KR100265732B1 - 광픽업장치 - Google Patents

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KR100265732B1
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윤종용
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Abstract

트랙 오차신호의 오프셋에 둔감하도록 된 광픽업장치가 개시되어 있다.
이 개시된 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 대물렌즈를 지지하도록 설치되어 대물렌즈의 위치를 조절하는 액츄에이터와, 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 광원 쪽에서 입사되는 광을 직진 투과시키고 디스크에서 반사되어 입사되는 광을 회절 통과시키며 대략 디스크의 반경방향으로 2분할되어 서로 다른 회절 특성을 갖는 제1 및 제2홀로그램영역으로 이루어진 홀로그램소자와, 홀로그램소자에 의해 회절되어 분기된 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하는 다수의 수광영역을 구비하는 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 광픽업장치는 대물렌즈 이동, 디스크나 스핀들모터의 편심 등에 의한 트랙 오차신호의 변화에 매우 둔감하여 안정된 트랙 서보 구현이 가능하다.

Description

광픽업장치{Optical pickup}
본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 상세하게는 트랙 오차신호의 오프셋에 둔감하도록 된 광픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업장치는 영상이나 음향 또는 데이터 등의 정보를 기록매체에 고밀도로 기록하고 재생하는 장치이다. 기록매체에는 디스크, 카드 및 테이프 등이 있으며, 디스크가 기록매체의 주류를 이룬다. 디스크는 광이 입사되는 방향에서 입사된 광이 투과하는 일정한 두께의 플라스틱 또는 유리 등으로 된 기판과 이 기판의 후면에 위치되어 정보가 기록되는 기록층을 포함한다.
이러한 디스크는 규격화된 크기를 가지며, 이에 기록 가능한 정보의 량이 제한된다. 따라서, 규격화된 크기의 디스크에 보다 많은 정보를 기록하기 위해 기록층에 대한 정보 기록밀도를 높이려는 노력이 계속되고 있다.
최근에 개발되어 상용화되고 있는 디지털 다기능 디스크(digital versatile disk:DVD)는 정보가 고밀도록 기록된 고용량 디스크의 일례로서, 이러한 디지털 다기능 디스크의 정보를 기록하고 재생하는 DVDP에 채용되는 광픽업장치는 기록밀도를 높이기 위해 대물렌즈의 개구수를 크게하고 650nm의 단파장 광원을 사용한다. 또한, CD도 기록하고 재생할 수 있도록 개발되었다.
한편, 현재 기록용으로 사용되는 디스크는 랜드와 그루브의 구조를 가지며, 기록밀도를 높이기 위해 랜드와 그루브에 각각 정보가 기록된다.
이러한 디스크의 정보신호의 기록 및/또는 재생을 위해서는 광스폿을 광축방향으로 제어하여 디스크의 기록면에 초점을 형성하도록 하기 위한 포커스 오차신호와 광스폿이 디스크의 원주방향으로 트랙을 추종하도록 제어하는 트랙 오차신호를 얻을 수 있는 광픽업장치가 필요하다.
도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 종래의 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(1)과, 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물렌즈(12)와, 상기 대물렌즈(12)를 구동하는 액츄에이터(15)와, 입사광을 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(7)와, 투과하는 광의 편광 상태를 바꾸는
Figure pat00001
: 파장) 파장판(9)과, 오차신호 및 정보신호를 검출하는 광검출기(18)로 이루어진다.
상기 광원(1)은 광을 생성 출사한다. 이 광원(1)으로부터 출사되는 발산광은 상기 광원(1)과 대물렌즈(12) 사이에 설치된 콜리메이팅렌즈(5)에 의해 평행광으로 바뀐다.
상기 대물렌즈(12)는 상기 광원(1) 쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 상기 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다. 이때, 상기 액츄에이터(15)는 상기 대물렌즈(12)를 광축방향 및 트랙 방향으로 조정하여, 디스크(19)의 올바른 트랙 위치에서 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다.
상기 편광빔스프리터(7)는 상기 광원(1)과 대물렌즈(12) 사이에 배치되어, 상기 광원(1)쪽에서 입사되는 광 중 p편광의 광을 반사시켜 디스크(19)를 향하도록 한다. 이 편광빔스프리터(7)에서 반사된 p편광의 광은 상기
Figure pat00002
(lambda:파장) 파장판(9)을 통과하면서 오른손 원편광으로 바뀌어 상기 대물렌즈(12)에 입사된다.
