KR20050097214A - Combo type's apparatus for optical pick-up using laser diode of 2 chips 1 package - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 2 파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치는, DVD 및 CD용 레이저 광이 출사되는 하이브리드 형상의 반도체 칩으로 구성된 발광수단을 통하여 출사되는 레이저 광 중에서 DVD용 레이저 광은 센서 렌즈를 통하여 디포커스에 대한 조정을 수행하고, CD용 레이저 광은 홀로그램을 통하여 디포커스에 대한 조정을 수행하여 DVD와 CD용 광디스크에 대한 트랙킹/포커스 서보 추종을 수행한다.The combo optical pickup device using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode according to the present invention is a DVD for laser light emitted through a light emitting means composed of a hybrid semiconductor chip for emitting laser light for DVD and CD. Laser light performs adjustment for defocus through the sensor lens, and CD laser light performs adjustment for defocus through the hologram to perform tracking / focus servo tracking for optical discs for DVD and CD.
따라서, 본 발명은 하이브리드 형상의 2파장 반도체 칩을 이용하여 구성이 간단하고 제조 원가가 저렴한 DVD와 CD에 모두 기록 가능한 콤보형 광픽업 장치를 구현할 수 있는 효과를 제공하며, 모노리틱 형상의 2 파장 반도체 칩을 광학계의 설계 변경 없이 이용할 수 있는 장점을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a combo-type optical pickup device capable of recording on both DVD and CD, which is simple in configuration and inexpensive to manufacture, by using a hybrid two-wavelength semiconductor chip, and has a two-wavelength monolithic shape. It provides an advantage that the semiconductor chip can be used without changing the design of the optical system.
Description
본 발명은 2파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combo-type optical pickup device using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode.
보다 구체적으로는, DVD 및 CD용 반도체 칩이 하이브리드 형상으로 구성된 발광수단을 통하여 출사되는 레이저 광 중에서 DVD용 레이저 광은 센서 렌즈를 통하여 디포커스 조정을 수행하고, CD용 레이저 광은 홀로그램을 통하여 디포커스 조정을 수행하여 DVD와 CD용 광디스크에 대한 트랙킹/포커스 서보 추종을 수행하는 콤보형 광픽업 장치에 관한 것이다.More specifically, the DVD laser light is defocused through the sensor lens among the laser light emitted from the light emitting means in which the semiconductor chips for DVD and CD are formed in a hybrid shape, and the CD laser light is decoded through the hologram. A combo type optical pickup apparatus for performing tracking / focus servo tracking for optical discs for DVDs and CDs by performing focus adjustment.
일반적으로 CD 플레이어나 DVD 플레이어 등의 광 디스크 플레이어에는 데이터의 기록 및 재생을 위한 광 픽업장치가 탑재되어 있으며, 광 픽업은 광 디스크의 기록면에 검출광을 조사한 뒤 광 픽업 엑츄에이터에 의해 광 디스크를 추종하여 검출광의 포커싱 및 트래킹 서보를 수행하고, 서보 추종된 광 디스크로부터 반사되는 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 정보를 재생시키는 역할을 수행한다.In general, an optical disc player such as a CD player or a DVD player is equipped with an optical pickup device for recording and reproducing data. The optical pickup follows the optical disc by the optical pickup actuator after irradiating the detection light to the recording surface of the optical disc. Focusing and tracking servos of the detection light, receiving light reflected from the servo-following optical disk, converting the light into an electrical signal, and reproducing information.
여기서, 다수의 사용자는 종래의 광 디스크 플레이어 중에서 비교적 가격이 저렴하고 널리 보급된 CD 플레이어에 더 익숙해져 있기 때문에, DVD 플레이어의 성능이 우수하더라도 CD 플레이어와 호환이 되지 않는 DVD 플레이어는 판매 시장에서 경쟁력이 떨어지게 되고, 이러한 이유로 현 시장에 출시되어 있는 모든 DVD 제품은 CD용 디스크를 호환할 수 있도록 DVD/CD 콤보 형상으로 제작되어 지고 있다.Here, since many users are more accustomed to the relatively inexpensive and widespread CD player among the conventional optical disc players, even if the performance of the DVD player is excellent, the DVD player which is not compatible with the CD player is competitive in the sales market. For this reason, all DVD products on the market are manufactured in the form of DVD / CD combos to be compatible with CD discs.
상술한 바와 같은 CD용 광 디스크에 대한 호환이 가능한 DVD 제품의 광학계를 보면, 종래에는 서로 다른 파장 즉, 650nm과 780nm의 파장을 갖는 2개의 광원모듈이 사용되었지만, 최근에는 광학계의 부품수를 줄이기 위해 2개의 반도체 칩이 내장되어 2개의 파장을 동시에 출력하는 1개의 광원모듈이 사용되고 있는 추세이다.In the optical system of a DVD product compatible with the optical disc for CD as described above, two light source modules having different wavelengths, that is, wavelengths of 650 nm and 780 nm are conventionally used, but in recent years, the number of components of the optical system has been reduced. For this purpose, one light source module that has two semiconductor chips embedded and outputs two wavelengths at the same time is used.
즉, 현재 사용되는 DVD용 광픽업 장치에는 DVD 디스크의 재생/기록에 사용하는 650㎚ 파장의 DVD용 레이저 광을 출사하는 반도체 칩과 780㎚ 파장의 CD용 레이저 광을 출사하는 반도체 칩으로 구성되는 광원모듈은 모노리틱 타입(Monolithic Type) 또는 하이브리드 타입(Hybrid Type)중 어느 하나의 형태로 구성되어 있다. That is, the optical pickup device for DVD currently used comprises a semiconductor chip that emits a 650 nm wavelength DVD laser light used for reproduction / recording of a DVD disc, and a semiconductor chip that emits a 780 nm wavelength CD laser light. The light source module is configured in one of a monolithic type and a hybrid type.
