KR100424837B1 - 광 픽업 장치 - Google Patents

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KR100424837B1
KR100424837B1 KR10-2001-0031330A KR20010031330A KR100424837B1 KR 100424837 B1 KR100424837 B1 KR 100424837B1 KR 20010031330 A KR20010031330 A KR 20010031330A KR 100424837 B1 KR100424837 B1 KR 100424837B1
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

저렴한 편광 분리 프리즘 재료를 이용하고, 안정되게 신호광을 검출할 수 있는 소형의 3 비임 방식의 광 픽업 장치를 얻을 수 있다. 이 광 픽업 장치로는, 광학 소자(5)가 포함된다. 광학 소자(5)는, 제1 부재(20), 제2 부재(19) 및 제3 부재(21)를 포함하고, 반도체 레이저(1)로부터의 빛을 반사하여 컬리메이트 렌즈(8) 측로 유도하는 동시에, MO 디스크(10)에서 반사한 빛을 투과하여 광 검출기(4)로 유도하는 제1 경계면(17)과, 제1 경계면(1)을 투과한 빛의 편광을 분리하는 제2 경계면(18)을 가진다.

Description

광 픽업 장치{OPTICAL PICKUP APPARATUS}
본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것으로, 특히 광자기 디스크 장치에 이용되는 광 픽업 장치에 관한 것이다.
최근, 음성, 화상 및 문서 등의 데이터를 반복 기록 재생할 수 있는 광자기 디스크 재생 장치가 개시되어 있다. 광 픽업 장치는 이 광자기 디스크 재생 장치의 기본적인 구성 요소로서, 그 소형화가 중요시되고 있다.
본 발명자들은, 일본 특허 공개 2001-034989호에 있어서, 소형화를 도모한 광 픽업 장치를 제안하고 있다.
도17을 참조하여, 일본 특허 공개 2001-034989호에 개시되어 있는 광 픽업 장치는, 광원(103)과, 광원(103)으로부터의 빛을 MO(Magneto - Optical) 디스크(110)로 집광하는 컬리메이트 렌즈(108) 및 대물 렌즈(109)와, MO 디스크(110)로부터의 반사광을 검출하는 광 검출기(124)와, 광원(103)으로부터 컬리메이트 렌즈(108)에 이르는 광로 상에 배치되고, 등방성 광학 부재(101) 및 이방성 광학 부재(102)로 구성되고, 광원(103)으로부터의 빛을 내부에서 반사하여 컬리메이트 렌즈(108)로 유도하는 동시에, MO 디스크(110)로부터의 반사광을 투과하는 광분기 기능을 가지는 광학 소자인 편광 분리 프리즘(105)을 포함한다.
등방성 광학 부재(101) 및 이방성 광학 부재(102)의 경계면(105a)이 반사광의 광축(114)에 대해서 45도 경사하도록, 등방성 광학 부재(101) 및 이방성 광학 부재(102)가 배치된다.
이에 의해 광원(103)으로부터의 빛(B1)의 진행 방향이 광축(114)과 평행으로되고, 또 반사면(101c)에서 반사한 빛(B2)의 진행 방향이 광축(114)과 수직으로 된다.
이 구성에서는, 이방성 광학 부재(102)로서, 예를 들면, 전기 화학적으로 안정되고, 굴절율 차가 크고, 양산 효과에 의해 저렴하게 입수할 수 있는 LiNbO3이, 등방성 광학 부재(101)로서, 굴절율이 높은 유리 재료로 저렴하게 입수할 수 있는 TaFD 30(HOYA 사제 광학 유리)이 각각 이용된다.
경계면(105a)을 투과한 빛은 수차를 가진다. 이 때문에, 광 검출기(124) 상에서의 스폿 형상은 도18에 도시한 바와 같이, 원래의 빛에 비해 확대한다. 경계면(105a)을 통과한 빛은, 상광선(R1) 및 이상광선(R2)으로 분리되지만, 상광선(R1)의 스폿 길이는, T1 방향이 80 ㎛, T1과 직교하는 방향이 100 ㎛로 된다. 이상광선(R2)의 스폿 길이는, T2 방향과 그 직교 방향이 동시에 60 ㎛로 된다. 여기서 T1 및 T2는 MO 디스크의 안내 홈에 대응하는 방향이다. 이 수차에 의해 확대한 비임을 4분할된 수광부(126)에서 검출함으로써 비점 수차법에 의거하는 포커스 서보가 행해지고, 비임을 2분할된 수광부(125)에서 검출함으로써 푸시풀법(1 비임법)에 의거하는 트래킹 서보가 행해진다.
