KR970002830B1 - 광학픽업장치 - Google Patents

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KR970002830B1
KR970002830B1 KR1019880009435A KR880009435A KR970002830B1 KR 970002830 B1 KR970002830 B1 KR 970002830B1 KR 1019880009435 A KR1019880009435 A KR 1019880009435A KR 880009435 A KR880009435 A KR 880009435A KR 970002830 B1 KR970002830 B1 KR 970002830B1
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요시유끼 마쯔모또
히데히로 구메
고지 미쯔모리
요우 요시또시
에쯔후미 야마모또
히로시 오이노우에
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소니 가부시끼가이샤
오오가 노리오
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Abstract

내용없음

Description

[발명의 명칭]
광학픽업장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 종래의 광학 픽업 장치의 예의 사시도.
제2도는 제1도에서 라인 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취해진, 화살표 A의 방향으로 본 측단면도.
제3도는 본 발명에 따른 광학픽업장치의 실시예를 설명하는 사시도.
제4도는 제3도에서 라인 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취해진 측단면도.
제5 및 6도는 각각 본 발명에 따른 광학픽업장치의 다른 실시예를 설명하는 부분적인 측단면도.
제7도는 본 발명의 또다른 실시예를 설명하는 사시도.
제8A도는 본 발명에 따른 광학픽업장치의 또다른 실시예의 평면도.
제8B 또는 제8A도의 부분적인 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광학헤드 2 : 반도체 기판
3,4 : 광검출기 5 : 반도체 레이저 칩
6 : 프리즘
[발명의 상세한 설명]
(발명의 배경)
(발명의 분야)
본 발명은 일반적으로 광학픽업장치에 관한 것으로서, 특히 발광소자 및 수광소자가 반도체 기판 위에서 일체로 형성되는 광학픽업장치에 관한 것이다.
(종래기술의 설명)
다양한 구조의 광학헤드가 콤팩트디스크(CD) 등의 표면상에 형성된 정보 피트로부터 정보를 검출하기 위해 제안되었다. 제1도의 사시도는 일본국 특허출원 제61-38575호에서 제안된 합성발광 및 수광소자를 사용하는 광학픽업장치의 구조를 도시한다.
제1도에서 도시하는 바와 같이, 소위 핀(PlN) 다이오드 또는 그밖의 유사한 것으로 만들어진 제1광검출기(3)가 예로서, 수광소자로서 실리콘이나 그밖의 유사한 것으로 만들어진 직사각형의 반도체 기판(2)의 주표면(2A)의 좌측 절반부상에 형성되는 광학헤드(l)가 제공된다. 제1광검출기(3)는 예로서, 각각이 3개의 광검출부를 제공하기 위해 분할되는 광검출기(3a 및 3b)의 두 세트로 형성된다. 필요한 경우, 모니터링을 위해 핀 다이오드나 그밖의 유사한 것으로 구성된 제2광검출기(4)는 수광소자로서 반도체 기판(2)의 주표면(2A)의 우측 절반부상에 형성된다. 제1 및 2광검출기(3 및 4) 사이에, 반도체 레이저 칩 등과 같은 발광소자(5)가 반도체 기판(2)의 주표면(2A)으로 직접적으로 결합된다. 또한, 광학 경로 분기부분, 즉 프리즘(6)이 제공된다. 프리즘(6)은 횡단면이 사다리꼴이고, 제1광검출기(3)를 커버하기 위해 반도체 기판(2)의 주표면(2A)상에 위치하며, 따라서 복합발광/수광소자(la)가 형성된다. 프리즘(6)은 반도체 레이저 칩(5)에서, 활성층의 발광부와 마주보는 면(6a)을 가진다. 상기 면(6a)은 반투명 반사면으로 형성된다. 한편 반도체 기판(2)과 접촉하고 있는, 프리즘(6)의 면(66)에서 광검출기(3a 및 3b)와 접촉되지 않은 부분과, 면(6b)과 마주보는 면(6c)은 제각기 반사면으로서 형성된다.
상기 배열로써, 반도체 레이저 칩(5)의 활성층으로부터 방출된 레이저빔(7a)은 프리즘(6)의 반투명 반사면에서 반사되어, 대물렌즈(도시되지 않았음)를 통해 입사 레이저빔(7b)으로서 광학 디스크상에 조사된다. 광학 디스크상에 반사된 입사 레이저빔(7b)의 광은 프리즘(6)의 면(6a)을 통해 전해지며, 광검출기의 제1세트(3a)상에서 입사광이 된다. 면(6a)을 통과한 광은 프리즘(6)과 광검츨기의 제l세트(3a) 사이에서 형성된 반투명층(도시되지 않았음)에 의해 반사되고, 프리즘(6)의 면(6c)상에서 반사되어 광검출기(3b)의 제2세트상에서 입사광이 되며, 따라서 광학 디스크상의 겅보 피트에 상응하는 데이터가 검출된다. 레이저빔(7c)은 모니터링을 위해 반도체 레이저칩(5)의 반대편 활성층으로부터 방출된다.