여기서, 모노리틱 타입(Monolithic Type)의 광원 모듈은 DVD용 적외선 파장의 레이저 광을 출사하는 반도체 칩과 CD용 적색 파장의 레이저 광을 출사하는 반도체 칩이 동일한 기판상에 집적되어 하나의 패키지를 형성하는 구조를 갖는다.Here, in the monolithic light source module, a semiconductor chip emitting laser light of an infrared wavelength for a DVD and a semiconductor chip emitting laser light of a red wavelength for a CD are integrated on the same substrate to form a package. It has a structure.
따라서, 상술한 바와 같이 구성된 모노리틱 타입(Monolithic Type)의 광원 모듈은 두 반도체 칩 사이의 위치 공차가 120±1㎛의 정밀도를 유지할 수 있다는 장점이 있으나, 제조 단가가 상대적으로 높다는 단점이 있어서 현재 광픽업 장치의 광원 모듈에 적용시키기에는 한계가 있다.Therefore, the light source module of the monolithic type configured as described above has an advantage that the position tolerance between the two semiconductor chips can maintain the accuracy of 120 ± 1 μm, but there is a disadvantage in that the manufacturing cost is relatively high. There is a limit to the application to the light source module of the optical pickup device.
하이브리드 타입((Hybrid Type)의 광원 모듈은 DVD용 적외선 파장의 레이저 광을 출사하는 반도체 칩과, CD용 적색 파장의 레이저 광을 출사하는 반도체 칩을 기판상에 옆으로 늘어세워 실장된 패키지 형상의 구조를 갖는다.The hybrid type light source module has a package shape in which a semiconductor chip emitting laser light of an infrared wavelength for a DVD and a semiconductor chip emitting laser light of a red wavelength of a CD are arranged side by side on a substrate. Has a structure.
따라서, 상술한 바와 같이 구성된 하이브리드 타입((Hybrid Type)의 광원 모듈은 두 반도체 칩 사이의 위치 공차가 120±10㎛의 비교적 큰 위치공차로 인하여 수광부에 오프셋(Offset)이 발생하기 쉬운 단점이 있으나, 모노리틱 타입의 광원 모듈보다 제조가 용이하고, 제조 단가가 저렴하다는 장점으로 인하여 현재 DVD/CD용 콤보 광픽업 장치에 널리 이용되고 있다.Therefore, the hybrid type light source module configured as described above has a disadvantage in that offset is easily generated in the light receiving part due to a relatively large position tolerance of 120 ± 10 μm between two semiconductor chips. Due to the advantages of easier manufacturing and lower manufacturing cost than a monolithic light source module, it is widely used in a combo optical pickup device for a DVD / CD.
이와 같은 하이브리드 타입((Hybrid Type)의 광원 모듈이 적용되는 광픽업 장치에 있어서의 단점은 상술한 바와 같이 두 반도체 칩 사이의 위치 공차로 인하여 각 파장별 광축이 상호 일치하지 않아 수광부에서 어느 하나의 파장에 대하여 오프셋이 발생한다는 것이다.The disadvantage of the optical pickup device to which the hybrid type light source module is applied is that the optical axis for each wavelength does not coincide with each other due to the positional tolerance between the two semiconductor chips as described above. Offset occurs with respect to the wavelength.
즉, CD용 또는 DVD용 파장 중에서 어느 하나의 파장에 대한 광축을 조정하면 나머지 하나의 파장에 대한 광축이 상대적으로 기울어 지고, 이에 의하여 광디스크 상에 코마수차 등이 발생한다는 문제점이 있었다.That is, when the optical axis for any one of the wavelengths for the CD or DVD is adjusted, the optical axis for the other wavelength is relatively inclined, thereby causing coma aberration and the like on the optical disk.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 종래에는 반도체 칩 앞에 홀로그램 소자(HOE : Holographic Optic Element) 또는 굴절 광학 소자(DOE : Diffractive Optic Element )를 배치하여 두 반도체 칩으로부터 출사되는 레이저 빔의 광축을 일치시키는 방법과, 빔스플리터에 0.2mm 정도의 코팅층을 두어 각 파장별로 반사위치를 다르게 하여 광축을 일치시키는 방법 및 Actuator Tilt를 통하여 보상하는 방법 등이 사용되었다.As a method for solving such a problem, conventionally, a holographic element (HOE) or a diffractive optic element (DOE) is disposed in front of a semiconductor chip to coincide with an optical axis of a laser beam emitted from two semiconductor chips. And a method of matching the optical axis by varying the reflection position for each wavelength by providing a coating layer having a thickness of about 0.2 mm on the beam splitter, and a method of compensating through the actuator tilt.
즉, 광원 모듈을 구성하는 DVD용 반도체 칩 및 CD용 반도체 칩으로부터 출사하는 레이저 광 중에서 특정 파장을 갖는 레이저 광에 대한 회절을 수행하는 홀로그램 소자를 수광부의 전단에 위치시킨 후, 특정 파장에 대해서는 회절을 수행하여 수광부에 형성된 하나의 광검출 소자에 집속시키고 다른 파장에 대해서는 회절을 수행하지 않고서 광검출 소자에 집속시킴으로써 트랙킹/포커스 서보 추종을 수행하였다.That is, a hologram element that performs diffraction on a laser light having a specific wavelength among the laser light emitted from the DVD semiconductor chip and the CD semiconductor chip constituting the light source module is placed in front of the light receiving unit, and then diffracted for the specific wavelength. The tracking / focus servo tracking was performed by focusing on one photodetecting element formed in the light receiving unit and focusing on the photodetecting element without diffraction for another wavelength.