상기 대물렌즈(12)를 경유하여, 상기 디스크(19)에 입사된 오른손 원편광의 광은 그 기록면에서 반사되어 왼손 원편광의 광이 되고, 상기
Figure pat00003
파장판(9)을 다시 통과하면서 s편광이 된다. 그러므로, 상기 디스크(19)쪽에서 반사되어 상기 편광빔스프리터(7)에 입사된 광을 반사되어 상기 광검출기(18)를 향한다.
상기 광검출기(18)는 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 독립적으로 광전변환시키는 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)으로 이루어져 있다.
한편, 상기 편광빔스프리터(7)와 광검출기(18) 사이의 광경로 상에는 비점수차법에 의해 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 비점수차렌즈(17) 즉, 실린더리컬렌즈를 구비한다. 이 비점수차렌즈(17)는 상기 대물렌즈(12)와 디스크(19) 사이의 거리가 상기 광검출기(18) 상에 온 포커스일 때는 원형의 광스폿이 맺히고, 오프 포커스일 때는 타원형의 광스폿이 맺히도록 입사되는 광에 비점수차를 야기한다.
이와 같은 광픽업장치에서 디스크(19)의 정보신호의 기록/재생을 올바른 트랙 위치에서 수행할 수 있도록 오차신호는 다음과 같은 방식으로 검출된다.
먼저, 포커스 오차신호(FES)는 상기 광검출기(18)의 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)의 대각선 방향의 합신호를 차동함으로써 검출된다. 즉, 상기 수광영역(A)와 수광영역(C)의 합신호와 수광영역(B)와 수광영역(D)의 합신호를 차동한다. 상기 포커스 오차신호(FES)의 출력값은 온 포커스일 때 0이 되며, 오프 포커스일 때 0 이외의 값이 된다.
한편, MO(Magneto-Opticlal) Disc, DVD-RAM Disc 등과 같이 기록 재생 겸용 디스크는 푸시풀법(Push-Pull)을 이용하여 트랙 오차신호(TES)를 검출한다.
푸시풀법에 의한 트랙 오차신호(TES)는 상기 디스크(19)의 반경방향에 대칭되는 수광영역 사이의 검출신호의 차이에 의해 검출된다. 즉, 수광영역(A)와 수광영역(B)의 합신호와 수광영역(C)와 수광영역(D)의 합신호를 차동함으로써 검출된다.
한편, 상기와 같은 디스크(19)는 제조시에 소정 크기의 편심을 갖게 된다. 또한, 상기 디스크(19)를 회전시키는 스핀들모터(미도시)에도 편심이 발생될 수 있으며, 상기 대물렌즈(12)를 구동하는 액츄에이터(15)에 흔들림이 발생될 수 있다.
이와 같은 액츄에이터(15)의 흔들림, 디스크(19) 및 스핀들모터의 편심에 대해 상기한 바와 같은 광픽업장치가 올바른 트랙 위치를 추종할 수 있도록 상기 대물렌즈(12)는 그 위치가 조절된다.
또한, 상기 광검출기(18)에 위치오차가 발생될 수 있으며, 이와 같은 광검출기(18)의 위치오차에 의해 발생될 수 있는 트랙 오차신호(TES)의 오차를 보정하기 위해 상기 광검출기(18)의 위치 오차를 보정해주어야 한다.
