KR100336599B1

KR100336599B1 - 광 픽업 장치

Info

Publication number: KR100336599B1
Application number: KR1019990032217A
Authority: KR
Inventors: 우에야마데쯔오
Original assignee: 마찌다 가쯔히꼬; 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2002-05-16
Also published as: DE69924196D1; EP0978828A3; EP0978828A2; EP0978828B1; DE69924196T2; KR20000017122A; JP3435067B2; JP2000057592A; US6392965B1

Abstract

광 픽업은, 반도체 레이저와, 상기 반도체 레이저로부터의 출사광을 광 디스크에 집광시킴과 함께 상기 광 디스크로부터의 귀환광을 수광 소자로 유도하는 광학계와, 상기 귀환광을 검출하는 수광 소자를 포함하며, 상기 수광 소자는 분할선에 의해 분할되고, 상기 광 디스크 상에서의 상기 출사광의 포커스 어긋남에 따른 귀환광을 수광하는 적어도 2개의 주 수광 영역과, 디포커스 상태가 된 경우에, 상기 적어도 2개의 주 수광 영역으로부터 출사된 귀환광을 검출하는 보조 수광 영역을 포함하고, 상기 보조 수광 영역은 2개의 주 수광 영역에 대해 분할선 방향의 외측에 인접하여 배치되어 있다.

Description

광 픽업 장치{OPTICAL PICKUP DEVICE}

본 발명은, 광 디스크 등의 정보 기록 매체에 광학적으로 정보를 기록 또는 재생하는 광 디스크 장치에 탑재되는 광 픽업 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 복수의 기록 재생층을 갖는 광 디스크에 대해, 정확한 기록 재생 동작을 가능하게 하는 광 픽업 장치에 관한 것이다.

최근, 광 디스크는 다량의 정보 신호를 고밀도로 기록할 수 있기 때문에, 오디오, 비디오, 컴퓨터 등의 많은 분야에서 이용이 진행되고 있다. 최근에는, 기록 용량을 증대하기 위해서 기록층을 다층에 설치한 기록 매체나, 기록된 신호를 고속 재생하기 위해 복수 빔으로 동시에 복수 트랙의 신호를 판독하는 광학계 등이 제안되고 있다.

상기한 다층의 기록층을 갖는 기록 매체에서는, 각 기록 재생면 사이의 거리가 짧아지면, 광 빔이 있는 1개의 기록 재생면에 대해 억세스하고 있을 때에, 그 기록 재생면으로부터의 반사광이 인접하는 기록 재생면으로부터의 귀환광의 영향을 받게 된다. 이 때, 광 빔의 포커스 조정을 위한 포커스 오차 신호도 상기 영향을 받게 되어, 정확한 포커스 조정을 행할 수 없게 된다.

상기 문제를 해결하는 광학계로서, 본 출원인은 앞에서 도 11에 도시한 광 픽업 장치를 제안하였다(특개평9-161282호 공보(공개일 1997년 6월 20일) ).

이 광 픽업 장치는 반도체 레이저(1)로부터의 출사광이 홀로그램 소자(2)를 투과하고, 콜리메이터 렌즈(3), 대물 렌즈(4)를 통해 광 디스크(5) 상에 집광된다. 그 귀환광은 대물 렌즈(4), 콜리메이터 렌즈(3)를 통해 홀로그램 소자(2)로 유도된다.

홀로그램 소자(2)는 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 광 디스크(5)의 방사 방향으로 대응하는 y방향으로 연장되는 분할선(2g)과, 이 분할선(2g)의 중심으로부터 광 디스크(5)의 방사 방향과 직교하는 x방향, 즉 광 디스크(5)의 트랙 방향에 대응하는 방향으로 연장되는 분할선(2h)에 의해, 3개의 분할 영역(2a, 2b, 3c)으로 분할되어 있다.

도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 수광 소자(7)는 광 디스크(5)의 트랙 방향으로 대응하는 x방향으로 배열된 4개의 직사각형의 수광 영역(7a, 7b, 7c, 7d)으로 분할된 영역을 갖고 있다. 중앙의 수광 영역(7a, 7b: 포커스용의 수광 영역)은 광 디스크(5)의 방사 방향으로 대응하는 y방향으로 연장되는 분할선(7y)에 의해 분할되고, 참조 번호(7a, 7b)의 외측에 각각 참조 번호(7e, 7f)의 보조 수광 영역을 설치하고 있다.

이들 수광 영역은, 광 빔이 광 디스크(5)의 기록면에 집점 상태일 때에, 홀로그램 소자(2)의 분할 영역(2a)에서 회절된 귀환광이 분할선(7y) 상에 빔 P1을 형성하고, 분할 영역(2c, 2b)에서 회절된 귀환광이 각각 수광 영역(7d, 7c) 상에 빔 P2, P3을 형성하도록 배치되어 있다.

그리고, 수광 영역(7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f)의 출력 신호를 각각 Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf로 할 때에, 포커스 오차 신호 FES는 (Sa+Sf)-(Sb+Se)의 연산으로 구해진다. 이에 따라, FES 곡선의 형상이 다층 기록층에 알맞은 것으로 보정된다.