그러나, 이와 같이 구성된 광픽업 장치를 이용한 트랙킹/포커스 서보 추종 방법은 두개의 반도체 칩으로부터 출사되는 상이한 파장에 대한 트래킹/포커싱 에러 신호 독출을 위한 광학계 구성이 어렵고, 또한 외부 온도 등의 외란에 의한 출사광의 파장 변화시 홀로그램 소자를 통과한 레이저 광의 광축 중심이 광검출 소자의 중심에 집속하지 않고 좌·우로 이동하여 오프셋 에러(Offset error)가 발생한다는 문제점이 있었다.However, the tracking / focus servo tracking method using the optical pickup device configured as described above is difficult to construct an optical system for reading tracking / focusing error signals for different wavelengths emitted from two semiconductor chips, and emits due to disturbance such as external temperature. When the wavelength of the light is changed, the optical axis center of the laser light passing through the hologram element moves to the left and right without focusing on the center of the photodetecting device, thereby causing an offset error.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광디스크로부터 입사되는 회절빔 중에서 DVD용 레이저 광은 센서 렌즈에 의하여 디포커스 조정을 수행하고, CD용 레이저 광은 홀로그램에 의하여 디포커스 조정을 수행하여 DVD와 CD용 광디스크에 대한 각각의 트랙킹/포커스 서보 추종을 수행하는 2파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치를 제공하는 데 있다. In order to solve the problems described above, the DVD laser light is defocused by the sensor lens and the CD laser light is defocused by the hologram. The present invention provides a combo-type optical pickup device using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode that performs tracking / focus servo tracking for optical discs for DVD and CD.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치는, 광디스크의 트랙킹/포커싱 서보 추종을 위하여 2파장 레이저 광을 출사하는 발광수단; 상기 2파장 레이저 광에 대한 회절을 수행하여 형성된 회절빔을 광디스크의 트랙 피치에 집속시키고, 상기 트랙 피치에 의하여 반사되는 회절빔을 외부로 전달하는 광학수단; 상기 광학수단을 통하여 입사되는 회절빔 중에서 DVD용 광디스크로부터 반사되어 입사되는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟에 대한 디포커스를 조정하는 센서 렌즈; 상기 광학수단을 통하여 입사된는 회절빔 중에서 CD용 광디스크로부터 반사되어 입사되는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟을 소정 각도로 회절시켜 디포커스를 조정하는 홀로그램; 및 상기 센서 렌즈에 의하여 디포커스가 조정된 광스팟이 집속되는 제 1 광검출 영역과, 상기 제 1 광검출 영역으로부터 소정 간격 이격되어 상기 홀로그램에 의하여 디포커스가 조정된 광스팟이 집속되는 제 2 광검출 영역으로 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 광검출 영역에 집속되는 광스팟의 광분포를 이용하여 광디스크의 트랙킹/포커싱 에러 신호를 검출하는 광검출 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a combo-type optical pickup device using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode, comprising: light emitting means for emitting two-wavelength laser light for tracking / focusing servo tracking of an optical disk; Optical means for focusing a diffraction beam formed by performing diffraction on the two-wavelength laser light at a track pitch of an optical disc, and transmitting a diffracted beam reflected by the track pitch to the outside; A sensor lens for adjusting defocus of an optical spot formed by a diffraction beam reflected from an optical disc for DVD among the diffraction beams incident through the optical means; A hologram for diffusing light spots formed by the diffraction beams reflected from the optical disc for CD among the diffraction beams incident through the optical means at a predetermined angle to adjust defocus; And a second photodetection area for focusing the light spot whose defocus is adjusted by the sensor lens, and a second spot for focusing the light spot whose defocus is adjusted by the hologram at a predetermined interval from the first light detection area. And light detecting means for detecting a tracking / focusing error signal of the optical disc by using the light distribution of the light spots focused on the first and second light detecting areas.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 2 파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치의 구성 및 동작 과정에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation process of a combo-type optical pickup device using a 2-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 2 파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치의 구성을 설명한다.First, a configuration of a combo type optical pickup device using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명에 따른 2 파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치는, 광디스크로부터 입사되는 회절빔 중에서 센서 렌즈에 의하여 광검출 수단에서 디포커스가 조정되는 DVD용 레이저 광의 회절패턴과, 홀로그램에 의하여 광검출 수단에서 디포커스가 조정되는 CD용 레이저 광의 회절패턴이 갖는 광강도 분포를 이용하여 트래킹/포커스 서보 추종을 수행하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광수단(100), 광학수단(200), 센서렌즈(300), 홀로그램(400) 및 광검출 수단 (500)을 포함하여 구성되어 있다.The combo-type optical pickup apparatus using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode according to the present invention includes a diffraction pattern of a DVD laser light whose defocus is adjusted by a light detection means by a sensor lens among diffraction beams incident from an optical disc. The tracking / focus servo tracking is performed by using the light intensity distribution of the diffraction pattern of the CD laser light whose defocus is adjusted in the light detection means by the hologram, as shown in FIG. 1. , An optical means 200, a sensor lens 300, a hologram 400, and a light detection means 500.