일반적으로, 1 비임법에서는, 대물 렌즈(109)의 시프트시에 광 검출기(125) 상에 빛의 언밸런스(이하「레이디얼 오프셋」이라고 함)가 발생한다. 이 때문에 1 비임법을 실시할 때는, 레이디얼 오프셋의 억제 기술도 합쳐서 필요하게 된다. 그러나, 레이디얼 오프셋의 억제로는 고도한 기술을 요하기 때문에, 많은 메이커에 있어서 1 비임법의 채용을 경원하는 경향이 있어, 시장에서의 보급 효과가 작다.
이에 비해, 3 비임법에서는, 레이디얼 오프셋의 대책이 불필요하다. 이 때문에, 간단한 기술로 안정된 트래킹 서보가 가능해져, 광 픽업 장치의 보급 효과가 크다.
도19를 참조하여, 일반적인 3 비임방식의 광 픽업 장치에 있어서는 주비임 및 부비임의 간격을 도시한다. MO 디스크(131) 상에서의 접선 방향의 주비임 및 부비임의 간격을 17 ㎛이라고 하면, 광 검출기(132) 상의 주비임 및 부비임의 간격은, 컬리메이트 렌즈(133), 대물 렌즈(134)의 정수에 있어서 대략 50 내지 60 ㎛로되어 있다.
한편, 본 발명자들은, 별도의 시점으로부터, 소형화, 고집적화를 지목한 광 픽업 장치의 연구 개발을 진행하고 있고, 이미 일본 특허 공개 2000-348374호에 있어서, 이 광 픽업 장치를 제안하고 있다. 도20 및 도21을 이용하여, 이 광 픽업 장치의 구성을 설명한다. 이 광 픽업 장치는, 스템(111)과, 스템(111) 상에 설치된 광원인 반도체 레이저(103)와, 스템(111)을 덮는 캡(113)과, 캡(113) 상에 부착된 광투과성 기판(114)을 구비하고 있다. 또, 이 광 픽업 장치는, 광투과성 기판(114) 상에 부착된 1/2 파장판(115)과, 1/2 파장판(115) 상에 부착된 광학 소자(105)와, 반도체 레이저(103)로부터 출사되는 광비임을 광자기 기록 매체(110) 상에 집광하는 컬리메이트 렌즈(108) 및 대물 렌즈(109)를 가진다. 또, 이 광 픽업 장치는, 스템(111) 상에 배치되고, 광학 소자(105)에서 분기된 광자기 기록 매체(110)로부터의 반사광을 검출하는 광 검출기(124)를 구비하고 있다. 광투과성 기판(114) 상에는, 제1 회절 소자(121) 및 제2 회절 소자(122)가 배치되어 있다.
반도체 레이저(103)로부터 출사된 광비임은, 제2 회절 소자(122)를 통과하여, 투과광과, ±1차 회절광의 3개의 광비임으로 분리된다. 이 후 1/2 파장판(115)을 통과하고, 광학 소자(105)의 제1 면(101c)과 제2 면(105a)으로 반사되고, 컬리메이트 렌즈(108) 및 대물 렌즈(109)를 통과하여, 광자기 기록 매체(110) 상에 집광된다. 광자기 기록 매체(110)로부터 반사된 광비임은, 광학 소자(105)의 제2 면(105a)으로, 제1 부재의 굴절율과, 제3 부재의 상광 굴절율과 이상광 굴절율과의 비에 의해서 정해지는 굴절각으로, 상광과 이상광으로 분리된다. 그 후, 광학 소자(105)의 밑에 배치되어 있는 제1 회절 소자(121)에 이르고, 거기서, 또 투과광과 회절광으로 분리되고, 광 검출기(111) 상에 집광된다.