그러나, 상기한 바와 같은 액츄에이터(15)의 흔들림, 디스크(19) 및 스핀들모터의 편심에 따른 대물렌즈(12)의 위치변화나, 광검출기(18)의 위치 오차에 대해 상기한 바와 같은 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호(TES)의 오프셋이 매우 민감하게 변동된다. 그러므로 디스크(19)의 올바른 트랙 위치를 추종하기 어려워 안정된 트랙 서보 구현이 어려우며, 이에 따라 양호한 정보신호 기록/재생 특성을 유지하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 안정된 트랙 서보 구현이 가능한 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,
도 2는 도 1의 광검출기를 개략적으로 보인 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,
도 4는 도 3의 홀로그램소자를 개략적으로 보인 평면도,
도 5는 도 3의 광검출기를 개략적으로 보인 평면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그램소자를 개략적으로 보인 평면도,
도 7은 도 6의 홀로그램소자에 의한 회절광을 수광하기 위한 광검출기의 일실시예를 개략적으로 보인 평면도,
도 8은 도 6의 홀로그램소자에 의한 회절광을 수광하기 위한 광검출기의 다른 실시예를 개략적으로 보인 평면도,
도 9는 도 6의 홀로그램소자의 다른 실시예에 의한 회절광을 개략적으로 보인 평면도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
20...광원 30...광경로변환수단
40,140...홀로그램소자 50...파장판
60...액츄에이터 70...대물렌즈
80...디스크 90,190...광검출기
91,191...중심 수광영역
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과; 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 상기 대물렌즈를 지지하도록 설치되어, 상기 대물렌즈의 위치를 조절하는 액츄에이터와; 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 상기 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 직진 투과시키고, 상기 디스크에서 반사되어 입사되는 광을 회절 통과시키며, 대략 상기 디스크의 반경방향으로 2분할되어 서로 다른 회절 특성을 갖는 제1 및 제2홀로그램영역으로 이루어진 홀로그램소자와; 상기 홀로그램소자에 의해 회절되어 분기된 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하는 다수의 수광영역을 구비하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(20)과, 입사광을 집속시키는 대물렌즈(70)와, 상기 대물렌즈(70)를 지지하도록 설치되어 상기 대물렌즈(70)를 구동하는 액츄에이터(60)와, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단(30)과, 입사광을 선택적으로 직진 또는 회절 통과시키는 홀로그램소자(40)와, 입사광을 수광하는 광검출기(90)를 포함하여 구성된다.
상기 광원(20)은 소정 파장의 레이저광을 생성 출사하는 반도체 레이저이며, 이 광원(20)에서 출사된 광은 콜리메이팅렌즈(25)에 의해 평행광으로 바뀐다.
상기 대물렌즈(70)는 상기 광경로변환수단(30)과 디스크(80) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광경로변환수단(30)을 경유하여 입사되는 광을 집속시켜 디스크(80)의 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다. 이 대물렌즈(70)는 상기 액츄에이터(60)에 의해 입사광의 광축 방향으로 조절되어, 입사광이 디스크(80)의 기록면에 포커싱되도록 한다. 또한, 상기 대물렌즈(70)는 올바른 트랙 위치를 추종할 수 있도록 상기 액츄에이터(60)에 의해 트랙방향으로 조절된다.
상기 광경로변환수단(30)은 상기 광원(20)과 대물렌즈(70) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환한다. 이 광경로변환수단(30)으로 상기 광원(20)쪽에서 입사되는 광의 선형편광 성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(30)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 편광빔스프리터(30)는 그 경면(30a)에서 입사되는 광 중 예컨대, p편광은 반사시키고, s편광은 투과시켜 입사광을 선형편광 성분에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다.
한편, 상기 광경로변환수단(30)으로 편광빔스프리터(30)를 구비하는 경우에는 상기 광경로변환수단(30)과 대물렌즈(70) 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판(50)을 더 구비한다. 이때, 이 파장판(50)은 상기 광원(20)에서 출사되는 광의 파장에 대해
Figure pat00004
파장판(50)(quarter wave plate)인 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 광경로변환수단(30) 쪽에서 입사되는 예컨대, p편광의 광은 상기 파장판(50)을 통과하면서 예컨대, 우원편광이 된다. 이 우원편광의 광은 상기 디스크(80)에서 반사되면서 좌원편광으로 바뀌고, 상기 파장판(50)을 통과 하면서 s편광이 된다. 그러므로, 상기 디스크(80)쪽에서 광경로변환수단(30)쪽으로 입사되는 광은 이 광경로변환수단(30)을 통과하여 상기 광검출기(90)에 입사된다.
한편, 상기 광경로변환수단(30)으로 상기 광원(20)쪽에서 입사되는 광은 대부분 반사시켜 상기 디스크(80)를 향하도록 하고, 상기 디스크(80)쪽에서 입사되는 광은 대부분 통과시켜 상기 광검출기(90)를 향하도록 된 빔스프리터를 구비하는 것도 가능하다.