여기서, 발광수단(100)은 소정 형상의 트랙 피치가 형성된 광디스크(600)상에 음성/영상 정보 데이터를 기록 및 재생시키거나, 또는 상기 트랙 피치에 기록된 정보 데이터를 정확하게 판독하기 위한 포커스/트랙킹 신호의 검출을 위한 레이저 광을 출사시키는 것으로서, DVD용 적색 파장의 레이저 광을 출사하는 제 1 반도체 칩(110)과, CD용 적외선 파장의 레이저 광을 출사하는 제 2 반도체 칩(120)이 하이브리드 형상으로 패키지화된 구조를 갖는다. Here, the light emitting means 100 records / reproduces audio / video information data on the optical disc 600 having a track pitch having a predetermined shape, or focus / tracking for accurately reading the information data recorded at the track pitch. The first semiconductor chip 110 that emits laser light having a red wavelength for a DVD, and the second semiconductor chip 120 that emits laser light having an infrared wavelength for a CD, which emits laser light for detecting a signal, are hybrid. It has a structure packaged in a shape.
광학수단(200)은 상기 발광수단(100)으로부터 출사되는 레이저 광을 광디스크(600)에 형성된 트랙 피치상에 집속시키는 역할을 수행하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 회절판(210), 빔스플리터(220), 콜리메이터 렌즈(230), 파장판 (240) 및 대물렌즈(250)를 포함하여 구성되어 있다.Optical means 200 serves to focus the laser light emitted from the light emitting means 100 on the track pitch formed on the optical disk 600, as shown in Figure 1, the diffraction plate 210, The beam splitter 220, the collimator lens 230, the wave plate 240, and the objective lens 250 are configured to be included.
여기서, 회절판(210)은 상기 발광수단(100)으로부터 출사되는 레이저 광에 대한 회절을 수행하여 소정의 회절계수, 보다 구체적으로는 0 차, + 1차, - 1차의 회절 계수를 갖는 선편광 형태의 회절빔을 형성한 후, 이를 빔스플리터(220)로 전달하는 역할을 수행하는 것으로서, 보다 구체적으로는 그레이팅이다.Here, the diffraction plate 210 performs diffraction on the laser light emitted from the light emitting means 100 to linearly polarize light having a diffraction coefficient of a predetermined diffraction coefficient, more specifically, 0th order, + 1st order, and -1st order. After forming the diffraction beam of the shape, and serves to transfer it to the beam splitter 220, more specifically grating.
빔스플리터(220)는 회절판(210)으로부터 입사되는 소정의 회절 계수를 갖는 선편광 형태의 회절빔을 광디스크(600)가 위치하는 방향으로 분기시키는 역할을 수행한다.The beam splitter 220 serves to branch a linearly polarized diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient incident from the diffraction plate 210 in the direction in which the optical disc 600 is located.
또한, 빔스플리터(220)는 광디스크(600)로부터 반사되는 회절빔을 입사받은 후, 상기 광디스크(600)에 대한 트래킹/서보 추종을 위하여 상기 회절빔을 후술하는 센서 렌즈(300), 홀로그램(400)및 광검출 수단(500)이 위치하는 방향으로 분기시키는 역할을 또한 수행한다.In addition, the beam splitter 220 receives the diffracted beam reflected from the optical disc 600, and then the sensor lens 300 and the hologram 400 which describe the diffraction beam for tracking / servo following the optical disc 600. And branching in the direction in which the photodetecting means 500 is located.
콜리메이터 렌즈(230)는 상기 빔스플리터(220)에 의해 분기되어 입사하는 소정의 회절계수를 갖는 선평광 형태의 회절빔을 평행광 형태의 회절빔으로 변환하여 파장판(240)으로 입사시킨다.The collimator lens 230 converts a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient branched by the beam splitter 220 into a parallel diffraction beam into a wave plate 240.
파장판(240)은 콜리메이터 렌즈(230)로부터 평행하게 입사하는 소정의 회절계수를 갖는 선편광 형태의 회절빔으로부터 원편광 형태의 회절빔을 형성한 후, 이를 대물렌즈(250)로 입사시키는 역할을 수행한다.The wave plate 240 forms a circularly polarized diffraction beam from a linearly polarized diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient incident in parallel from the collimator lens 230 and then enters the circularly polarized diffraction beam into the objective lens 250. Perform.
대물렌즈(250)는 상기 파장판(240)으로부터 입사되는 회절빔을 소정의 영상 및 음성 데이터 정보가 저장되는 광디스크(500), 보다 구체적으로는 780㎚의 적외선 파장을 이용하는 CD용 광디스크 또는 650㎚의 적색 파장을 이용하는 DVD용 광디스크의 트랙 피치에 집광시키는 역할을 수행한다.The objective lens 250 is an optical disk 500 for storing predetermined image and audio data information for diffracted beams incident from the wavelength plate 240, more specifically, an optical disk for CD or 650 nm using an infrared wavelength of 780 nm. It serves to focus the track pitch of the optical disc for DVD using the red wavelength of.
센서 렌즈(300)는 광학수단(200)의 빔스플리터(220)를 통하여 DVD용 광디스크로부터 반사되는 회절빔이 입사되는 경우, 상기 회절빔에 대한 디포커스 (defocus)를 조정하여 광검출 수단(500)의 제 1 광검출 영역(510)에 형성된 소정 형상의 광검출 패턴(511)(512)(513)상 집속시키는 역할을 수행한다.When the diffraction beam reflected from the optical disc for DVD is incident through the beam splitter 220 of the optical means 200, the sensor lens 300 adjusts the defocus of the diffraction beam and the light detecting means 500. Focusing on the photodetection patterns 511, 512, and 513 of a predetermined shape formed in the first photodetection region 510 of FIG.
