즘(40)을 통과하게 된다. 상기 빔스프리터(30)를 거치면서, 빔은 S평광파와 P평광파로 분리된 후 상기 결상렌즈(40)와 오목렌즈(60)를 통과한 후 수광소자(70)에 조사된다. 상기 수광소자(70)는 S평광파와 P평광파의 비율을 대비하여 신호를 감지한다.The light irradiated onto the disk 90 is reflected to pass through the Wallerstone prism 40 through the objective lens 80 and the beam splitter 30. While passing through the beam splitter 30, the beam is separated into an S-light wave and a P-light wave, and then passes through the imaging lens 40 and the concave lens 60 and is then irradiated onto the light receiving element 70. The light receiving element 70 detects a signal by comparing the ratio of the S flat wave and the P flat wave.
이러한 기록 재생이 원할하게 이루어지기 위해서는 디스크(90)상에 정확히 초점을 맺혀 주고 트랙을 추종하는 서보(servo)동작이 필수적이다. 따라서, 이러한 서보동작을 하기 위한 에러검출방법으로서, 트랙 에러 검출은 push-pull법, 3빔법, DPD(Differential Phase Detection)법 등이 있으며, 포커싱 에러 검출방법으로서는 비점수차법, SSD(Spot Size Detection)법등이 있다. 이러한 에러검출을 위해서는 상기 수광소자(70)가 다수가 필요하며, 일례가 특허출원1994-0003608에 상세히 기술되어 있다.In order to achieve smooth recording and reproducing, a servo operation that accurately focuses on the disc 90 and follows the track is essential. Therefore, as an error detection method for such servo operation, track error detection includes a push-pull method, a three beam method, a differential phase detection (DPD) method, and the like, and a focusing error detection method includes an astigmatism method and a spot size detection (SSD) method. There is a law. In order to detect such an error, a plurality of light receiving elements 70 are required, and an example is described in detail in patent application 1994-0003608.
전술한 바와 같이, 종래의 광디스크 픽업시스템은 다수의 분리된 부품을 조립, 조정하여 픽업시스템을 완성하므로 조립, 조정이 복잡하고 정밀조립이 어려워 성능 저하 및 생산성이 저하되며, 다수의 부품의 사용으로 인해 부품 조립을 위한 공간 마련 및 조정을 위한 공간이 필요하여 픽업시스템의 소형, 경량화에 불리하다. 특히, 휴대용 기기에 적용하기 위한 초소형화에는 근본적으로 적합하지 않는 구조를 가지고 있다.As described above, the conventional optical disk pick-up system completes the pick-up system by assembling and adjusting a plurality of separate parts, which is complicated to assemble and adjust and difficult to assemble precisely, resulting in deterioration in performance and productivity. Due to the need for a space for the assembly and adjustment of parts, it is disadvantageous for the compactness and weight of the pickup system. In particular, it has a structure that is fundamentally unsuitable for miniaturization for application to portable devices.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 종래의 분리되어 설치되는 다수개의 부품을 직접(integrated)하여 형성함으로서, 생산성이 증대되고, 크기가 소형 경량화 됨으로서, 휴대용기기에 적용할 수 있는 적층형 직접 픽업광학계를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by forming a plurality of parts separately installed in the prior art (integrated), productivity is increased, the size is small and lightweight, which can be applied to portable devices It is an object of the present invention to provide a stacked direct pickup optical system.
도1은 종래의 광자기디스크용 픽업시스템의 구성을 나타낸 개념도1 is a conceptual diagram showing the configuration of a conventional pickup system for magneto-optical disks;
도2 내지 도6은 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 도면으로서,2 to 6 are diagrams showing the structure of one embodiment of the present invention.
도2는 픽업시스템의 측면도2 is a side view of a pickup system
도3은 도2의 베이스광학계의 측면도3 is a side view of the base optical system of FIG.
도4는 도3의 홀로그램층의 저면도4 is a bottom view of the hologram layer of FIG.
도5a는 도3의 콜리메이트층의 측면도FIG. 5A is a side view of the collimating layer of FIG. 3
도5b는 도3의 콜리메이터층의 저면도FIG. 5B is a bottom view of the collimator layer of FIG.