도 13의 (a) 내지 도 13의 (e)를 이용하여, FES에 관한 수광 영역(7a, 7b, 7e, 7f) 및 빔 P1에 대해서만 상세히 설명한다. 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 집점 상태일 때에는, 포커스용 귀환광 P1은 분할선(7y) 상에 집광된다. 빔 P1은 광 디스크(5)가 멀어진 경우에는 도 13의 (b)에, 근접한 경우에는 도 13의 (d)에 각각 도시한 바와 같이, 어느 한쪽의 수광 영역(7b 또는 7a)으로 넓어진다. 또한, 광 디스크(5)가 멀어지거나, 근접하거나 하면, 도 13의 (c) 및 도 13의 (e)에 도시한 바와 같이 출사된 광은, 각각 수광 영역(7f, 7e)으로 입사한다.

도 14는 이 포커스 오차 신호 FES(=(Sa+Sf)-(Sb+Se))의 곡선(실선으로 나타낸다)를 나타낸 도면이다. 점선으로 나타낸 보조 수광 영역(7e, 7f)이 없는 경우의 포커스 오차 신호 FES(-(Sa-Sb))에 비교하여, FES 인입(pull-in) 범위 -d1∼+d1을 초과한 영역에서, 완만하게 0에 수속하고 있는 것을 급격하게 0에 수속시킬 수 있다. 이 경우, 층간 거리가 예를 들면 d2의 2층 디스크(5)를 재생한 경우, FES 곡선은, 도 15와 같이 되어 FES 오프셋이 충분히 작은 독립된 2개(2층)의 FES 곡선이 얻어지기 때문에, 정상적인 포커스 서보를 행할 수 있다.

그러나, 픽업 장치를 조립할 때에는, 당연히 조립 오차가 존재하고, 이상적으로 조립된 경우에는, 상기한 바와 같이, 인접 기록 재생층으로부터의 귀환광에 의한 포커스 오차 신호의 오프셋을 삭제하는 것이 가능하지만, 오차가 발생한 경우에는, 포커스 동작시킨 경우의 수광 소자에의 귀환광의 형상이 변화하여, 포커스 오차 신호의 보정량이 다르고, 복수의 기록 재생층을 갖는 광 디스크를 기록 재생할 때에, 양호한 FES 곡선을 얻을 수 없게 된다.

그래서 본 출원인은, 앞에서 특개평10-222867호(공개일 1998년 8월 21일)에 있어서, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 보조 수광 영역의 형상을 최적화하고, 픽업 장치 조립 시에 조립 오차가 발생하더라도, 복수의 기록 재생층을 갖는 광 디스크에 대해, 정확한 기록 재생 동작이 가능한 광 픽업을 제안하였다.

특개평10-222867호의 픽업 장치는, 구성은 동일하지만, 보조 수광 영역의 형상을 최적화하고, x방향의 폭을 규정하고 있는 점에서 다르다.

이하, 우선, 상술한 종래의 픽업 장치(특개평9-161282호 공보)에 있어서, 조립 시의 오차에 의해 생기는 FES 곡선의 교란에 대해 설명한다.

특히, 조립 시에, 도 12의 홀로그램 소자(2)가 반도체 레이저(1)와 콜리메이터 렌즈(3)로 정해지는 광축에 대해, +X 방향으로 어긋나 조정된 경우의 FES 곡선을 도 16에 도시한다. 이 경우, 크게 디포커스 상태가 된 경우에 먼 측(+d2 부근)에서 큰 피크가 생기게 된다. 이 상태에서, 예를 들면, 층간 거리 d2의 2층 디스크를 재생하는 경우, FES에 Δd1의 FES 오프셋이 발생하여, 정확한 집점 상태를 얻을 수 없다.

통상, 홀로그램 소자의 위치 어긋남, 각 부품 공차나 레이저 파장의 어긋남 등에 따라 발생하는 FES 오프셋은 홀로그램 소자(2)의 회전 조정에 의해 0으로 조정하고 있기 때문에, 1층 디스크에서는 문제가 없지만, 크게 디포커스 상태가 될 때의 빔 형상의 변화는 이상 상태와 다르기 때문에, 이러한 FES 교란이 생긴다.

이 경우의 빔 형상 변화에 대해 도 17의 (a) 내지 도 17의 (e)를 이용하여 설명한다. 분할선(2g)이 +x 방향으로 어긋난 경우, 크게 디포커스한 상태에서의 귀환광은, 도 17의 (c) 및 도 17의 (e)에 도시한 바와 같이, 분할선(7y)으로부터 출사되어, 각각 수광 영역(7a, 7b) 측으로 넓어진다. 특히, 디포커스 방향이 먼 측에서의 확장이 증가해서(도 17의 (c)), 조립 오차가 없으면 귀환광이 입사하지 않는 수광 영역(7a)으로, 귀환광이 입사하게 된다. 증가분을 ΔSa로 하면, FES= (Sa+Sf)-(Sb+Se)로 연산되는 포커스 오차 신호는,

FES= (Sa+Sf)-(Sb+Se)

= ΔSa

= Δd1

로 되어 교란이 생긴다.