즉, 상기 센서 렌즈(300)는 광학수단(100)으로부터 DVD용 광디스크로부터 소정의 회절계수를 갖는 회절빔이 반사되어 입사되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 0차 회절계수를 갖는 회절빔의 광스팟(700)을 상기 제 1 광검출 영역(510) 중에서 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호를 검출하는 (A),(B),(C) 및 (D)영역으로 4분할된 제 1 광검출 패턴(511)상에 집속시키는 역할을 수행한다. That is, when the diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient is reflected from the optical means 100 from the optical disc for optical disc 100, the diffraction beam having a zero-order diffraction coefficient is shown as shown in FIG. The first light divided into four areas (A), (B), (C) and (D) for detecting a focusing error signal using astigmatism among the first photodetection areas 510. The focusing function is performed on the detection pattern 511.
또한, 상기 센서 렌즈(300)는 +1차 회절계수를 갖는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)을 상기 제 1 광검출 영역(510) 중에서 차동 푸쉬풀(DPP) 방식을 이용하여 트랙킹 에러 신호를 검출하는 (E1),(E2)영역으로 2분할 된 제 2 광검출 패턴(512)상에 집속시키는 역할을 수행한다.In addition, the sensor lens 300 is a tracking error signal using a differential push-pull (DPP) method of the light spot 700 formed by the diffraction beam having a + 1st order diffraction coefficient in the first light detection region 510. Focusing on the second photodetection pattern 512 divided into two regions (E1) and (E2) for detecting?
또한, 상기 센서 렌즈(300)는 -1차 회절계수를 갖는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)을 상기 제 1 광검출 영역(510) 중에서 차동 푸쉬풀(DPP) 방식을 이용하여 트랙킹 에러 신호를 검출하는 (F1),(F2)영역으로 2분할 된 제 3 광검출 패턴 (513)상에 집속시키는 역할을 수행한다. In addition, the sensor lens 300 is a tracking error signal using a differential push-pull (DPP) method of the light spot 700 formed by a diffraction beam having a -first order diffraction coefficient among the first light detection region 510. It focuses on the third photodetection pattern 513 divided into (F1), (F2) region for detecting the.
홀로그램(400)은, 광학수단(200)의 빔스프리터(220)를 통하여 CD용 광디스크로부터 반사되는 회절빔이 입사되는 경우, 상기 회절빔에 대한 디포커스(defocus)를 조정하여 광검출 수단(500)의 제 2 광검출 영역(520)에 형성된 소정 형상의 광검출 패턴(521)(522)(523)상으로 상기 회절빔을 집속시키는 역할을 수행한다.When the diffraction beam reflected from the optical disc for CD is incident through the beam splitter 220 of the optical means 200, the hologram 400 adjusts the defocus of the diffraction beam and the light detection means 500 The diffraction beam is focused onto the photodetection patterns 521, 522, and 523 having a predetermined shape formed in the second photodetection region 520 of the.
즉, 홀로그램(400)은, 광학수단을 통하여 CD용 광디스크로부터 소정의 회절계수를 갖는 회절빔이 반사되어 입사되는 경우, 특정 차수의 회절게수를 갖는 회절빔의 광스팟(700)을 상기 제 2 광검출 영역(520) 중에서 분할 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호를 검출하는 (A),(B),(C) 및 (D)영역으로 4분할 된 제 4 광검출 패턴 (521)상에 집속시키는 역할을 수행한다. That is, the hologram 400, when the diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient is reflected from the CD optical disk through the optical means and is incident, the light spot 700 of the diffraction beam having a diffraction coefficient of a specific order is the second Focusing on the fourth photodetection pattern 521 divided into four areas (A), (B), (C) and (D), which detects a focusing error signal using divisional astigmatism in the photodetection area 520. Play a role.
또한, 상기 홀로그램(400)은 +1차 회절계수를 갖는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)을 상기 제 2 광검출 영역(520) 중에서 수정 푸쉬풀(MPP) 방식을 이용하여 트랙킹 에러 신호를 검출하는 (E1),(E2)영역으로 2분할 된 제 5 광검출 패턴(522)상에 집속시키는 역할을 수행한다.In addition, the hologram 400 detects a tracking error signal using a modified push-pull (MPP) method among the light spots 700 formed by the diffraction beam having a + 1st order diffraction coefficient among the second light detection regions 520. It focuses on the fifth light detection pattern 522 divided into two regions (E1) and (E2) to be detected.
또한, 상기 홀로그램(400)은 -1차 회절계수를 갖는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)을 상기 제 2 광검출 영역(520) 중에서 수정 푸쉬풀(MPP) 방식을 이용하여 트랙킹 에러 신호를 검출하는 (F1),(F2)영역으로 2분할 된 제 6 광검출 패턴(523)상에 집속시키는 역할을 수행한다. In addition, the hologram 400 detects a tracking error signal using a modified push-pull (MPP) method among the light spots 700 formed by the diffraction beam having a -first order diffraction coefficient among the second light detection regions 520. It focuses on the sixth light detection pattern 523 divided into two regions (F1) and (F2) to be detected.