도6은 도3의 광소자형성층의 사시도FIG. 6 is a perspective view of the optical device forming layer of FIG.
도7은 본 발명의 일실시예의 픽업광학계의 동작을 나타낸 동작개념도7 is an operation conceptual diagram showing the operation of the pickup optical system according to an embodiment of the present invention;
도8 내지 도9(c)는 초점제어방법을 도시한 것으로서8 to 9 (c) illustrate a focus control method.
도8은 홀로그램과 수광소자의 측면도8 is a side view of a hologram and a light receiving element
도9(a) 내지 도9(c)는 도8의 수광소자의 평면도9 (a) to 9 (c) are plan views of the light receiving element of FIG.
도10(a) 및 도10(b)는 본 발명의 일실시예의 베이스광학계를 생산하는 방법을 도시한 것으로서,10 (a) and 10 (b) illustrate a method of producing a base optical system of an embodiment of the present invention.
도10(a)는 베이스광학계의 각 층을 분리한 상태의 사시도Fig. 10 (a) is a perspective view of the separated layers of the base optical system
도10(b)는 각 층이 결합된 상태의 사시도Figure 10 (b) is a perspective view of the state in which each layer is combined
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
101: 광도파축 110: 홀로그램층101: optical waveshaft 110: hologram layer
113: 홀로그램 111: 제1홀로그램113: hologram 111: first hologram
112: 제2홀로그램 120: 콜리메이트층112: second hologram 120: collimated layer
121: 제1편광판 122: 제2편광판121: first polarizing plate 122: second polarizing plate
123: 콜리메이터렌즈 150: 광소자형성층123: collimator lens 150: optical element formation layer
152: 스페이서 153: 발광소자152: spacer 153: light emitting element
155: 배선 158a: 제1수광소자155: wiring 158a: first light receiving element
158b: 제2수광소자 159a: 제3수광소자158b: second light receiving element 159a: third light receiving element
159b: 제4수광소자159b: fourth light receiving element
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 광디스크 픽업시스템에 있어서, 다수개의 수광소자가 형성된 광소자형성층과; 콜리메이터렌즈가 형성되며, 상기 광소자형성층의 상면에 적층되어 형성된 콜리메이터층과; 상기 콜리메이터층의 상면에 적층되어 형성되며, 홀로그램이 형성된 홀로그램층과; 상기 홀로그램에서 회절된 +1차광이 지나는 위치에 형성된 제1편광판과; 상기 홀로그램에서 회절된 -1차광이 지나는 위치에 형성된 제2편광판을; 포함하여 구성되며, 상기 제1편광판과 상기 제2편광판은 편광의 방향이 서로 직교하도록 형성되고, 상기 수광소자는 상기 홀로그램의 각 분할영역에 의해 형성된 회절광이 상기 광소자형성층에 맺히는 위치에 배치된 것을 특징으로 광디스크 픽업의 직접 베이스 광학계를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an optical disk pickup system comprising: an optical element forming layer having a plurality of light receiving elements; A collimator lens is formed, and a collimator layer formed by being stacked on the upper surface of the optical element forming layer; A hologram layer formed by being stacked on an upper surface of the collimator layer and having a hologram formed thereon; A first polarizing plate formed at a position at which +1 order light diffracted by the hologram passes; A second polarizing plate formed at a position at which -first order light diffracted in the hologram passes; Wherein the first polarizing plate and the second polarizing plate are formed such that polarization directions are perpendicular to each other, and the light receiving element is disposed at a position where diffracted light formed by each divided region of the hologram is formed on the optical element forming layer. It provides a direct base optical system of the optical disk pickup.
여기서, 상기 제1편광판 및 상기 제2편광판은 상기 콜리메이터층의 하면에 형성된 것이 바람직하다.Here, the first polarizing plate and the second polarizing plate are preferably formed on the lower surface of the collimator layer.
또한, 상기 광소자 형성층에는 상기 홀로그램층을 향하여 빛을 조사할 수 있도록 발광소자가 고정된 것이 효과적이다.In addition, it is effective that the light emitting device is fixed to the optical device forming layer so that light can be irradiated toward the hologram layer.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted in order not to disturb the gist of the present invention.