또한, 반대로 홀로그램 소자(2)의 분할선(2g)이 -x방향으로 어긋난 경우에대해서도 설명한다. 크게 디포커스한 상태에서의 귀환광은, 도 18의 (a)∼도 18의 (e)에 도시한 바와 같이, 분할선(7y)으로부터 멀어져 가는 방향으로 커진다. 분할선(2g)의 위치 어긋남이 없으면, 예를 들면, 도 13의 (c)의 상태에서는, 수광 영역(7y) 전체에 귀환광이 입사하는데 대해 위치 어긋남이 있으면, 도 18의 (c)와 같이, 수광 영역(7b)에의 귀환광이 감소한다. 감소분을 ΔSb로 하면, FES= (Sa+Sf)-(Sb+Se)로 연산되는 포커스 오차 신호는,

FES=(Sa+Sf)-(Sb+Se)

= ΔSb

= Δd1'

로 되어 교란이 생긴다.

상술한 특개평10-222867호에서는, 이 문제의 해결책으로서, 보조 수광 영역의 면적을 작게 하는 방법을 이용하고 있다. 보조 수광 영역(7e, 7f)의 폭을 작게 한 경우, FES는 도 19에 실선으로 나타낸 곡선을 그린다. 또한, 조립 오차가 있는 경우, FES는 도 20에 실선으로 나타낸 곡선을 그린다. 도 20과 도 16과의 비교로부터 알 수 있듯이, 보조 수광 영역(7e 및 7f)의 폭을 작게 하면, 홀로그램 소자의 위치 어긋남이 있는 경우에, 발생하는 먼 측에서의 피크 Δd1은 작아진다.

그러나, 이 경우, 이상과 같이 조립된 때에, FES의 보정량이 작기 때문에, 보조 수광 영역(7e, 7f)의 폭이 큰 경우(도 14)의 FES(일점 쇄선)에 비교하여 FES의 하강이 완만하게 되어, 예를 들면, 디포커스 위치 +d2에 있어서는, Δd2라는 약간의 포커스 오프셋이 발생하게 된다(도 19).

이와 같이, 이상의 예에서는, 디포커스 상태 검출용으로 설치된 보조 수광 영역이 주 수광 영역에 형성된 분할선에 대해 대칭인 위치로서, 또한 상기 주 수광 영역의 외측에 형성되어 있는 것이 기인으로 되어, 조립 오차가 있는 경우와, 조립 오차가 없는 경우 중 어느 한쪽에 있어서만, 양호한 FES 곡선을 얻을 수 있었다.

본 발명의 목적은, 다층 디스크의 FES 곡선을 개선하는 것으로, 특히, 각 기록 재생층간의 거리가 작은 다층 디스크에서도, 각층으로부터의 FES 곡선이 간섭하지 않고(오프셋이 발생하지 않고), 조립 오차가 있더라도, 교란이 적은 FES를 생성할 수 있고, 또한 빔간격이 좁은 복수 빔 광학계에도 적용 가능한 광 픽업 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 광 픽업 장치는, 상기한 목적을 달성하기 위해,

광원과,

상기 광원으로부터의 출사광을 기록 매체 상에 집광시킴과 함께 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 수광 소자로 유도하는 광학계와,

상기 귀환광을 검출하는 수광 소자를 포함하고,

상기 수광 소자는,

분할선에 의해 분할되고, 상기 기록 매체 상에서의 상기 출사광의 포커스 어긋남에 따른 귀환광을 수광하는 적어도 2개의 주 수광 영역과,

디포커스 상태가 된 경우에, 상기 적어도 2개의 주 수광 영역으로부터 비어져 나온(초과한) 귀환광을 검출하는 보조 수광 영역을 포함하고,

상기 보조 수광 영역은, 2개의 주 수광 영역에 대해 분할선 방향의 외측으로 인접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따르면, 인입 범위를 초과한 디포커스 영역에서의 FES 곡선을 개선할 수 있고, 각 기록 재생층 사이의 거리가 작은 다층광 디스크에서도, 각 층으로부터의 FES 곡선이 간섭하지 않고(오프셋이 발생하지 않고), 조립 오차가 있는 경우에서도 교란이 적은 FES를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 구성은, 빔 간격이 좁은 복수빔 광학계에도 적용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은, 이하에 나타낸 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은, 첨부 도면을 참조한 다음 설명에서 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 픽업 장치의 광학계의 개략 구성도.

도 2의 (a)는 도 1의 수광 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도.

도 2의 (b)는 도 1의 홀로그램 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도.

도 3의 (a) 내지 도 3의 (e)는 도 1의 수광 소자의 형상 및 조립 오차가 없는 경우의 수광 상태를 나타낸 설명도.

도 4는 도 1에 도시한 광 픽업에 있어서의 FES 곡선을 나타낸 그래프.

도 5의 (a) 내지 도 5의 (e)는 도 1에 도시한 광 픽업 장치에 있어서, +x 방향으로 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 수광 소자의 수광 상태를 나타낸 설명도.

도 6의 (a) 내지 도 6의 (e)는 도 1에 도시한 광 픽업 장치에 있어서, -x 방향으로 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 수광 소자의 수광 상태를 나타낸 설명도.

도 7은 도 1에 도시한 광 픽업 장치의 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 FES 곡선을 나타낸 그래프.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 픽업 장치의 광학계를 나타낸 개략구성도.

도 9의 (a)는 도 8의 수광 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도.

도 9의 (b)는 도 8의 홀로그램 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도.

도 10은 복수 빔의 배치를 나타낸 설명도.

도 11은 종래의 광 픽업 장치의 광학계를 나타낸 개략 구성도.

도 12의 (a)는 도 11의 수광 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도.

도 12의 (b)는 도 11의 홀로그램 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도.