상기 복합 발광/수광소자(la)에 있어서, 반도체 레이저 칩(5)으로부터 방출된 레이저빔의 일부는 프리즘(6)을 통해 진행하여, 제1광검출기(3)상에서 입사광이 되고, 검출신호에 잡음을 초래하는 부적합한 광(표류광)이 된다. 따라서 상기 부적합한 광을 제거하기 위한 여러 가지 수단이 제안되어 왔다
실험적 결과로부터, 프리즘(6)상의 부적합한 광의 입사는 종래의 복합 발광/수광소자(la)에서 제거되고 다른 종류의 부적합한 광은 제1광검출기가 발생하는 검출신호에 나쁜 영향을 미친다.
제2도를 참조하여 다른 종류의 부적합한 광이 발생되는 이유를 설명하기로 한다. 제2도는 제1도에서 라인Ⅱ-Ⅱ을 따라 취해진 화살표 A의 방향으로 본 부분적인 측단면도이다. 제1광검출기(3)를 커버하는 반도체 기판(2)의 주표면(2A)상에 형성된 프리즘(6)의 반투명 반사면(6a)을 제외하고, 왼쪽, 오른쪽 벽면 및 배면(6d, 6e 및 6f)은 광택이 나지 않도록 형성된다. 예로서 상기 면들은 회색유리(smoked-glass)면으로서 형성된다. 상기 이유로, 반도체 레이저 칩(5)의 활성층으로부터 방출된 레이저빔(7a)의 일부는 반투명 반사면(6a)을 통해 진행하여, 프리즘(6)의 측면(6d, 6e 및 6f)상에서 반사 및 분산된다. 따라서, 제2도에서 점선으로 나타난 반사 및 분산된 레이저빔(8)에 의해 도시된 바와 같이 다시 부적합한 광은 작은 입사각 e1을 가지고 광검출기(3a 및 3b)의 수광면상에 입사한다. 상기 부적합한 광은 DC 옵셋신호로서 제1광검츨기(3)로부터의 RF 신호상에 겹쳐지고 따라서 검출 신호에 나쁜 영향을 미친다. 프리즘(6) 내에서 반복적으로 반사 및 분산되는 많은 부적합한 광이 존재하는 다른 이유는, 프리즘(6)을 형성하는 물질의 굴절률이 공기의 굴절률보다 크고 따라서 부적합한 광빔이 프리즘(6)으로부터 공간으로 방사되지 않기 때문이다.
(발명의 목적 및 요약)
그러므로, 본 발명의 목적은 개량된 광학픽업장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광검출기로부터 안정된 검출신호를 발생하는 광학픽업장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 낮은 비용으로 생산될 수 있는 광학픽업장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따라,
a) 기판
b) 상기 기판상에 장착된 반도체 레이저 소자
c) 상기 기판상에 형성된 상기 반도체 레이저 소자로부터 방cnf된 레이저빔을 수광하는 광검출기
d) 상기 광검출기상에서 기판에 고정되고, 상기 반도체 레이저 소자와 마주보는 면이 반투명 반사막이 승착된 경사면으로서 형성되는 광학경로 분기용 광학소자 및
e) 상기 광학소자상에 입사하는 레이저빔중에서 상기 광학소자내에서 반사 및 분산되는 레이저빔이 상기 광학검출기내로 들어오는 것을 방지하기 위한, 상기 광학소자사에 제공된 방지 수단을 구비하는 광학픽업장치가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
(양호한 실시예의 상세한 설명)
본 발명에 따른 광학픽업장치의 실시예가 제3 내지 8도를 참조로 상세히 설명될 것이다.
제3도의 사시도는 광학픽업장치 또는 본 발명의 복합 발광/수광소자를 사용하는 소위 광학헤드의 실시예를 도시한다. 제3도에서, 제1 및 2도에서 상응하는 부분은 동일한 참조부호로 표시되어 있으며 따라서 상세히 설명될 필요가 없을 것이다.
제3도를 참조하면, 레이저빔의 광학경로를 분기하는 광학 어셈블리 부분 즉, 복합 발광/수광소자(1a)의 프리즘(6)이 수광소자로 사용되는 제1광검출기(3a 및 3b) 위에 위치한다. 반도체 레이저 칩(5)은 발광소자로서 사용되고, 방출된 레이저빔(7a)은 프리즘(6)의 반투명 반사면(6a)상에 입사한다. 본 발명에서 사용되는 프리즘(6)은 배면(6f)의 형상을 변화시켜서 부적합한 광을 방지하는 수단을 형성함으로써, 프리즘(6) 내에서 반복적인 반사 및 분산에 의해 발생하는 부적합한 광이 제1광검출기(3a 및 3b)로부터의 검출신호의 감도를 떨어뜨려 검출에 있어서의 에러를 증가시키는 종래기술의 문제점을 해결한다.