또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the same reference numerals are given to the same and the same components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
도2 내지 도6은 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 도면으로서, 도2는 픽업시스템의 측면도, 도3은 도2의 베이스광학계의 측면도, 도4는 도3의 홀로그램층의 저면도, 도5a는 도3의 콜리메이트층의 측면도, 도5b는 도3의 콜리메이터층의 저면도, 도6은 도3의 광소자형성층의 사시도이다.2 to 6 show a structure of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the pickup system, FIG. 3 is a side view of the base optical system of FIG. 2, FIG. 4 is a bottom view of the hologram layer of FIG. FIG. 5A is a side view of the collimator layer of FIG. 3, FIG. 5B is a bottom view of the collimator layer of FIG. 3, and FIG. 6 is a perspective view of the optical element formation layer of FIG.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 적층형 베이스 광학계가 사용되는 픽업시스템은 스윙암(100)과, 상기 스윙암(100)에 서스펜션(210)에 의해 지지되는 슬라이더(250)와, 상기 슬라이더(250)에 엑튜에이터(240)에 의해 설치된 대물렌즈(230)와, 상기 스윙암(100)에 설치된 베이스광학계(100)와, 상기 베이스광학계(100)와 상기 대물렌즈(230)간의 빔을 굴절시켜 전송하는 반사프리즘(220)과, 상기 베이스광학계(100)에서 초점제어신호 및 트래킹신호를 송부 받아 상기 액튜에이터(240)를 제어하는 제어부(260)를 포함하여 구성된다.As shown in these figures, a pickup system using a stacked base optical system of an embodiment of the present invention includes a swing arm 100, a slider 250 supported by a suspension 210 on the swing arm 100, and a pickup system. The objective lens 230 installed by the actuator 240 on the slider 250, the base optical system 100 installed on the swing arm 100, the base optical system 100, and the objective lens 230. And a control unit 260 for controlling the actuator 240 by receiving a focus control signal and a tracking signal from the base optical system 100.
픽업광학계는 베이스광학계(100)와 반사프리즘(220)과 대물렌즈(230)를 포함하는 개념으로 사용한다.The pickup optical system is used in a concept including a base optical system 100, a reflection prism 220, and an objective lens 230.
상기 베이스광학계(100)는 다수개의 수광소자(158a-169b)가 형성된 광소자형성층(150)과, 콜리메이터렌즈(123)가 형성되며, 상기 광소자형성층(150)의 상면에 적층되어 형성된 콜리메이터층(120)과, 상기 콜리메이터층(120)의 상면에 적층되어 형성된 홀로그램층(110)을 포함하여 구성된다.The base optical system 100 includes an optical element forming layer 150 having a plurality of light receiving elements 158a to 169b and a collimator lens 123 formed thereon, and a collimator layer formed by being stacked on an upper surface of the optical element forming layer 150. And a hologram layer 110 stacked on the upper surface of the collimator layer 120.
상기 홀로그램층(110)에는 홀로그램(113)이 하면에 형성되어 있다. 상기 홀로그램(113)은 2개의 영역으로 분할되어 제1홀로그램 패턴(111)과 제2홀로그램 패턴(112)로 형성되어 서보 홀로그램과 빔스프리터 홀로그램의 역할을 동시에 수행하게 된다. 제1홀로그램 패턴(111)과 제2홀로그램 패턴(112)은 그레이팅(grating)의 간격을 상이하게 하여 회절광의 초점의 거리가 다르게 형성되도록 하며, 그레이팅의 모양을 상이하게 하여 회절광이 맺히는 위치를 상이하게 한다. 본 발명의 일실시예에서는 홀로그램패턴(111, 112)을 2개로 양분하고 각각의 홀로그램패턴(111, 112)의 무늬를 곡선으로 형성하였으나, 이외에도 다수개로 분할하여 구성할 수 있으며, 홀로그램패턴의 무늬는 직선으로 형성할 수 있다.The hologram 113 is formed on the lower surface of the hologram layer 110. The hologram 113 is divided into two regions and is formed of the first hologram pattern 111 and the second hologram pattern 112 to simultaneously serve as a servo hologram and a beam splitter hologram. The first hologram pattern 111 and the second hologram pattern 112 have different grating intervals so that the focal lengths of the diffracted light are formed differently, and the grating forms different positions to form a position where the diffracted light is formed. Make it different. In an embodiment of the present invention, the hologram patterns 111 and 112 are divided into two and the patterns of the hologram patterns 111 and 112 are formed in a curved line, but in addition, the hologram patterns 111 and 112 may be divided into a plurality of patterns. Can be formed in a straight line.