도 13의 (a) 내지 도 13의 (e)는, 도 11의 수광 소자의 형상 및 조립 오차가 없는 경우의 수광 상태를 나타낸 설명도.

도 14는 종래의 광 픽업에 있어서의 FES 곡선을 나타낸 그래프.

도 15는 종래의 광 픽업에 있어서의 2층 디스크의 FES 곡선을 나타낸 그래프.

도 16은 종래의 광 픽업 장치에 있어서의 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 FES 곡선을 나타낸 그래프.

도 17의 (a) 내지 도 17의 (e)는 종래의 광 픽업 장치에 있어서, +x 방향으로 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 수광 소자의 수광 상태를 나타낸 설명도.

도 18의 (a) 내지 도 18의 (e)는 종래의 광 픽업 장치에 있어서, -x 방향으로 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 수광 소자의 수광 상태를 나타낸 설명도.

도 19는 종래의 광 픽업 장치에 있어서의 FES 곡선을 나타낸 그래프.

도 20은 상기한 광 픽업 장치에 있어서 홀로그램 소자가 어긋난 경우의 FES 곡선을 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반도체 레이저

2 : 홀로그램 소자

3 : 콜리메이터 렌즈

4 : 대물 렌즈

5 : 광 디스크

7 : 수광 소자

7a 내지 7j : 수광 영역

7y : 분할선

10 : 연산 수단

〔실시예 1〕

본 발명의 한 실시예에 대해 도 1 내지 도 7에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 광 픽업은, 광원으로서의 반도체 레이저(1)와, 홀로그램 소자(2)와, 콜리메이터 렌즈(3)와, 대물 렌즈(4)와, 수광 소자(7)를 포함하고 있다. 반도체 레이저(1)로부터의 출사광은, 홀로그램 소자(2)를 통과하고, 콜리메이터 렌즈(3) 및 대물 렌즈(4)를 통해 광 디스크(5)에 집광된다. 그 귀환광은, 대물 렌즈(4) 및 콜리메이터 렌즈(3)를 통해 홀로그램 소자(2)로 유도된다.

도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 홀로그램 소자(2)는 광 디스크(5)의 방사 방향으로 대응하는 y방향으로 연장되는 분할선(2g)과, 이 분할선(2g)의 중심으로부터 광 디스크(5)의 방사 방향과 직교하는 x방향, 즉 광 디스크(5)의 트랙 방향으로 대응하는 방향으로 연장되는 분할선(2h)에 의해 3개의 분할 영역(2a, 2b, 2c)으로 분할되어 있다.

도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 수광 소자(7)는 광 디스크(5)의 트랙 방향으로 대응하는 x방향으로 배열된 4개의 직사각형의 수광 영역(7a, 7b, 7c, 7d)으로 분할된 영역을 갖고 있다. 중앙의 수광 영역(7a, 7b: 포커스용의 수광 영역)은 광 디스크(5)의 방사 방향에 대응하는 y방향으로 연장되는 분할선(7y)에 의해 분할되어 있다. 또한, 수광 영역(7a, 7b)의 분할선 방향의 외측에 인접하여 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j)이 배치되어 있다.

수광 영역(7a, 7b, 7c, 7d)은 광 빔이 광 디스크(5)에 집점 상태일 때에, 홀로그램 소자(2)의 분할 영역(2a)에서 회절된 귀환광이 분할선(7y) 상에 빔 P1로서 집광되고, 분할 영역(2b, 2c)에서 회절된 귀환광이 각각 수광 영역(7c, 7d) 상에 빔 P3, P2로서 집광되도록 배치되어 있다.

수광 영역(7a, 7b, 7c, 7d) 및 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j)의 출력을 각각 Sa, Sb, Sc, Sd, Sg, Sh, Si, Sj로 하면, 포커스 오차 신호 FES는, 도 1에 도시한 연산부(10: 연산 수단)가, (Sa+Sh+Sj)-(Sb+Sg+Si)를 연산함으로써 구해진다.

도 12의 (a) 및 도 12의 (b)에 도시한 상술한 종래의 구성에서는, 보조 수광 영역을 분할선에 직교하는 방향으로 배치하고 있었지만, 본 실시예의 구성에서는, 보조 수광 영역은 분할선에 따라서, 중앙의 포커스용의 수광 영역(7a, 7b)의 외측에 설치되어 있다. 이 구성에 있어서도, 종래 예에서 설명한 것과 마찬가지의 FES 곡선 보정을 행한다.

다음에, 도 3의 (a)∼도 3의 (e)를 참조하고, 포커스 오차 신호 FES에 관련하는 수광 영역(7a, 7b), 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j) 및 빔 P1에 대해 이하에 상세히 설명한다.

집점 상태(도 3의 (a))일 때에는, 상기 도면에 도시한 바와 같이 포커스용 귀환광 P1이 집광됨과 함께, 도 2의 (a)에 도시한 트랙킹용 귀환광 P2, P3도 집광되어 있다. 한편, 빔 P1은 광 디스크(5)가 멀어진 경우에는 도 3의 (b)에, 근접한 경우에는 도 3의 (d)에, 각각 도시한 바와 같이, 어느 한쪽의 수광 영역(7a, 7b)으로 넓어진다. 또한 광 디스크(5)가 멀어져 가면, 도 3의 (c) 또는 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이, 수광 영역(7a 또는 7b)으로부터 비어져 나온(초과한) 광은, 각각 보조 수광 영역(7i, 7g 또는 7h, 7j)에 입사한다.