상기 홀로그램소자(40)는 상기 광경로변환수단(30)과 대물렌즈(70) 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 광원(20)쪽에서 입사되는 광을 직진 통과시키고, 상기 디스크(80)에서 반사되어 입사되는 광을 회절 통과시키도록 마련된다.
이때, 상기 홀로그램소자(40)는 대략 상기 디스크(80)의 반경 방향으로 2분할되어 서로 다른 회절 특성을 갖는 제1 및 제2홀로그램영역(41)(43)으로 이루어진다. 여기서, 상기 홀로그램소자(40)는 상기 액츄에이터(60)에 의해 지지되어 상기 대물렌즈(70)와 함께 상기 액츄에이터(60)에 의해 구동되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2홀로그램영역(41)(43)의 패턴 각각은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(80)에서 반사되어 입사되는 광을 서로 교차되는 방향 예컨대, 서로 직교하는 방향으로 회절시키도록 마련된다. 이때, 상기 제1 및 제2홀로그램영역(41)(43)의 패턴 사이의 간격 즉, 피치(p)는 동일하다.
한편, 상기 홀로그램소자(40)는 입사광의 선형편광 성분에 따라 직진 통과 또는 회절 통과시키는 편광 홀로그램소자일 수 있다. 이때, 상기 파장판(50)은 상기 홀로그램소자(40)와 대물렌즈(70) 사이에 배치된다. 그러므로, 상기 홀로그램소자(40)는 상기 광경로변환수단(30) 쪽에서 입사되는 예컨대, p편광의 광은 직진 통과시키고, 상기 디스크(80) 쪽에서 입사되는 s편광의 광은 0차 회절광, +-`1차 회절광으로 회절 통과시킨다. 이 경우, 상기 파장판(50)은 상기 홀로그램소자(40)와 함께 상기 액츄에이터(60)에 의해 지지되어 상기 대물렌즈(70)와 함께 이 액츄에이터(60)에 의해 구동되도록 설치될 수 있다.
여기서, 상기한 바와 같은 홀로그램소자(40)에서 상기 제1 및 제2홀로그램영역(41)(43)에 의한 0차 회절광에 대한 +-`1차 회절광의 광량비는 대략 0.1 이상이고 0.5 이하인 것이 바람직하다.
홀로그램소자(40)가 도 4에 도시된 바와 같이 마련된 경우, 상기 광검출기(90)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 홀로그램소자(40) 및 광경로변환수단(30)을 경유한 광을 수광하도록 중심 수광영역(91)과, 4개의 주변 수광영역(E)(F)(G)(H)을 구비한다.
상기 중심 수광영역(91)은 상기 홀로그램소자(40)를 경유한 0차 회절광을 수광하여 포커스 오차신호를 검출한다. 이를 위하여, 상기 중심 수광영역(91)은 각각 독립적으로 광전변환하는 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 4개의 주변 수광영역(E)(F)(G)(H)은 상기 제1 및 제2홀로그램영역(41)(43)에 의해 각각 서로 교차되는 방향으로 분기된 +-`1차 회절광을 수광하도록 상기 중심 수광영역(91)의 주변에 배치된다. 이때, 상기 주변 수광영역(E)(F)은 각각 상기 제1홀로그램영역(41)에 의한 +1차 회절광과 -1차 회절광을 수광한다. 그리고 상기 주변 수광영역(G)(H)은 각각 상기 제2홀로그램영역(43)에 의한 -1차 회절광과 +1차 회절광을 수광한다.
한편, 상기 광경로변환수단(30)과 광검출기(90) 사이의 광경로 상에 입사되는 평행광을 집속시켜 상기 광검출기(90)에 맺히도록 집속렌즈(81)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 이 집속렌즈(81)로 비점수차를 야기하는 비점수차렌즈 즉, 실린더리컬렌즈를 구비하면, 비점수차법에 의해 포커스 오차신호를 검출할 수 있다.
상기한 바와 같은 광픽업장치에서 포커스 오차신호는 상기 중심 수광영역(91)의 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)에 검출되는 광량을 대각선 방향으로 합하고, 이를 차동함으로써 검출된다. 즉, 상기 수광영역(A)와 수광영역(C)의 합신호와, 상기 수광영역(B)와 수광영역(D)의 합신호를 차동하면 된다.