상기 콜리메이트층(120)은 상면에 콜리메이트 렌즈(123)가 형성되며, 하면에는 제1편광판(121) 및 제2편광판(122)이 형성된다. 상기 콜리메이트 렌즈(123)는 마이크로 머시닝 기법을 이용하여 형성할 수 있으며, 상기 제1편광판(121) 및 상기제2편광판(122)은 편광의 방향이 서로 직교하도록 형성된다. 또한, 상기 제1편광판(121)은 상기 서보 및 빔스프리터 홀로그램(113)에서 회절된 +1차광이 지나는 위치에 형성되며, 상기 제2편광판(122)은 상기 서보 및 빔스프리터 홀로그램(113)에서 회절된 -1차광이 지나는 위치에 형성된다. 상기 편광판(142, 143)은 선형편광자 혹은 편광분리가 가능한 편광성 그레이팅(grating)등과 같은 편광성 소자로 구성된다. 상기 콜리메이터렌즈(123)는 원판글래스(124)를 여러층으로 나누어 식각한 후 열을 가하는 리플로우(reflow)공정을 거쳐 형성된다.The collimating layer 120 has a collimating lens 123 formed on an upper surface thereof, and a first polarizing plate 121 and a second polarizing plate 122 formed on its lower surface. The collimated lens 123 may be formed using a micromachining technique, and the first polarizing plate 121 and the second polarizing plate 122 are formed such that the directions of polarization are perpendicular to each other. In addition, the first polarizing plate 121 is formed at a position where the +1 order light diffracted by the servo and beam splitter hologram 113 passes, and the second polarizing plate 122 is formed at the servo and beam splitter hologram 113. It is formed at the position where the diffracted -first order light passes. The polarizing plates 142 and 143 are formed of a polarizing element such as a linear polarizer or a polarizing grating capable of polarizing separation. The collimator lens 123 is formed through a reflow process in which the disc glass 124 is divided into several layers to be etched and then heated.
상기 광소자형성층(150)의 상면에 발광소자(153)가 설치되며, 상기 발광소자(153)의 발광부에는 발광되는 빛이 광도파축(101)을 따라 진행하도록 굴절시켜주는 반사체(154)가 설치된다. 그리고, 상기 광소자형성층(150)의 상면에는 다수개의 수광소자(158a-159b)가 배치되며, 상기 수광소자(158a-159b)의 신호를 제어부에 전달하기 상기 광소자형성층(150)의 상면에 배선(155)과, 접접패드(156)가 형성된다. 상기 발광소자(153)는 레이저다이오드가 사용된다. 상기 수광소자(158a-159b)는 초점제어를 위한 제1수광소자(158a), 제2수광소자(158b), 제3수광소자(159a) 및 제4수광소자(159b)로 구성된다. 상기 수광소자(158a-159b)는 상기 홀로그램의 각 분할영역에 의해 형성된 회절광이 상기 광소자형성층에 맺히는 위치에 배치된다.The light emitting device 153 is disposed on the upper surface of the optical device forming layer 150, and the reflector 154 is refracted to emit light emitted along the optical waveguide 101 in the light emitting part of the light emitting device 153. Is installed. In addition, a plurality of light receiving elements 158a-159b are disposed on an upper surface of the optical device forming layer 150, and a signal of the light receiving elements 158a-159b is transferred to a control unit on the upper surface of the optical device forming layer 150. The wiring 155 and the contact pad 156 are formed. The light emitting device 153 is a laser diode. The light receiving elements 158a to 159b include a first light receiving element 158a, a second light receiving element 158b, a third light receiving element 159a and a fourth light receiving element 159b for focus control. The light receiving elements 158a-159b are disposed at positions where diffracted light formed by the respective divided regions of the hologram is formed on the optical element forming layer.