상기한 구성에 있어서, FES=(Sa+Sh+Sj)-(Sb+Sg+Si)는, 도 4에 실선으로 나타낸 바와 같은 곡선을 그린다. 또한, 본 실시예의 구성으로부터 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j)을 생략한 경우, FES₁=(Sa-Sb)는, 도 4에 점선으로 나타낸 바와 같은 곡선을 그린다. FES와 FES₁과의 비교로부터 알 수 있듯이, 본 실시예의 구성에 따르면, 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j) 이 없는 경우에 비교하여, 포커스 오차 신호 FES를 급격하게 0에 수속시킬 수 있다.

본원의 구성에 따르면, 예를 들면, 층간 거리가 d2의 2층 디스크를 이용하여 재생한 경우, 도 15에 도시한 종래의 구성과 마찬가지로, FES 오프셋이 충분히 작은 독립된 2개(층)의 FES 곡선이 얻어지기 때문에, 정상적인 포커스 서보를 행하는 것이 가능하다.

즉, 본 실시예의 구성에 따르면, 다층 디스크 내의 1개의 기록 재생층을 재생한 경우에, 다른 기록 재생층으로부터의 반사광, 즉 크게 디포커스 상태의 귀환광만을 수광하는 보조 수광 영역을 설치하고, 그 형상을 최적화함으로써 보조 수광 영역으로부터의 신호(비기록 재생층으로부터의 신호)를 이용하여, 재생층의 FES 오프셋을 보정할 수 있다.

이러한 특성은, 종래 예에서 나타낸 광 픽업과 마찬가지이지만, 본 실시예에서는, 홀로그램 소자에 위치 어긋남이 생긴 경우에도, FES에 교란이 발생하지 않아 정상적인 특성을 유지할 수 있다. 이 구성을, 도 5의 (a)∼도 7을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.

앞에서, 도 17의 (a)∼도 17의 (e)를 참조하여 설명한 바와 같이, 분할선(2g)이 +x 방향으로 어긋난 경우, 수광 영역(7a, 7b) 및 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j)과 빔 P1과의 관계는, 도 5의 (a)∼도 5의 (e)에 도시한 바와 같이 된다. 즉, 크게 디포커스한 상태에서의 귀환광은, 도 5의 (c) 및 도 5의 (e)에 도시한 바와 같이, 분할선(7y)으로부터 비어져 나오도록(초과하도록) 커진다. 분할선(2g)의 위치 어긋남이 없으면 (예를 들면 도 3이 (c)의 상태) 수광 영역(7a)에 귀환광이 입사하지 않지만, 위치 어긋남이 있으면 수광 영역(7a)으로 귀환광이 입사하게 된다(도 5의 (c)). 그러나, 동시에 보조 수광 영역(7g, 7i)에도 귀환광이 입사하므로 FES=(Sa+Sh+Sj)-(Sb+Sg+Si)로 연산되는 포커스 오차 신호에서는 수광 영역(7a)으로 출사된 광의 영향이 7g, 7i로 출사된 광의 영향에 의해 상쇄되어 도 16에서 도시한 바와 같은 큰 FES의 교란은 발생하지 않는다.

또한, 반대로 홀로그램 소자(2)의 분할선(2g)이 -x 방향으로 어긋난 경우에 대해서도 설명한다. 이 경우, 수광 영역(7a, 7b) 및 보조 수광 영역(7g, 7h, 7i, 7j)과 빔 P1과의 관계는, 도 6의 (a)∼도 6의 (e)에 도시한 바와 같이 된다.

즉, 크게 디포커스한 상태에서의 귀환광은, 도 6의 (c) 및 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 분할선(7y)으로부터 멀어져 가는 방향으로 넓어진다. 분할선(2g)의 위치 어긋남이 없으면, 예를 들면, 도 3의 (c)의 상태에서는, 수광 영역(7b) 전체에 귀환광이 입사한다. 이에 대해, 위치 어긋남이 생긴 경우, 도 6의 (c)와 같이 수광 영역(7b)으로의 귀환광이 감소해 간다. 그러나, 동시에, 보조 수광 영역(7h, 7j)에의 입사광도 감소하므로 FES=(Sa+Sh+Sj)-(Sb+Sg+Si)로 연산되는 포커스 오차 신호에서는, 7b의 광량 감소의 영향이 7h, 7j로의 광량 감소의 영향에 의해 캔슬되어 도 16에서 도시한 바와 같은 큰 FES의 교란은 발생하지 않는다.

또, 보조 수광 영역(7g∼7j)은, 도 2의 (a)에 도시한 구성에 한하지 않고, 조립 오차에 의해 상기 주 수광 영역에서의 수광량에 변화가 생길 때에, 그 변화를 보상할 수 있는(상쇄할 수 있는) 형상 및 배치로 형성되면 좋다.

본 실시예에서는, 보조 수광 영역을 주 수광 영역의 분할선 방향의 양측에 설치한 구성으로 하였지만, 한 쪽에 설치한 구성에서도 마찬가지의 효과를 얻을 수있다.