상기 부적합한 광의 방지 수단의 배열은, 제3도에서 라인 Ⅳ-Ⅳ을 따라 취해진 부분적인 측단면도를 형성하는 제4도를 참조로 상세히 설명될 것이다. 프리즘(6)은 제4도에 도시된 바와 같이 측면이 마름모형으로 형성되고, 기판(2)의 주표면(2A)으로부터의 프리즘(6)의 배면(6f)의 경사각은 θ2은 둔각이 되도록 선택된다. 프리즘(6)이 상술한 바와 같이 구성되는 경우, 반도체 레이저 칩(5)으로부터 방출된 레이저 빔(7a)은 프리즘(6)의 반투명 반사면(6a)에 도달하고 레이저빔(7a)의 일부는 면(6a)을 통해 프리즘(6)으로 들어간다. 반도체 레이저 칩(5)으로부터 방출된 레이저 빔(7a)의 방출각에 의존하는 상이한 광학경로가 프리즘(6) 내에 존재하는데 즉, 레이저빔이 프리즘(6)의 하부 벽면에 도달하고 반사되어 배면(6f)에 도달하는 광학경로(11a), 레이저빔이 프리즘(6)의 배면(6f)에 직접적으로 도달하는 광학경로(1lb), 레이저빔이 프리즘(6)의 상부벽면(6c)에 도달하여 반사되어 프리즘(6)의 배면(6f)에 도달하는 광학경로(11c) 등이 존재한다. 프리즘(6)을 통해 진행하고 광학경로(1la 내지 11c)를 따라 배면(6f)에 도달하는 레이저빔은 상부 벽면(6c)과 배면(6f) 사이에서 반복적으로 반사되고 상부 모서리(12a)로부터 프리즘(6)의 외부로 방사되어 부적합한 광의 방지수단(9a)을 이룬다.
본 발명에 따른 광학픽업장치 또는 상기 장치의 복합 발광/수광소자(la)의 다른 실시예가 제5도 내지 7도를 참조로 상세히 설명될 것이다. 특히 상기 실시예에 있어서 상술한 원리의 기초 위에서 성립되는 부적합한 광의 방지수단(9b 내지 9d)이 설명될 것이다. 상기 경우에 있어서, 제5 및 6도는 각각 본 발명의 광학픽업장치 또는 상기 장치의 복합 발광/수광소자(la)의 실시예를 도시하는 부분적인 측단면도이다. 제7도는 복합 발광/수광소자(la)의 또다른 실시예의 사시도이다.
제5도를 참조하면, 프리즘(6)은 복합 발광/수광소자(la)의 측면이 마름모형이 되도록 형성된다. 상기 경우에 있어서, 부적합한 광은 하부 모서리(12b)로부터 프리즘(6)의 밖으로 방사된다. 즉, 부적합한 광의 방지수단(9b)이 프리즘(6)의 배면(6f)상에서 이뤄진다.
제6도를 참조하면, 프리즘(6)의 배면(6f)상에서 두께 방향으로 복합 발광/수광소자(la)의 측면에서 보아 삼각형으로 잘리워지고, 따라서 부적합한 광이 상부 및 하부 모서리(12a 및 l2b)로부터 프리즘(6)의 외부로 방사되어, 부적합한 광의 방지 수단(9c)을 이룬다.
본 발명에 따른 복합 발광/수광소자(la)의 또다른 실시예의 사시도인 제7도를 참조하면, 다수의 삼각모양의 절단이 프리즘(6)의 배면(6f)상에서 폭방향으로 형성되어 각각의 삼각모양의 절단부분에서 광빔을 반사함으로써, 부적합한 광빔(1ld)이 각각의 삼각모양의 절단부분의 정점을 따라 모서리로부터 프리즘(6)의 외부로 방사되고, 따라서 부적합한 광의 방지수단을 이룬다.
제8A 및 8B도는 본 발명에 따른 복합 발광/수광소자(la)의 또다른 실시예를 도시한다. 제8A도는 평면도이고 제8B도는 제4도와 유사한 부분적인 측단면도
제8A 및 8B도에서, 프리즘(6)의 배면(6f)의 형상은 제1 및 2도에 도시된 것과 비교할 때 전혀 변형되지 않았지만 광흡수물질(14)이 프리즘(6)의 왼쪽 및 오른쪽 벽면(6d 및 6e) 및 배면(6f)상에 코팅된다. 상기 광흡수물질(14)의 종류는 반도체 레이저 칩(5)으로부터 방출된 레이저빔의 진동파장에 따라 선택된다. 예로서, 흑색 또는 유사한 색이 소정의 코팅 패턴으로 왼쪽 및 오른쪽 벽면(6d 및 6e) 및 배면(6f)상에 코팅된다. 프리즘(6)의 윗면(6c)의 영역(l0)은 광학디스크상에서 레이저빔(7b)을 반사하게 하는 신호 검출광을 반사하여 광검출소자(3b)로 입사하게 하는데 필수적이므로, 광흡수물질(14)은 상기 광빔을 반사시키는 프리즘(6)의 윗면(6c)의 영역(10)상에는 코팅되지 않는다. 광흡수물질(14)은 제8A도에서 도시된 바와 같이 프리즘(6)의 윗면(6c)의 후방 영역상에는 코팅될 수도 있다.
더욱이, 광흡수물질(14)은 프리즘(6)의 굴절률과 같은 굴절률을 가지는 물질일 수도 있다. 광흡수물질(14)의 종류가 상술한 바와 같이 선택되는 경우, 프리즘(6)과 광흡수물질(14)간의 경계면상에서의 반사가 제거될 수 있다.
상기 배열에 따라, 부적합한 광이 될, 프리즘(6)내의 광학경로(1la 내지 11c)를 따라 진행하는 입사 레이저빔의 대부분은 광흡수물질(14)에 의해 흡수되어 따라서 부적합한 광의 방지수단(9e)을 이룬다.
본 발명에 따라, 상술한 바와 같이, 상기 프리즘에 대해 배면의 형상을 변화시키거나 측면상에 광흡수물질을 코팅하는 등의 방법에 의해 형성되는 부적합한 광빔의 방지수단이 제공되므로, 검출신호 및 부적합한 광은 전기적으로 분리될 필요가 없다. 따라서 전기회로없이 본 발명의 광학픽업장치 또는 복합 발광/수광소자는 부적합한 광을 방지할 수 있으며, 상기 장치의 광검출수단으로부터 안정된 검출 신호가 발생될 수 있다. 또한 본 발명의 광학픽업장치 또는 복합 발광/수광소자가 낮은 비용으로 제조될 수 있다.