상기 제1수광소자(158a)는 상기 제1홀로그램(111)에 의해 회절되어 형성되는 +1차 회절광이 상기 광소자형성층(150)상에 맺히는 위치에 형성되며, 상기 제2수광소자(158b)는 상기 제2홀로그램(112)에 의해 회절되어 형성되는 +1차회절광이 상기광소자형성층(150)상에 맺히는 위치에 형성된다.The first light receiving element 158a is formed at a position where the + 1st order diffracted light diffracted by the first hologram 111 is formed on the optical element forming layer 150, and the second light receiving element 158b is formed. ) Is formed at a position where the + 1st order diffracted light diffracted by the second hologram 112 is formed on the optical device forming layer 150.
그리고, 상기 제3수광소자(159a)는 상기 제1홀로그램(111)에 의해 회절되어 형성되는 -1차 회절광이 상기 광소자형성층(150)상에 맺히는 위치에 구비되며, 상기 제4수광소자(159b)는 상기 제2홀로그램(112)에 의해 회절되어 형성되는 -1차 회절광이 상기 광소자형성층(150)상에 맺히는 위치에 구비된다.In addition, the third light receiving element 159a is provided at a position where -first-order diffraction light, which is diffracted by the first hologram 111, is formed on the optical element forming layer 150, and the fourth light receiving element Reference numeral 159b is provided at a position at which -first-order diffraction light diffracted by the second hologram 112 is formed on the optical device forming layer 150.
이하, 본 발명의 일실시예의 동작에 관하여 기술한다.Hereinafter, the operation of one embodiment of the present invention will be described.
도7은 본 발명의 일실시예의 픽업광학계의 동작을 나타낸 동작개념도이다.7 is an operation conceptual diagram showing the operation of the pickup optical system according to an embodiment of the present invention.
디스크에 기록동작은 종래의 픽업시스템과 동일하며, 재생과정을 살펴보면, 발광소자(153)에서 빛을 발산하면, 발산된 빛은 광도파축(101)을 따라서 진행을 하여 반사프리즘(220), 대물렌즈(230)를 통해 디스크(90)에 조사된다. 디스크에 조사된 빛은 디스크상의 광자기 물질에 기록된 신호에 의해 kerr Rotation 현상에 따라 편광의 방향이 변경된 후 반사되어 대물렌즈(230), 반사프리즘(220)을 통해서 베이스광학계로 입사된다.The recording operation on the disc is the same as that of the conventional pickup system. Looking at the reproduction process, when the light emitting element 153 emits light, the emitted light travels along the optical waveguide 101 to reflect the prism 220 and the object. The disk 90 is irradiated through the lens 230. The light irradiated onto the disk is reflected by a signal recorded on a magneto-optical material on the disk, and then the polarization direction is changed according to the kerr rotation phenomenon.
베이스광학계로 입사된 빛은 서보 및 빔스프리터 홀로그램(113)을 통과하면서 회절에 의해 여러개의 빛으로 분할된다. 분할된 빛 중 +1차 회절광(102a, 103a)은 제1편광판(121)을 통과하며, -1차 회절광(102b, 103b)는 제2편광판(122)를 통과하여 서로 직교하는 편광성을 가진다.The light incident on the base optical system passes through the servo and beam splitter hologram 113 and is split into several lights by diffraction. The + 1st order diffracted light (102a, 103a) of the divided light passes through the first polarizing plate 121, and the -1st order diffracted light (102b, 103b) passes through the second polarizing plate 122 and is polarized perpendicular to each other. Has
상기 편광판(121, 122)을 통과한 빛 중 중 제1홀로그램(111)에 의해 회절되어 형성된 1차 회절광(102a)은 제1수광소자(158a)에 입사되고, -1차 회절광(102b)은 제3수광소자(159a)에 입사되며, 제2홀로그램(112)에 의해 회절되어 형성된 1차회절광(103a)은 제2수광소자(158b)에 입사되고, -1차 회절광(103b)은 제4수광소자(159b)에 입사된다.Among the light passing through the polarizing plates 121 and 122, the first diffraction light 102a diffracted by the first hologram 111 is incident on the first light receiving element 158a, and the -first order diffracted light 102b. ) Is incident on the third light receiving element 159a, the first diffraction light 103a diffracted by the second hologram 112 is incident on the second light receiving element 158b, and the -first-order diffraction light 103b. ) Is incident on the fourth light receiving element 159b.
