KR100207724B1 - 광픽업용 콜리메이터 조정장치 - Google Patents

Abstract

조정 정밀도가 향상된 광픽업용 콜리메이터 조정장치가 개시되어 있다.

내측 일단에 레이저광을 생성 출사하는 광원이 설치되는 제1경통과, 내부에 광원에서 출사된 발산광을 집속시키는 콜리메이터가 설치되고 제1경통의 내부에 움직임 가능하게 설치되는 제2경통을 포함하며, 제1경통의 내주와 제2경통의 외주 각각에 서로 대응되는 나사선이 형성되고, 제2경통이 제1경통의 내주에 나사 결합되어 제1경통에 대해 제2경통을 회전시킴에 의해 콜리메이터와 광원의 간격을 가변시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

광픽업용 콜리메이터 조정장치

본 발명은 조정 정밀도가 향상된 광픽업용 콜리메이터 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업은 컴팩트 디스크 플레이어(CDP), 디브이디 플레이어(DVDP), CD-ROM 드라이브, DVD-ROM 드라이브 등에 채용되어 비접촉식으로 기록매체에 정보의 기록/재생을 수행한다.

일반적인 광픽업은 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 파장의 광을 생성 출사하는 광원(11)과, 이 광원(11) 쪽에서 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이터(13)와, 빔정형 프리즘(15)과, 입사광의 진행경로를 변환하는 빔스프리터(17)와, 기록매체(10)에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈(19) 및 상기 기록매체(10)에서 반사되고 상기 대물렌즈(19)와 상기 빔스프리터(17)를 경유한 광을 수광하는 광검출기(23)를 포함하여 구성된다. 상기 빔정형 프리즘(15)은 상기 콜리메이터(13)와 상기 빔스프리터(17) 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 콜리메이터(13)에 의해 평행광선이 된 입사광의 형상을 정형한다. 즉, 단면이 타원형상인 입사광선을 정형시켜 그 단면이 원형상이 되도록 한다. 상기 빔스프리터(17)는 상기 광원(10)과 대물렌즈(19) 사이의 광경로 상에 위치되어 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 투과시켜 상기 대물렌즈(19)쪽으로 향하도록 하고, 상기 대물렌즈(19)쪽에서 입사되는 광은 반사시켜 상기 광검출기(23)로 향하도록 한다. 상기 대물렌즈(19)는 상기 광검출기(23)에서 검출된 오차신호에 의해 구동되면서, 상기 기록매체(10)에 바른 광스폿이 맺히도록 한다.

상기한 광픽업은 광검출기를 통해 오차신호를 검출시, 비점수차법에 의해 포커스오차신호를 검출할 수 있도록 실린드리컬렌즈(21)를 더 포함한다. 이 실린드리컬렌즈(21)는 빔스프리터(17)와 광검출기(23) 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 기록매체(10)에서 반사되어 입사되는 광이 두 초점에 집속되도록 비점수차를 야기한다.

상기한 바와 같이, 구성된 광픽업의 각 요소들은 그 광학적 위치에 따라 상기 기록매체(10)의 반경방향으로 이송되도록 설치된 픽업베이스(미도시)에 탑재된다.

여기서, 상기 콜리메이터(13)는 상기 광원(11)에 대하여 바르게 배치되지 않은 경우, 상기 콜리메이터(13)를 투과한 광이 평행광에서 벗어나서 수렴광 또는 발산광이 될 우려가 있다. 이와 같이, 수렴광 또는 발사광이 상기 빔정형 프리즘(15)으로 향하게 되면 빔정형시 비점수차가 발생하게 되어 재생 또는 기록 특성이 열화된다. 특히, 기록 가능한 광픽업은 기록시 높은 광강도가 요구되므로 광원(11)에서 출사된 광량에 대해 기록매체(10)로 입사되는 광량의 비율이 높아야 한다. 이를 위하여 기록 가능한 광픽업은 초점거리가 대략 8 내지 12mm인 콜리메이터(13)를 채용한다.