Claims (14)

  1. 광학픽업장치에 있어서, 기판, 상기 기판상에 장착된 반도체 레이저 소자, 상기 기판상에 형성된 상기반도체 레이저 소자로부터 방출된 레이저빔을 수광하는 광검출기, 상기 광검출기상에서 상기 기판에 고정되고, 상기 반도체 레이저 소자와 마주보는 면이 반투명 반사막이 증착된 경사면으로서 형성되는 광학경로분기용 광학소자 및, 상기 광학소자상에 제공되며, 상기 광학소자상에 입사하는 레이저빔중에서 상기 광학소자내에서 반사 및 분산되는 레이저빔이 상기 광학 검출기내로 들어오는 것을 방지하기 위한 방지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방지수단이, 소정의 형상으로 상기 광학소자의 배면을 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광학소자의 배면이, 상기 광학소자상에 입사하여 상기 광학소자내에서 반사 및 분산된 레이저빔을 다중화된 방식으로 반사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 방지 수단이, 상기 광학소자상에 입사하여 상기 광학소자내에서 반사 및 분산된 레이저빔이 상기 광학소자의 배면의 상부 모서리로부터 방사되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방지수단이 상기 광학소자를 실제적으로 마름모형으로 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광학 소자의 배면의 경사각이 둔각이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 방지수단이, 상기 광학소자상에 입사하고 상기 광학소자내에서 반사 및 분산되는 레이저빔이 상기 광학소자의 상기 배면의 하부 모서리로부터 방사되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 방지수단은 상기 광학소자를 사다리꼴로 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 방지수단은, 상기 광학소자상에 입사하여 상기 광학소자내에서 반사 및 분산되는 레이저빔이 상기 광학소자의 상기 배면의 상부 및 하부 모서리로부터 방사되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치
  10. 제3항에 있어서, 상기 방지수단은, 상기 광학소자의 상기 배면상에서 두꼐 방향으로 삼각 모양의 절단부분을 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 방지수단이, 상기 광학소자의 상기 배면상에서 폭방향으로 다수의 삼각모양으로 절단된 부분을 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 방지수단은 최소한 상기 광학소자의 왼쪽, 오른쪽 벽면 및 배면상에 코팅된 광흡수물질인 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광흡수물질은 상기 광학소자와 같은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 광학픽업 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광흡수물질은 상기 반도체 레이저 소자로부터 방출된 파장을 가지는 레이저빔을 흡수하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
KR1019880009435A 1987-07-30 1988-07-27 광학픽업장치 KR970002830B1 (ko)

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JP190788 1987-07-30

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