트랙 오차신호는 상기 제1홀로그램영역(41)에 의해 회절된 +1차 회절광과 -1차 회절광의 차신호와, 상기 제2홀로그램영역(43)에 의해 회절된 -1차 회절광과 +1차 회절광의 차신호를 합산함으로써 검출된다. 즉, 상기 2개의 주변 수광영역(E)(F)에 각각 수광되는 상기 제1홀로그램영역(41)에 의한 +-`1차 회절광의 검출신호를 차동(E-F)하고, 상기 2개의 주변 수광영역(G)(H)에 각각 수광되는 상기 제2홀로그램영역(43)에 의한 +-`1차 회절광의 검출신호를 차동(G-H)한 다음, 이를 합산함으로써 검출된다.
상기한 바와 같이 마련된 광픽업장치로부터 검출되는 트랙 오차신호의 오프셋은 액츄에이터(60)의 흔들림, 디스크(80) 및 스핀들모터의 편심에 따른 대물렌즈(70)의 위치변화나, 광검출기(90)의 위치 오차에 대해 둔감해지는 이점이 있다.
도 6 및 도 7은 각각 도 3의 광픽업장치에 채용되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그램소자(140) 및 광검출기(190)를 개략적으로 보인 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예의 홀로그램소자(140)는 대략 디스크(80)의 반경방향으로 2분할된 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)으로 이루어지며, 이 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)의 패턴 각각은 상기 디스크(80)에서 반사되어 입사되는 광을 서로 나란한 방향으로 회절시키도록 마련된다. 즉, 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)의 패턴에 의한 +-`1차 회절광은 일직선 상에 위치된다.
여기서, 상기 홀로그램소자(140)는 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램소자(40)와 마찬가지로 편광 홀로그램소자일 수 있다. 또한, 상기한 바와 같은 홀로그램소자(140)에서 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)에 의한 0차 회절광에 대한 +-`1차 회절광의 광량비는 대략 0.1 이상이고 0.5 이하인 것이 바람직하다.
이때, 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)에 의한 +1차 회절광 및 -1차 회절광 각각은 상기 광검출기(190) 상에서 겹치지 않아야 한다. 이를 위하여 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)의 패턴의 피치 간격은 서로 다르게 마련되는 것이 바람직하다.
도 6은 상기 제1홀로그램영역(141)의 피치 간격(p_1`)이 상기 제2홀로그램영역(143)의 피치 간격(p_2`)보다 넓게 마련된 예를 보여준다. 이 경우, 상기 제1홀로그램영역(141)에 의해 회절된 +-`1차 회절광의 회절각이 더 작으므로, 상기 제2홀로그램영역(143)에 의한 +-`1차 회절광이 상기 제1홀로그램영역(141)에 의한 +-`1차 회절광보다 바깥쪽에 위치된다.
이때, 상기 홀로그램소자(140)에 의해 회절된 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하기 위한 도 3의 광검출기(90)는 도 7에 도시된 바와 같이, 마련되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 상기 광검출기(190)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 홀로그램소자(140)를 경유한 0차 회절광을 수광하는 중심 수광영역(191)과, 상기 중심 수광영역(191)의 양측에 각각 2개씩 배치된 4개의 주변 수광영역(E)(F)(G)(H)으로 이루어진다.
상기 중심 수광영역(191)은 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예의 중심 수광영역(91)과 마찬가지로 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 각각 독립적으로 광전변환하는 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)으로 이루어진다.
상기 중심 수광영역(191)의 일측에 배치된 주변 수광영역(E)(F)은 각각 상기 제2홀로그램영역(143)에 의한 +1차 회절광과 제1홀로그램영역(141)에 의한 +1차 회절광을 수광한다. 그리고, 상기 중심 수광영역(191)의 다른측에 배치된 주변 수광영역(G)(H)은 각각 상기 제1홀로그램영역(141)에 의한 -1차 회절광과 제2홀로그램영역(143)에 의한 -1차 회절광을 수광한다.
상기한 바와 같이 홀로그램소자(140) 및 광검출기(190)가 마련된 경우, 트랙 오차신호는 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)에 의한 +1차 회절광 사이의 차신호와, -1차 회절광 사이의 차신호의 합신호로 검출된다. 즉, 상기 주변 수광영역(E)와 주변 수광영역(F)의 검출신호를 차동(E-F)하고, 주변 수광영역(H)와 주변 수광영역(G)의 검출신호를 차동(H-G)한 다음, 상기 2개의 차동신호를 합산((E-F)+(H-G))함으로써 검출될 수 있다.