도 2는 상기한 콜리메이터의 디포커스에 따른 파면수차 특성을 보인 그래프이다. 여기서, 광원에서 출사되는 광의 파장

가 650nm이고, 대물렌즈는 그 개구수가 0.6이며 초점거리가 3.1mm이고, 콜리메이터는 그 초점거리가 9mm이고, 빔정형 프리즘의 빔정형비가 2.2인 경우를 예로 들어 나타내었다. 참조번호 13a가 지지하는 선은 콜리메이터의 광축과 상기 광원의 발광점의 광축이 일치하는 경우를 나타낸 것이고, 참조번호 13b 및 참조번호 13c 이 지시하는 선은 각각 콜리메이터 광축에 대해 발광점이 빔정형 방향으로 0.1mm이동한 경우의 그래프와 빔정형 방향에 수직한 방향으로 0.1mm 이동한 경우를 나타낸 것이다.

도면에서, 회절한계 스폿의 형성이 가능한 파면수차를 0.07 ×

(제곱 평균 제곱근)로 설정하면, 이를 만족하는 콜리메이터의 디포커스 범위는 약 ±12.6㎛이므로, 콜리메이터의 광축방향으로의 위치 정밀도가 높아야 함을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 콜리메이터의 위치 정밀도를 높이기 위하여 상기 콜리메이터는 상기 픽업베이스에 고정 설치되지 않고, 광축방향으로 움직임 가능하게 설치된다.

도 3은 종래의 광픽업용 콜리메이터 조정장치를 보인 개략적인 사시도이다. 이 콜리메이터 조정장치는 픽업베이스(미도시)에 탑재되는 제1경통(20)과, 이 제1경통(20)의 내측에 슬라이딩 가능하게 위치되는 제2경통(30)을 포함하여 구성된다. 상기 제1경통(20)의 내측 일부에는 광원(11)이 결합설치된다. 상기 제2경통(30)은 상기 제1경통(20)의 내측 일부에 접촉되며, 그 내측에 상기한 콜리메이터(13)가 결합 설치된다.

이와 같이, 구성된 콜리메이터 조정장치는 상기 광원(11)에서 출사되고 상기 콜리메이터(13)를 통과한 광선이 평행광이 되도록 조정하기 위하여 상기 콜리메이터(13)와 대향되는 위치에 검사용 광검출기(40)를 설치하여 수광되는 광의 분포를 분석하면서, 상기 제1경통(20)에 대해 상기 제2경통(30)을 슬라이딩시킴에 의해 상기 콜리메이터(13)의 위치를 조정한다.

상기한 바와 같이, 구성된 종래의 광픽업용 콜리메이터 조정장치는 소망하는 콜리메이터의(13) 디포커스 범위 예컨대, 약 ±12.6㎛ 에 비하여 이동정밀도가 낮아 평행광 상태를 정확히 조정하기가 어렵다.

본 발명은 상기한 바와 같은, 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 이동정밀도가 향상된 광픽업용 콜리메이터 조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 광픽업의 광학적 배치를 보인 개략적인 구성도.

도 2는 콜리메이터의 디포커스에 따른 파면수차 특성을 보인 그래프.

도 3은 종래의 광픽업용 콜리메이터 조정장치를 보인 개략적인 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 콜리메이터 조정장치를 보인 개략적인 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11...광원13...콜리메이터15...빔정형 프리즘

17...빔스프리터19...대물렌즈21...실린드리컬렌즈

23...광검출기40...검사용 광검출기50...제1경통

51...제1나사선60...제2경통61...제2나사선

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내측 일단에 레이저광을 생성 출사하는 광원이 설치되는 제1경통과, 내부에 상기 광원에서 출사된 발산광을 집속시키는 콜리메이터가 설치되고 상기 제1경통의 내부에 움직임 가능하게 설치되는 제2경통을 포함하여 된 광픽업용 콜리메이터 조정장치에 있어서, 상기 제1경통의 내주와 상기 제2경통의 외주 각각에 서로 대응되는 나사선이 형성되고, 상기 제2경통이 상기 제1경통의 내주에 나사 결합되어 상기 제1경통에 대해 제2경통을 회전시킴에 의해 상기 콜리메이터와 상기 광원의 간격을 가변시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 콜리메이터 조정장치를 상세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따는 광픽업용 콜리메이터 조정장치는 제1경통(50)과, 이 제1경통(50)의 내부에 움직임 가능하게 설치된 제2경통(60)을 포함하여 구성되며, 상기 제1 및 제2경통(50)(60)의 내부 각각에는 도 1을 참고로 설명한 바와 같은 광원(11)과, 콜리메이터(13)가 결합 설치된다.