여기서, 상기 홀로그램(400)은, 발광수단(100)의 제 2 반도체 칩(120)으로부터 출사되는 CD용 레이저 광이 온도 등의 변화로 인하여 파장이 변화하는 경우, 변화된 파장에 따른 회절각의 변화에 대응하기 위하여 상이한 회절각을 갖는 제 1 및 제 2 홀로그램 패턴이 형성되어 있다.Here, when the wavelength of the CD laser light emitted from the second semiconductor chip 120 of the light emitting means 100 changes due to a change in temperature, the hologram 400 changes the diffraction angle according to the changed wavelength. In order to correspond to the first and second hologram patterns having different diffraction angles are formed.
광검출 수단(500)은 광학수단을 통하여 입사되는 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(600)의 광분포에 대한 연산을 수행하여 DVD/CD용 광디스크에 대한 트랙킹/포커스 에러 신호를 검출하는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, DVD용 적색 파장의 회절빔에 대한 광분포에 의하여 트랙킹/포커싱 에러 신호를 검출하는 제 1 광검출 영역(510)과, CD용 적외선 파장의 회절빔에 대한 광분포에 의하여 트랙킹/포커싱 에러 신호를 검출하는 제 2 광검출 영역(520)으로 구성되어 있다.The light detecting means 500 detects a tracking / focus error signal for the optical disc for DVD / CD by performing an operation on the light distribution of the light spot 600 formed by the diffraction beam incident through the optical means. As shown in Fig. 4, the first light detection region 510 detects the tracking / focusing error signal by the light distribution of the diffraction beam of red wavelength for DVD, and the light distribution of the diffraction beam of infrared wavelength for CD. And a second photodetection area 520 for detecting the tracking / focusing error signal.
여기서, 제 1 광검출 영역(510)은 광검출 수단(500)의 일측상에 형성되고, 상기 센서 렌즈(300)로부터 디포커스가 조정된 발광수단(100)의 제 1 반도체 칩 (110)으로부터 출사되는 DVD용 적색 파장의 회절빔에 의한 광스팟(700)의 광분포를 이용하여 DVD용 광디스크의 트랙킹/포커싱 에러 신호를 검출하는 곳으로서, 제 1 광검출 패턴(511), 제 2 광검출 패턴(512) 및 제 3 광검출 패턴(513)으로 구성되어 있다. Here, the first light detecting region 510 is formed on one side of the light detecting means 500, and from the first semiconductor chip 110 of the light emitting means 100 whose defocus is adjusted from the sensor lens 300. The first light detection pattern 511 and the second light detection are used to detect the tracking / focusing error signal of the optical disc for DVD using the light distribution of the light spot 700 by the diffracted beam of the red wavelength for the DVD. The pattern 512 and the third photodetection pattern 513 are formed.
여기서, 제 1 광검출 패턴(511)은 센서 렌즈(300)로부터 디포커스가 조정된 회절빔 중에서 0차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)이 집속되는 곳으로서, (A),(B),(C) 및 (D)영역으로 4분할 된 광검출 패턴이 형성되어 있다.Here, the first light detection pattern 511 is a place where the light spots 700 formed by the zeroth order diffraction beams are focused among the diffraction beams whose defocus is adjusted from the sensor lens 300, and (A) and (B) A photodetection pattern divided into four areas (C) and (D) is formed.
이때, 제 1 광검출 패턴(511)을 형성되는 4분할 영역 중에서 상기 (A) 영역과 (C)영역이 대각선 상에 위치하고, (B)영역과 (D)영역이 대각선 상에 위치하고 있다. At this time, the region (A) and the region (C) are located on the diagonal, and the region (B) and the region (D) are located on the diagonal, among the four divided regions in which the first photodetection pattern 511 is formed.
또한, 제 2 광검출 패턴(512)은 상기 제 1 광검출 패턴(511)의 상측 위치에 소정 간격으로 이격되어 형성되어 있고, 상기 센서 렌즈(300)로부터 디포커스가 조정된 회절빔 중에서 +1차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)이 집속되는 곳으로서, (E1)영역 및 (E2)영역으로 2분할 된 광검출 패턴이 형성되어 있다. In addition, the second photodetection pattern 512 is formed at a predetermined interval at an upper position of the first photodetection pattern 511 at a predetermined interval, and +1 of the diffraction beams in which defocus is adjusted from the sensor lens 300. The light spot 700 formed by the differential diffraction beam is focused, and a photodetection pattern divided into two regions (E1) and (E2) is formed.
또한, 제 3 광검출 패턴(513)은 상기 제 1 광검출 패턴(511)의 하측 위치에 소정 간격으로 이격되어 형성되어 있고, 상기 센서 렌즈(300)로부터 디포커스가 조정된 회절빔 중에서 -1차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)이 집속되는 곳으로서, (F1)영역 및 (F2)영역으로 2분할 된 광검출 패턴이 형성되어 있다. In addition, the third photodetection pattern 513 is formed at a lower distance from the first photodetection pattern 511 at a predetermined interval, and is -1 in the diffraction beam whose defocus is adjusted from the sensor lens 300. The light spot 700 formed by the differential diffraction beam is focused, and a photodetection pattern divided into two regions (F1) and (F2) is formed.
상술한 바와 같이 구성된 제 1 광검출 영역(500)은, (A),(B),(C) 및 (D)영역으로 4분할된 제 1 광검출 패턴(511)에 집속되는 O차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)의 광분포를 이용한 다음의 관계식, 즉, 비점수차를 이용한 다음의 관계식을 이용하여 DVD용 광디스크의 포커싱 에러 신호를 검출한다.The first light detection region 500 configured as described above is an O-order diffraction beam focused on the first light detection pattern 511 divided into four regions (A), (B), (C) and (D). The focusing error signal of the optical disc for DVD is detected using the following relation using the light distribution of the optical spot 700 formed by the following, that is, the following relation using astigmatism.