자기 신호 검출방법은 상기 편광판(121, 122)은 편광의 방향이 서로 수직으로 형성되어 이들 편광판(121, 122)을 통과한 빛을 각각 검출하여 그 비를 구하면, 디스크상에 기록된 신호에 의해 조사된 빛의 편광의 방향이 얼마나 회전하였나를 검출할 수 있다. 따라서, 상기 제1수광소자(158a) 및 제2수광소자(158b)에 검출된 신호의 합과, 제3수광소자(159a)와 제4수광소자(159b)에 검출된 신호의 합을 연산하여 디스크상에 기록된 신호를 재생할 수 있다.In the magnetic signal detection method, the polarizing plates 121 and 122 are formed perpendicular to each other to detect light passing through the polarizing plates 121 and 122, respectively, and obtain a ratio thereof. It is possible to detect how rotated the direction of polarization of the irradiated light. Accordingly, the sum of the signals detected by the first and second light receiving elements 158a and 158b and the sum of the signals detected by the third and fourth light receiving elements 159a and 159b are calculated. The signals recorded on the disc can be reproduced.
초점제어방법은 SSD(spot size detection)방법을 사용하며, 트래킹제어방법은 푸시풀(push-pull)법을 사용한다. 그러나, 이외에도 다른 방법으로 초점 및 트래킹을 제어할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.The focus control method uses a spot size detection (SSD) method, and the tracking control method uses a push-pull method. However, in addition to the focusing and tracking can be controlled in other ways, this is also within the scope of the present invention.
도8 내지 도9(c)는 초점제어방법을 도시한 것으로서, 도8은 홀로그램과 수광소자의 측면도, 도9(a) 내지 도9(c)는 도8의 수광소자의 평면도이다.8 to 9 (c) show a focus control method, FIG. 8 is a side view of the hologram and the light receiving element, and FIGS. 9 (a) to 9 (c) are plan views of the light receiving element of FIG.
전술한 바와 같이, 제1홀로그램(111)과 제2홀로그램(112)은 그 회절광의 초점의 거리가 상이하도록 형성된다. 즉, 상기 제1홀로그램(111)은 간격이 넓게 형성되어 초점(F1)의 거리가 길게 형성되며, 제2홀로그램(112)은 간격이 소밀하게 형성되어 초점(F2)의 거리가 짧게 형성된다. 상기 수광소자(158a-159b)는 정상적인 상태에서 상기 초점(F1)과 초점(F2)의 중간지점에 형성되는 것이 바람직하다.As described above, the first hologram 111 and the second hologram 112 are formed so that the focal lengths of the diffracted light are different. That is, the first hologram 111 is formed to have a wide interval so that the distance of the focal point F1 is long, and the second hologram 112 is formed to have a small distance so that the distance of the focal point F2 is short. The light receiving elements 158a-159b are preferably formed at a midpoint between the focal point F1 and the focal point F2 in a normal state.
대물렌즈(230)와 디스크(90)간의 초점이 정확하게 맞는 경우에는 수광소자(158a-159b)에 도9(a)와 같이 빛이 맺히게 된다. 따라서 아래의 수학식1과같이 정의되는 Fe값은 0이된다. 이때는 초점을 제어하는 동작이 불필요하다.When the focal point between the objective lens 230 and the disk 90 is accurately adjusted, light is formed on the light receiving elements 158a to 159b as shown in FIG. 9 (a). Therefore, the Fe value defined as Equation 1 below becomes 0. At this time, the operation of controlling the focus is unnecessary.
그러나, 대물렌즈(230)와 디스크(90)간의 간격이 멀어질 때는 도8(b)와 같이 빛이 맺히게 되어 Fe값이 0보다 크게되며, 이때는 액튜에이터(240)를 가동하여 대물렌즈(230)를 디스크(90)에 가깝게 제어한다.However, when the distance between the objective lens 230 and the disk 90 is far, the light is formed as shown in Fig. 8 (b), the Fe value is greater than 0, in this case, the actuator 240 is operated to operate the objective lens 230 Control close to the disk 90.