상기 제1경통(50)은 광픽업용 광학부재들이 탑재되는 픽업베이스에 결합 설치되며, 그 내측 일단에 상기한 광원(11)이 채용된다. 그리고, 그 내주에는 상기 제2경통(60)이 후술하는 동작에 의해 이동하도록 제1나사선(51)이 형성된다.

상기 제2경통(60)은 상기 제1경통(50)의 내측에 위치되며, 그 내부에 콜리메이터(13)가 설치된다. 상기 제2경통(60)의 외주에는 상기 제1나사선(51)에 대응되는 제2나사선(61)이 형성된다. 여기서, 상기 제1나사선(51)의 전체폭(D1)이 상기 제2나사선(61)의 전체폭(D2) 보다 크게 형성된다. 따라서, 상기 제2경통(60)을 상기 제1경통(50)에 대해 상대적으로 회전시킴에 의해 상기 제1경통(50)이 직선 이송되어 상기 광원(11)과 콜리메이터(13) 사이의 간격을 조정할 수 있다.

상기 광원(11)에서 출사되고 상기 콜리메이터(13)를 통과한 광이 평행광인지의 여부는 상기 콜리메이터(13)의 전방에 검사용 광검출기(40)를 설치하여 측정함에 의해 알 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2나사선(51)(61)은 나선형상으로 되어 있으며, 그 산과 골이 연속적으로 연결된 구조 일수 도 있고, 서로 끊긴 복수의 산과 골이 이웃한 구조 일 수도 있다.

이하, 상기한 바와 같이, 제1 및 제2경통의 구조를 개선한 콜리메이터 조정장치의 위치조정 정밀도를 살펴보면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 디포커스에 따른 파면수차는 디포커스 양 1㎛당 0.0056

이다. 여기서,

는 광원에서 출사된 광의 파장이다. 광원(11)의 광축방향 제작오차를 ±0.1mm, 제1 및 제2경통(50)(60)의 제작오차를 ±0.05mm를 고려하면, 상기 제1 및 제2경통(50)(60)의 상대적인 구동범위 D는 ±0.15mm를 커버하여야 한다.

상기 제2경통(60)의 외경

을 7.0mm, 이송정밀도 f를 2㎛/1°라 하면 전체 조정범위를 만족하려면 조정각 범위 R는 수학식 1을 만족하여야 한다.

[수학식 1]

R = D / f = ±0.15mm / (2㎛/1°) = ±75°

이때, 제2경통(60)의 원주를 따라 이동하는 원주상 이동거리 L은 수학식 2에 의해 9.16mm 로 구성되고, 제1 및 제2나사선의 각도

는 수학식 3에 의해 2.15°로 구성된다.

[수학식 2]

[수학식 3]

상기한 바와 같이, 제1 및 제2나사선(51)(61)을 형성하는 경우, 회절한계 스폿을 형성할 수 있는 파면수차가 0.07

이하로 되는 콜리메이터(13) 조정범위 ±12㎛를 만족하기 위해서는 제2경통(60)의 회전량을 ±6°이내의 정밀도로 조정하면 된다.

상기한 바와 같이, 조정이 완료된 후는 상기 제2경통(60)을 상기 제1경통(50)에 통상의 접합수단에 의해 접합시켜 사용한다.

상기한 바와 같이, 제1경통과 제2경통을 나사결합하고, 상기 제1경통에 대해 상기 제2경통을 회전시킴에 의해 상기 광원에 대한 상기 콜리메이터의 위치를 가변시킴으로써, 직선 이송방식에 비하여 조정 정밀도가 뛰어나다. 따라서, 안정된 조정이 가능하다.

Claims (1)

1. 내측 일단에 레이저광을 생성 출사하는 광원이 설치되는 제1경통과, 내부에 상기 광원에서 출사된 발산광을 집속시키는 콜리메이터가 설치되고 상기 제1경통의 내부에 움직임 가능하게 설치되는 제2경통을 포함하여 된 광픽업용 콜리메이터 조정장치에 있어서,

   상기 제1경통의 내주와 상기 제2경통의 외주 각각에 서로 대응되는 나사선이 형성되고, 상기 제2경통이 상기 제1경통의 내주에 나사 결합되어 상기 제1경통에 대해 제2경통을 회전시킴에 의해 상기 콜리메이터와 상기 광원의 간격을 가변시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업용 콜리메이터 조정장치.

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