또한, 상기 제 1 광검출 영역(510)은 제 1 광검출 패턴(511)에 집속되는 0차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)의 광분포와, 제 2 및 제 3 광검출 패턴 (512),(513)에 각각 집속되는 ±1차 회절빔에 의하여 형성되는 광스팟(700)의 광분포를 이용한 다음의 관계식, 즉, 차동 푸쉬풀(DPP) 방식을 이용한 다음의 관계식에 의하여 DVD용 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 검출한다.In addition, the first photodetection region 510 may include a light distribution of the light spot 700 formed by the zero-order diffraction beam focused on the first photodetection pattern 511, and a second and third photodetection pattern 512. For the DVD according to the following relationship using the light distribution of the light spot 700 formed by the ± 1st diffraction beam focused on each of the and 513, that is, the following relationship using the differential push-pull (DPP) method. The tracking error signal of the optical disc is detected.
제 2 광검출 영역(520)은, 상기 제 1 광검출 영역(510)과 소정 간격 이격되어 광검출 수단(500)의 다른 일측상에 형성되어 있고, 상기 홀로그램(400)으로부터 디포커스가 조정된 발광수단(100)의 제 2 반도체 칩(120)으로부터 출사되는 CD용 적외선 파장의 회절빔에 의한 광스팟(700)의 광분포를 이용하여 CD용 광디스크의 트랙킹/포커싱 에러 신호를 검출하는 곳으로서, 제 4 광검출 패턴(521), 제 5 광검출 패턴(5220 및 제 6 광검출 패턴(523)으로 구성되어 있다. The second photodetection area 520 is formed on the other side of the photodetection means 500 spaced apart from the first photodetection area 510 by a predetermined interval, and defocused from the hologram 400. As a place for detecting the tracking / focusing error signal of the optical disc for CD using the light distribution of the optical spot 700 by the diffraction beam of the CD infrared wavelength emitted from the second semiconductor chip 120 of the light emitting means 100. And a fourth photodetection pattern 521, a fifth photodetection pattern 5220, and a sixth photodetection pattern 523.
여기서, 제 4 광검출 패턴(521)은 홀로그램(400)으로부터 디포커스가 조정된 회절빔 중에서 0차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)이 집속되는 곳으로서 , (A),(B),(C) 및 (D)영역으로 4분할 된 광검출 패턴이 형성되어 있다.Here, the fourth photodetection pattern 521 is a place where the light spots 700 formed by the 0th order diffraction beams are focused among the diffraction beams in which the defocus is adjusted from the hologram 400, (A), (B), A photodetection pattern divided into (C) and (D) regions is formed.
이때, 제 4 광검출 패턴(521)을 형성되는 4분할 영역 중에서 상기(A) 영역과 (C)영역이 대각선 상에 위치하고, (B)영역과 (D)영역이 대각선 상에 위치하고 있다. At this time, the (A) and (C) regions are located on the diagonal, and the (B) and (D) regions are located on the diagonal, among the four divided regions in which the fourth photodetection pattern 521 is formed.
또한, 제 5 광검출 패턴(522)은 상기 제 1 광검출 패턴(521)의 상측 위치에 소정 간격으로 이격되어 형성되어 있고, 상기 홀로그램(300)으로부터 디포커스가 조정된 회절빔 중에서 +1차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)이 집속되는 곳으로서, (E1)영역 및 (E2)영역으로 2분할 된 광검출 패턴이 형성되어 있다. In addition, the fifth photodetection pattern 522 is formed at a predetermined interval apart from each other at an upper position of the first photodetection pattern 521, and is + 1st order among the diffraction beams in which defocus is adjusted from the hologram 300. As the light spot 700 formed by the diffraction beam is focused, a light detection pattern divided into two regions (E1) and (E2) is formed.
또한, 제 6 광검출 패턴(523)은 상기 제 1 광검출 패턴(521)의 하측 위치에 소정 간격으로 이격되어 형성되어 있고, 상기 홀로그램(400)으로부터 디포커스가 조정된 회절빔 중에서 -1차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)이 집속되는 곳으로서, (F1)영역 및 (F2)영역으로 2분할 된 광검출 패턴이 형성되어 있다. In addition, the sixth photodetection pattern 523 is formed at a lower distance from the first photodetection pattern 521 at predetermined intervals, and is -1st order among the diffraction beams in which defocus is adjusted from the hologram 400. As the light spot 700 formed by the diffraction beam is focused, a photodetection pattern divided into two regions (F1) and (F2) is formed.
상술한 바와 같이 구성된 제 2 광검출 영역(520)은, (A),(B),(C) 및 (D)영역으로 4분할된 제 4 광검출 패턴(521)에 집속되는 O차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)의 광분포를 이용한 다음의 관계식, 즉, 분할 비점수차를 이용한 다음의 관계식에 의하여 CD용 광디스크의 포커싱 에러 신호를 검출한다.The second photodetection region 520 configured as described above is an order-order diffraction beam focused on a fourth photodetection pattern 521 divided into four regions (A), (B), (C), and (D). The focusing error signal of the optical disc for CD is detected by the following relation using the optical distribution of the optical spot 700 formed by the following, that is, the following relation using the split astigmatism.