그리고, 대물렌즈(230)와 디스크(90)간의 간격이 가까워질 때는 도8(c)와 같이 빛이 맺히게 되어 Fe값이 0보다 작게되며, 이때는 액튜에이터(240)를 가동하여 대물렌즈(230)를 디스크(90)에서 멀어지도록 제어한다.When the distance between the objective lens 230 and the disk 90 is close, light is formed as shown in FIG. 8 (c), and the Fe value is smaller than 0. In this case, the actuator 240 is operated to operate the objective lens 230. To control the distance from the disk (90).
트래킹제어방법은 디스크에 맺히는 스포트가 디스크상의 피트의 일측면으로 치우치게 되면 제1홀로그램(111)과 제2홀로그램을 통과하는 빛의 양이 상이하게 되므로, 제1수광소자(158a)와 제3수광소자(159a)에 조사되는 빛의 양의 합과, 제2수광소자(158b)와 제4수광소자(159b)에 조사되는 빛의 양의 합이 동일하게 되도록 제어함으로서, 트래킹 에러를 조절할 수 있다.In the tracking control method, when the spot formed on the disk is biased toward one side of the pit on the disk, the amount of light passing through the first hologram 111 and the second hologram is different, and thus, the first light receiving element 158a and the third light receiving light. The tracking error can be adjusted by controlling the sum of the amount of light irradiated to the element 159a and the sum of the amount of light irradiated to the second light receiving element 158b and the fourth light receiving element 159b to be equal. .
도10(a) 및 도10(b)는 본 발명의 일실시예의 베이스광학계를 생산하는 방법을 도시한 것으로서, 도10(a)는 베이스광학계의 각 층을 분리한 상태의 사시도, 도10(b)는 각 층이 결합된 상태의 사시도이다.10 (a) and 10 (b) show a method of producing a base optical system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 (a) is a perspective view of a state in which each layer of the base optical system is separated, FIG. b) is a perspective view of the combined state of each layer.
도시된 바와 같이, 각각의 층(110, 120, 150)에 다수개의 부품을 격자로 배치하여 형성한 후 각각의 층(110, 120, 150)을 정렬, 적층 접착한 후 절단선(300a)을 따라서 절단함으로서 다수개의 베이스광학계를 생산할 수 있다.As shown, after forming a plurality of parts in each layer (110, 120, 150) in a lattice form, each of the layers (110, 120, 150) are aligned, laminated and bonded to cut lines 300a Thus, a plurality of base optical systems can be produced by cutting.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예는 종래의 기능을 동일하게 발휘함에도 불구하고, 종래에 다수개의 분리된 부품으로 구성된 베이스광학계를 직접(integrate) 적층하여 형성함으로서, 대량생산이 용이하며 크기가 소형 경량화 됨으로서, 휴대용기기에 적용할 수 있다.As described above, although one embodiment of the present invention exhibits the same function as the conventional art, it is conventionally formed by directly stacking a base optical system composed of a plurality of discrete components, thereby easily mass-producing and increasing the size. Small size and light weight can be applied to portable devices.
또한, 종래의 포커싱 제어와 트래킹 제어를 위한 서보 제어를 위한 광과, 자기 신호를 검출하는 광을 하나의 홀로그램층으로 분할 함으로서, 베이스 광학계의 크기를 한층 더 줄일 수 있다.In addition, the size of the base optical system can be further reduced by dividing light for servo control for conventional focusing control and tracking control and light for detecting a magnetic signal into one hologram layer.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.
본 발명은 종래의 기능을 동일하게 발휘함에도 불구하고, 종래에 다수개의 분리된 부품으로 구성된 픽업광학계를 직접(integrate) 적층하여 형성함으로서, 대량생산이 용이하며 크기가 소형 경량화 됨으로서, 휴대용기기에 적용할 수 있는 직접픽업광학계를 제공한다.The present invention is formed by stacking a pickup optical system composed of a plurality of discrete components in the prior art even though the conventional functions are the same, so that the mass production is easy and the size is small and light, thereby being applied to a portable device. Provides a direct pickup optical system.
Claims (3)
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