또한, 보조 수광 영역(7g∼7j) 및 주 수광 영역(7a, 7b)은 상술한 모든 배치의 경우 모두, 원하는 디포커스량일 때에 FES가 0으로 감소하도록 구성되어 있다. 즉, 주 수광 영역(7a, 7b) 및 보조 수광 영역(7g∼7j)은 주 수광 영역(7a, 7b)에 의한 포커스 오차 신호를 보조 수광 영역(7g∼7j)에 의해 보정할 수 있도록, 그 형상(폭, 길이 등) 및 배치가 결정된다. 이에 따라, 다층의 광 디스크의 기록 재생면의 간격에 맞추어, 각 기록 재생면에서의 FES가 간섭하지 않도록 설정할 수 있다.

또한, 보조 수광 영역(7g∼7j)으로부터의 출력을, 주 수광 영역(7a, 7b)에 대해, 일정한 비율로 증폭(혹은 감쇠)하여 상술한 연산을 행하고, 포커스 오차 신호를 생성하여도 좋다. 이와 같이 하면, 보조 수광 영역(7g∼7j)의 배치의 자유도가 향상한다.

또한, 여기서는, 싱글 나이프-엣지법(single knife-edge method)에 의해 포커스 오차 신호를 얻는 경우에 대해 설명하였지만, 본 실시예의 개념은, 빔 사이즈법(beam size method)에 의해 포커스 오차 신호를 얻는 경우에도 적용 가능하다.

또, 트랙킹 오차 신호 TES는 푸시-풀법(push-pull method)으로 (Sc-Sd)의 연산으로 구할 수 있다. 또한, 피트 신호가 기록된 디스크이면, Sc와 Sd와의 피트 변조 신호의 시간적어긋남(위상차)을 비교함으로써, 위상차(DPD)법에 의한 TES의 취득도 가능하다.

〔실시예 2〕

본 발명의 다른 실시예에 대해 도 8 내지 도 9의 (b)에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.

도 8은, 본 실시예에 따른 광 픽업의 광학계를 나타낸 개략 구성도이다. 도 9의 (a)는, 도 8의 수광 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도이다. 도 9의 (b)는, 도 8의 홀로그램 소자의 형상 및 배치를 나타낸 설명도이다.

본 실시예의 광 픽업은 홀로그램 소자(2)와 반도체 레이저(1) 사이에 회절 격자(6: 복수 빔 생성 수단)가 배치되어 있고, 광원으로부터의 출사광을 복수빔으로 분할하도록 구성되어 있다. 그 밖의 구성에 대해서는, 본 광 픽업은 상술한 실시예 1에 따른 광 픽업 장치와 마찬가지의 구성을 갖도록 한다.

광원으로부터의 출사광을 복수빔으로 분할하는 목적으로서는, 3빔법에 의한 TES를 얻고 싶은 경우나, 고속 재생을 위해 3빔 이상의 복수빔을 인접 트랙에 병렬로 집광시켜서, 동시에 복수 트랙의 신호의 판독하고자 하는 경우 등이 있다(도 10). 도 8에 도시한 광 픽업은, 회절 격자(6)에 의해 0차 회절광(주 빔)과, ±1차광, ±2차광(서브빔)의 계 5개의 빔을 발생시켜서 동시에 5트랙을 재생할 수 있도록 구성되어 있다.

광 디스크(5)로부터의 귀환광은, 홀로그램 소자(2)로 회절되어, 회절 격자(6)를 회피하여 수광 소자(8)로 유도된다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 수광 소자(8)는 광 디스크(5)의 방사 방향으로 대응하는 y방향으로 연장되는 분할선(8y)에 의해 분할된 수광 영역(8a, 8b: 포커스용의 수광 영역)과, 분할선 방향의 외측에 인접하여 배치된 보조 수광 영역(8e, 8f, 8g, 8h)을 포함하고 있다. 또한, y방향의 양측에는 수광 영역(8c, 8d: 트랙킹용의 수광 영역)을 구비하고, 또한, x방향으로는 고차의 회절빔을 수광하기 위한 수광 영역(8i, 8j 및 8k, 8l)이 배열되어 있다. 0차 회절광(주 빔)에 대해서는, 중앙의 수광 영역(8a, 8b)의 분할선상(8y) 상에, 홀로그램 소자(2)의 분할 영역(2a)에서 회절된 귀환광이 빔 P1을 형성하고, 분할 영역(2c, 2b)에서 회절된 귀환광이 각각 수광 영역(8c, 8d) 상에 빔 P3, P2를 형성하고 있다.

또한, 서브 빔에 대해서는, P1의 +1차광 Q1,-1차광 S1, +2차광 R1,-2차 광 T1이 각각 수광 영역(8i, 8k, 8j, 8l)에 입사한다(P2, P3에 대해서도 동일).

수광 영역(8a∼8l)의 출력 신호를 각각 Sa∼Sl로 할 때, 포커스 오차 신호 FES를 (Sa+Sf+Sh)-(Sb+Se+Sg)의 연산으로 구한다. 즉, 여기서는, 포커스 오차 신호 FES는 0차 회절광만에 기초하여 생성한다. TES에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이다. 또한, 각 트랙의 재생 신호로서, (Sa+Sb+Sc+Sd+Se+Sf+Sg+Sh), Si, Sj, Sk, Sl의 5개의 신호를 이용한다.