또한, 상기 제 2 광검출 영역(520)은 제 4 광검출 패턴(521)에 집속되는 0차 회절빔에 의하여 형성된 광스팟(700)의 광분포와, 제 2 및 제 3 광검출 패턴 (522),(523)에 각각 집속되는 ±1차 회절빔에 의하여 형성되는 광스팟(700)의 광분포를 이용한 다음의 관계식, 즉, 수정 푸쉬풀(MPP) 방식을 이용한 다음의 관계식에 의하여 CD용 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 검출한다.In addition, the second photodetection region 520 may include a light distribution of the light spot 700 formed by the zeroth order diffraction beam focused on the fourth photodetection pattern 521, and the second and third photodetection patterns 522. CD according to the following relation using the light distribution of the light spot 700 formed by the ± 1st order diffracted beam focused at 523 and 523, that is, the following relation using the modified push-pull (MPP) method. The tracking error signal of the optical disc is detected.
이때, 상기 제 4 내지 제 6 광검출 패턴(521)(522)(523)은 발광수단(100)의 제 2 반도체 칩(120)으로부터 출사되는 CD용 레이저 광이 온도 등의 변화로 인하여 파장이 변화하는 경우, 변화된 파장에 연동하는 홀로그램(400)에 의하여 형성되는 회절각의 변화에 대응하기 위하여 일측 방향으로 신장된 구조를 갖는다. In this case, the fourth to sixth light detecting patterns 521, 522, and 523 have a wavelength of CD laser light emitted from the second semiconductor chip 120 of the light emitting unit 100 due to a change in temperature or the like. In the case of change, it has a structure extending in one direction to correspond to the change in the diffraction angle formed by the hologram 400 linked to the changed wavelength.
상기한 바와 같이, 본 발명은 하이브리드 형상의 반도체 칩으로 구성된 발광수단을 통하여 출사되는 레이저 광 중에서 DVD용 레이저 광은 센서 렌즈를 통하여 디포커스를 조정하고, CD용 레이저 광은 홀로그램을 통하여 디포커스를 조정함으로써, 구성이 간단하고 제조 원가가 저렴한 DVD/CD 콤보형 광픽업 장치를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, DVD 및 CD용 광디스크에 대한 트랙킹/포커스 서보 추종을 동시에 수행할 수 있다는 효과를 제공한다. As described above, in the present invention, the laser light for DVD adjusts defocus through a sensor lens among laser light emitted through a light emitting means composed of a hybrid semiconductor chip, and the laser light for CD adjusts defocus through a hologram. By adjusting, not only can a DVD / CD combo type optical pickup device with a simple configuration and low manufacturing cost be realized, but also the effect of simultaneously performing tracking / focus servo tracking for optical discs for DVD and CD.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이다.Herein, although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And be able to change.
도 1은 본 발명에 따른 2파장(2 Chips 1 Package) 레이저 다이오드를 이용한 콤보형 광픽업 장치의 구성을 도시한 도면. 1 is a view showing the configuration of a combo-type optical pickup device using a two-wavelength (2 Chips 1 Package) laser diode according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 센서 렌즈를 통하여 디포커스가 조정된 DVD용 광디스크의 회절빔에 의하여 형성된 광스팟이 집속되는 광검출 패턴을 도시한 도면.2 is a view showing a light detection pattern in which a light spot formed by a diffraction beam of a DVD optical disk whose defocus is adjusted through a sensor lens according to the present invention is focused;
도 3는 본 발명에 따른 홀로그램을 통하여 디포커스가 조정된 CD용 광디스크의 회절빔에 의하여 형성된 광스팟이 집속되는 광검출 패턴을 도시한 도면.3 is a view showing a light detection pattern in which a light spot formed by a diffraction beam of a CD optical disk whose defocus is adjusted through a hologram according to the present invention is focused;
도 4는 본 발명에 따른 DVD/CD용 광디스크의 회절빔이 집속되는 소정의 회로패턴이 형성된 광검출 수단을 도시한 도면.4 is a diagram showing light detecting means in which a predetermined circuit pattern is formed in which a diffraction beam of a DVD / CD optical disc according to the present invention is focused;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 발광수단 110 : 제 1 반도체 칩 100 light emitting means 110 first semiconductor chip
120 : 제 2 반도체 칩 200 : 광학수단120: second semiconductor chip 200: optical means
210: 회절판 220 : 빔스플리터210: diffraction plate 220: beam splitter
230 : 콜리메이터 렌즈 240 : 파장판230: collimator lens 240: wave plate
250 : 대물렌즈 300 : 센서 렌즈 250: objective lens 300: sensor lens
400 : 홀로그램 500 : 광검출 수단400 hologram 500 light detection means
510 : 제 1 광검출 영역 511 : 제 1 광검출 패턴510: First photodetection area 511: First photodetection pattern
512 : 제 2 광검출 패턴 513 : 제 3 광검출 패턴512: second photodetection pattern 513: third photodetection pattern
520 : 제 2 광검출 영역 521 : 제 4 광검출 패턴520: second photodetection region 521: fourth photodetection pattern
522 : 제 5 광검출 패턴 523 : 제 6 광검출 패턴 522: fifth photodetection pattern 523: sixth photodetection pattern
600 : 광디스크 700 : 광스팟 600: optical disk 700: optical spot
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2004
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9142243B2 (en) | 2013-02-25 | 2015-09-22 | Toshiba Samsung Storage Technology Korea Corporation | Optical pickup and optical information storage system including the same |
US9147426B2 (en) | 2013-02-25 | 2015-09-29 | Toshiba Samsung Storage Technology Korea Corporation | Optical pickup and optical information storage system including the same |
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