한편, 트랙 오차신호는 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)에 의한 +1차 회절광 사이의 차신호(E-F) 또는 -1차 회절광 사이의 차신호(H-G)로써 검출되는 것도 가능하다.
이 경우, 상기 광검출기(190)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 중심 수광영역(191)의 일측에만 2개의 주변 수광영역을 구비하여, 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)에 의한 +1차 회절광 또는 -1차 회절광을 수광하도록 마련되는 것도 가능하다. 도 8은 상기 주변 수광영역(E)(F)이 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)에 의해 회절된 +1차 회절광을 수광할 수 있도록 마련된 예를 보여준다. 이때, 상기 트랙 오차신호는 +1차 회절광 사이의 차신호(E-F)가 된다. 여기서, -1차 회절광은 수광되지 않는다.
한편, 도 6의 홀로그램소자(140)의 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)은 상기 디스크(80)쪽에서 입사되는 광을 0차 회절광과 +1차 회절광 또는 -1차 회절광으로 회절시키도록 마련되는 것도 가능하다. 이 경우, 트랙 오차신호는 +1차 회절광 또는 -1차 회절광 사이의 차신호가 된다.
도 9는 상기 제1 및 제2홀로그램영역(141)(143)이 디스크(80)쪽에서 입사되는 광을 0차 회절광과 +1차 회절광으로 회절시키도록 된 경우, 이 회절광이 도 8의 광검출기(190)에 수광되는 예를 보인 도면이다. 이 경우, 트랙 오차신호는 주변 수광영역(E)와 주변 수광영역(F)의 검출신호를 차동하면 된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업장치는 서로 다른 회절 특성을 갖는 제1 및 제2홀로그램영역으로 이루어진 홀로그램소자를 채용하고, 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의해 회절된 +1차 회절광 및/또는 -1차 회절광을 이용하여 트랙 오차신호를 검출한다. 그러므로, 대물렌즈 이동, 디스크나 스핀들모터의 편심 등에 의한 트랙 오차신호의 변화가 매우 둔감하여 안정된 트랙 서보 구현이 가능하다.
그리고 광픽업장치 제작시 검출기 위치 오차에 대한 트랙 오차신호의 변화가 작아 안정된 트랙서보 구현이 가능하다.
또한, 상기 홀로그램소자는 상기 광원 쪽에서 입사되는 광은 직진 통과시키므로, 상기 광원에서 디스크까지 광손실이 최소화되어, 기록재생 가능한 광픽업을 실현할 수 있다.

Claims (18)

  1. 광을 생성 출사하는 광원과;
    디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와;
    상기 대물렌즈를 지지하도록 설치되어, 상기 대물렌즈의 위치를 조절하는 액츄에이터와;
    상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;
    상기 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원 쪽에서 입사되는 광은 직진 투과시키고, 상기 디스크에서 반사되어 입사되는 광은 서로 교차되는 방향으로 회절통과시키도록, 대략 상기 디스크의 반경방향으로 2분할되고 서로 다른 회절 특성을 갖는 패턴이 각각 형성된 제1 및 제2홀로그램영역으로 이루어진 홀로그램소자와;
    상기 홀로그램소자에 의해 회절되어 분기된 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하도록, 상기 홀로그램소자를 경유한 0차 회절광을 수광하는 중심 수광영역과, 상기 중심 수광영역의 주변에 배치되어 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의해 각각 서로 교차되는 방향으로 분기된 ±1차 회절광을 수광하는 주변 수광영역을 구비하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중심 수광영역은 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 각각 독립적으로 광전변환하는 4개의 수광영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광검출기의 주변 수광영역은 상기 중심 수광영역의 주변에 배치되어 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의해 서로 교차되는 방향으로 분기된 +-`1차 회절광을 각각 수광하도록 4개 구비되고,
    트랙 오차신호는 상기 중심수광영역에 대해 대칭되게 배치된 2개의 주변 수광영역의 검출신호의 차신호와 상기 나머지 2개의 주변 수광영역의 검출신호의 차신호의 합신호인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  4. 제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의한 0차 회절광에 대한 +-`1차 회절광의 광량비는 대략 0.1 이상, 0.5이하인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  5. 광을 생성 출사하는 광원과;
    디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와;
    상기 대물렌즈를 지지하도록 설치되어, 상기 대물렌즈의 위치를 조절하는 액츄에이터와;
    상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;
    상기 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원 쪽에서 입사되는 광은 직진 투과시키고, 상기 디스크에서 반사되어 입사되는 광은 나란한 방향으로 회절 통과시키도록, 대략 상기 디스크의 반경방향으로 2분할되고 서로 다른 회절 특성을 갖는 서로 다른 피치 간격의 패턴이 각각 형성된 제1 및 제2홀로그램영역으로 이루어진 홀로그램소자와;