FES는, 실시예 1과 마찬가지로 배치된 보조 수광 영역(8e∼8h)을 이용하여 생성하기 때문에, 광 디스크가 다층의 기록 재생층을 지니고, 각 기록 재생층 사이의 거리가 작은 구성에서도, 각층으로부터의 FES 곡선이 간섭하지 않고 (오프셋이 발생하지 않고), 조립 오차가 있는 경우에도 교란이 적은 포커스 오차 신호 FES를 생성할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 보조 수광 영역을 분할선 방향의 외측에만 설치하였기 때문에, 종래와 같이 x방향으로 설치한 경우에 비교하여, 실질적인 수광 영역 폭을 작게 하는 것이 가능하기(주 수광 영역 8a, 8b의 폭을 크게 할 수 있기)때문에, 서브빔 사이의 거리가 작아도 정상적인 FES 특성을 갖는 복수빔 픽업을 구성하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 복수 빔 생성 수단으로서 회절 격자를 이용하였지만, 특히 이것에 한정할 필요는 없고, 복수의 반도체 레이저 칩을 동일 패키지에 근접하여 배치하거나, 모노리식 레이저 어레이 등을 이용한 복수 레이저 픽업에도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 회절 격자(6)에 의해 생성한 복수빔 중의 0차광을 이용하여 포커스 오차 신호의 생성을 행하였지만, 1차광을 이용하여도 좋다. 또한, 각 빔 전부에 대해 포커스 오차 신호의 생성·검출을 행하는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 회절 격자를 이용하여 생성한 복수빔 뿐만 아니라, 복수의 반도체 레이저로부터의 복수빔이나 복수의 발광점을 갖는 멀티 레이저에 의한 복수빔에 대해서도, 본 실시예의 광 픽업을 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 복수빔 내의 1개만에 대해, 포커스 오차 신호를 생성하여도 좋고, 복수 빔 각각에 대해, 포커스 오차 신호를 생성하여도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 인입 범위를 넘은 디포커스 영역에서의 FES 곡선을 개선할 수 있어, 각 기록 재생층 사이의 거리가 작은 다층 광 디스크에서도, 각층으로부터의 FES 곡선이 간섭하지 않고(오프셋이 발생하지 않고), 조립 오차가 있는 경우에서도 교란이 적은 FES를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 구성은, 빔 간격이 좁은 복수 빔 광학계에도 적용할 수 있다.

발명의 상세한 설명의 항에 있어서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것으로, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 되는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서, 여러가지로 변경하여 실시하는 것이 가능한 것이다.

Claims

광 픽업 장치에 있어서,

광원과,

상기 광원으로부터의 출사광을 기록 매체 상에 집광시킴과 동시에 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 수광 소자에 유도하는 광학계와,

상기 귀환광을 검출하는 수광 소자

를 포함하되,

상기 수광 소자는,

분할선에 의해 분할되고, 상기 기록 매체 상에서의 상기 출사광의 포커스 어긋남에 따른 귀환광을 수광하는 적어도 2개의 주 수광 영역과,

디포커스 상태가 된 경우에, 상기 적어도 2개의 주 수광 영역으로부터 비어져 나온(초과한) 귀환광을 검출하는 보조 수광 영역을 포함하며,

상기 보조 수광 영역은, 2개의 주 수광 영역에 대해 분할선 방향으로 외측에 인접하여 배치되어 있는 광 픽업 장치.
제1항에 있어서, 상기 보조 수광 영역은, 상기 주 수광 영역의 분할선에 대해 대칭인 위치에 배치된 2 또는 4개의 수광 영역으로 구성되어 있는 광 픽업 장치.
제1항에 있어서,

상기 보조 수광 영역은, 상기 분할선에 대해 한쪽 측에 형성된 제1 수광 영역과, 상기 분할선에 대해 다른쪽 측에 형성된 제2 수광 영역을 가지며,

상기 분할선에 대해 한쪽 측에 있는 주 수광 영역으로부터의 출력에 상기 제2 수광 영역으로부터의 출력을 더한 신호와, 상기 분할선에 대해 다른쪽 측에 있는 주 수광 영역으로부터의 출력에 상기 제1 수광 영역으로부터의 출력을 더한 신호와의 차를 취함으로써 포커스 오차 신호를 생성하는 연산 수단을 포함하는 광 픽업 장치.
제1항에 있어서, 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 회절하여 상기 수광 소자로 유도하고, 회절 방향과 거의 직교하는 방향의 분할선에 의해 적어도 2개의 영역으로 분할된 회절 소자를 포함하며, 적어도 1개의 영역으로부터의 회절광에 기초하여 포커스 오차 신호를 생성하는 광 픽업 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 또는 상기 광학계는, 상기 기록 매체 상의 복수의 트랙을 동시에 재생하기 위한 복수의 광 빔을 생성하는 복수 빔 생성 수단을 갖는 광 픽업 장치.
제5항에 있어서, 상기 복수빔 생성 수단이 회절 격자인 광 픽업 장치.
제5항에 있어서, 상기 주 수광 영역 및 상기 보조 수광 영역에는, 상기 복수의 광 빔 중의 1개의 광 빔만이 입사하도록 형성되어 있는 광 픽업 장치.
광 픽업 장치에 있어서,

광원과,

상기 광원으로부터의 출사광을 기록 매체 상에 집광시킴과 동시에 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 수광 소자로 유도하는 광학계와,

상기 귀환광을 검출하는 수광 소자

를 포함하되,

상기 수광 소자는,

분할선에 의해 분할되고, 상기 기록 매체 상에서의 상기 출사광의 포커스 어긋남에 따른 귀환광을 수광하는 적어도 2개의 주 수광 영역과,

디포커스 상태가 된 경우에, 상기 적어도 2개의 주 수광 영역으로부터 비어져 나온(초과한) 귀환광을 검출하는 보조 수광 영역을 포함하며,

상기 보조 수광 영역은, 조립 오차에 의해 상기 주 수광 영역에서의 수광량에 변화가 생길 때에, 그 변화를 보상할 수 있는 형상 및 배치로써 형성되어 있는 광 픽업 장치.
제8항에 있어서, 상기 보조 수광 영역은, 상기 주 수광 영역의 분할선 방향으로 외측에 상기 분할선에 대해 대칭인 위치에 배치된 2 또는 4개의 수광 영역으로 구성되어 있는 광 픽업 장치.
제8항에 있어서,

상기 보조 수광 영역은, 상기 분할선에 대해 한쪽 측에 형성된 제1 수광 영역과, 상기 분할선에 대해 다른쪽 측에 형성된 제2 수광 영역을 가지며,

상기 분할선에 대해 한쪽 측에 있는 주 수광 영역으로부터의 출력에 상기 제2 수광 영역으로부터의 출력을 더한 신호와, 상기 분할선에 대해 다른쪽 측에 있는 주 수광 영역으로부터의 출력에 상기 제1 수광 영역으로부터의 출력을 더한 신호와의 차를 취함으로써 포커스 오차 신호를 생성하는 연산 수단을 포함하는 광 픽업 장치.
제8항에 있어서, 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 회절하여 상기 수광 소자로 유도하고, 회절 방향과 거의 직교하는 방향의 분할선에 의해 적어도 2개의 영역으로 분할된 회절 소자를 포함하며, 적어도 1개의 영역으로부터의 회절광에 기초하여 포커스 오차 신호를 생성하는 광 픽업 장치.
제8항에 있어서, 상기 광원 또는 상기 광학계는, 상기 기록 매체 상의 복수의 트랙을 동시에 재생하기 위한 복수의 광 빔을 생성하는 복수빔 생성 수단을 갖는 광 픽업 장치.
제12항에 있어서, 상기 주 수광 영역 및 상기 보조 수광 영역에는, 상기 복수의 광 빔 중 1개의 광 빔만이 입사하도록 형성되어 있는 광 픽업 장치.
광 픽업 장치에 있어서,

광원과,

상기 광원으로부터의 출사광을 다층의 기록 재생층을 갖는 기록 매체 상에 집광시킴과 동시에 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 수광 소자로 유도하는 광학계와,

상기 귀환광을 검출하는 수광 소자

를 포함하되,

상기 수광 소자는,

분할선에 의해 분할되고, 상기 기록 매체 상에서의 상기 출사광의 포커스 어긋남에 따른 귀환광을 수광하는 적어도 2개의 주 수광 영역과,

하나의 기록 재생층의 재생 시에, 다른 기록 재생층으로부터의 반사광만을 수광하여, 포커스 오차 신호의 보정 부분을 출력하는 보조 수광 영역을 포함하며,

상기 보조 수광 영역은, 2개의 주 수광 영역에 대해 분할선 방향으로 외측에 인접하여 배치되어 있는 광 픽업 장치.
제14항에 있어서, 상기 보조 수광 영역은, 상기 다른 기록 재생층으로부터의 반사광이 상기 주 수광 영역에 입사함으로써 발생하는 오프셋을 보정하도록 형상및 배치가 결정되는 광 픽업 장치.
제14항에 있어서, 상기 보조 수광 영역은, 상기 주 수광 영역의 분할선에 대해 대칭인 위치에 배치된 2 또는 4개의 수광 영역으로 구성되는 광 픽업 장치.
제14항에 있어서,

상기 보조 수광 영역은, 상기 분할선에 대해 한쪽 측에 형성된 제1 수광 영역과, 상기 분할선에 대해 다른쪽 측에 형성된 제2 수광 영역을 가지며,

상기 분할선에 대해 한쪽 측에 있는 주 수광 영역으로부터의 출력에 상기 제2 수광 영역으로부터의 출력을 더한 신호와, 상기 분할선에 대해 다른쪽 측에 있는 주 수광 영역으로부터의 출력에 상기 제1 수광 영역으로부터의 출력을 더한 신호와의 차를 취함으로써 포커스 오차 신호를 생성하는 연산 수단을 포함하는 광 픽업 장치.
제14항에 있어서, 상기 기록 매체로부터의 귀환광을 회절하여 상기 수광 소자로 유도하고, 회절 방향과 거의 직교하는 방향의 분할선에 의해 적어도 2개의 영역으로 분할된 회절 소자를 포함하며, 적어도 1개의 영역으로부터의 회절광에 기초하여 포커스 오차 신호를 생성하는 광 픽업 장치.
제14항에 있어서, 상기 광원 또는 상기 광학계는, 상기 기록 매체 상의 복수의 트랙을 동시에 재생하기 위한 복수의 광 빔을 생성하는 복수빔 생성 수단을 갖는 광 픽업 장치.
제19항에 있어서, 상기 주 수광 영역 및 상기 보조 수광 영역에는, 상기 복수의 광 빔 중 1개의 광 빔만이 입사하도록 형성되어 있는 광 픽업 장치.