    상기 홀로그램소자에 의해 회절되어 분기된 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하도록, 상기 홀로그램소자를 경유한 0차 회절광을 수광하는 중심 수광영역과, 상기 중심 수광영역의 주변 적어도 일측에 배치되어 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의해 대략 같은 방향으로 분기된 +1차 및/또는 -1차 회절광을 수광하는 적어도 2개의 주변 수광영역을 구비하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광검출기의 주변 수광영역은, 상기 제1 및 제2홀로그램영역 각각에 의해 대략 같은 방향으로 분기된 +-`1차 회절광을 각각 수광하도록 4개 구비되고,
    트랙 오차신호는 상기 중심 수광영역의 일측에 배치된 상기 2개의 주변 수광영역의 검출신호의 차신호와 상기 중심 수광영역의 다른측에 배치된 상기 나머지 2개의 주변 수광영역의 검출신호의 차신호의 합신호인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 광검출기의 주변 수광영역은, 상기 제1 및 제2홀로그램영역 각각에 의해 대략 같은 방향으로 분기된 +-`1차 회절광을 각각 수광하도록 4개 구비되고,
    트랙 오차신호는 상기 중심 수광영역의 일측에 배치된 상기 2개의 주변 수광영역에 수광되는 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의한 1차 회절광의 차신호 또는 -1차 회절광의 차신호인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 광검출기의 주변 수광영역은 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의해 대략 같은 방향으로 분기된 1차 회절광 또는 -1차 회절광을 각각 수광하도록 2개 구비되고,
    트랙 오차신호는 상기 2개의 주변 수광영역에 수광되는 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의한 1차 회절광의 차신호 또는 -1차 회절광의 차신호인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  9. 제5항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 수광영역은 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 각각 독립적으로 광전변환하는 4개의 수광영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  10. 제5항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2홀로그램영역에 의한 0차 회절광에 대한 1차 회절광 또는 -1차 회절광의 광량비는 대략 0.1 이상, 0.5이하인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  11. 제5항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀로그램소자는 상기 액츄에이터에 의해 지지되어 상기 대물렌즈와 함께 상기액츄에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  12. 제5항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광경로변환수단은 입사광을 선형편광성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터이며,
    상기 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 파장판은 상기 홀로그램소자와 대물렌즈 사이에 배치되며,
    상기 홀로그램소자는 상기 광경로변환수단 쪽에서 입사되는 일 선형편광의 광은 투과시키고, 상기 디스크 쪽에서 입사되는 다른 선형편광의 광을 회절 통과시키는 편광 홀로그램소자인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 홀로그램소자 및 파장판은 상기 액츄에이터에 의해 지지되어 상기 대물렌즈와 함께 상기 액츄에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  15. 제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀로그램소자는 상기 액츄에이터에 의해 지지되어 상기 대물렌즈와 함께 상기 액츄에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  16. 제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광경로변환수단은 입사광을 선형편광성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터이며,
    상기 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 파장판은 상기 홀로그램소자와 대물렌즈 사이에 배치되며,
    상기 홀로그램소자는 상기 광경로변환수단 쪽에서 입사되는 일 선형편광의 광은 투과시키고, 상기 디스크 쪽에서 입사되는 다른 선형편광의 광을 회절 통과시키는 편광 홀로그램소자인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 홀로그램소자 및 파장판은 상기 액츄에이터에 의해 지지되어 상기 대물렌즈와 함께 상기 액츄에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
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