광학 소자(105)는, 등방성 유리 재료로 이루어지는 제1 부재(101)와, 이방성 재료(복굴절 재료)로 이루어지는 제3 부재(102)로 구성되고, 제1 부재(101) 및 제3 부재(102)의 경계면은, 편광 분리면으로 되어 있다. 광자기 기록 매체(110)로부터의 반사광이 제2 면(105a)에서 굴절할 때 발생하는 파면 수차가 보상되도록, 광학 소자의 구성 재료를 다음과 같이 선택한다. 즉, 제3 부재(102)를 구성하는 복굴절 재료의 상광 굴절율과 이상광 굴절율과의 평균치와, 제1 부재(101)의 유리 재료의 굴절율이 대략 동일한 값이 되도록 재료 설정한다. 예를 들면, 제1 부재(101)의 유리 재료로서 SCHOTT 사의 제품인 LF 5(n = 1.5722)를 이용하고, 제3 부재의 복굴절 재료로서 4 붕산화 리튬(no = 1.605, ne = 1.549)을 이용한다.
제1 회절 소자(121)은, 제1 내지 제3 영역으로 분할되어 있다. 또, 광 검출기(124)은, 도21에 도시한 바와 같은 구조로 되어 있다. 제2 회절 소자(121)을 투과한 빛은, 광 검출부(124e 내지 124h)에 각각 집광된다. 제1 회절 소자(121)의 제1 영역에서 회절된 빛은, 광 검출부(124c)와 광 검출부(124d)의 경계면 상에, 또, 제2 영역에서 회절된 빛은, 광 검출부(124a)에 집광된다. 또, 제3 영역에서 회절된 빛은, 광 검출부(124b)에 집광된다.
이들 각 광 검출부에서 검출된 빛의 강도로부터 다음의 정보를 얻을 수 있다. 우선, (a) 광 검출부(124c, 124d)로부터 출력되는 신호의 차를 연산함으로써, 나이프 에지법에 의거하는 포커스 오차 신호를 얻을 수 있다. 또, (b) 광검출부(124g, 124h)로부터 출력되는 신호의 차를 연산함으로써, 3 비임법에 의거하는 레이디얼 오차 신호를 얻을 수 있다. 또, (c) 광 검출부(124a, 124b)로부터 출력되는 신호의 차를 연산함으로써, 이른바 푸시풀 신호를 얻을 수 있다. 이 푸시풀 신호는, 광자기 기록 매체에 사행하여 기록되어 있는 어드레스 신호를 검출하기 위해 이용된다. 또, 광자기 신호는, 광 검출부(124e, 124f)로부터 출력되는 신호의 차를 연산함으로써 얻어진다.
상기 광 픽업 장치에 따르면, 반도체 레이저(103)로부터 출사된 광비임은, 광자기 기록 매체(110)에 이르는 광로 중에 있어서, 편광 프리즘 및 제2 회절 소자(122) 이외에, 여분의 광분기 소자를 통과하지 않는다. 이 때문에, 높은 광이용 효율을 확보할 수 있다. 또, 광자기 신호, 포커스, 및 레이디얼 오차 신호를 모두 공통의 1개의 광 검출기(124)로 검출하므로, 광 검출기의 면적을 축소할 수 있다. 이 때문에, 광 픽업 장치의 한 층 소형화와 저비용화를 실현할 수 있다.
그러나, 도17에 도시한 픽업 장치에서는, 수차에 의해 광 검출기(124) 상의 비임 레이저가 도18에 도시한 바와 같이 60 ㎛ 이상으로 확대한다. 이 때문에, 푸시풀법(1 비임법)에는 유리하지만, 반대로 3 비임 방식에 대해서는 주비임 및 부비임의 배치가 곤란해지고, 3 비임 방식의 광 픽업으로서는 그 상태에서는 적용할 수 없다.
한편, 도20에 도시한 광 픽업 장치에서는, 제3 부재의 복굴절 재료에 이용되고 있는 4 붕산화 리튬은 고가이며, 또, 이 4 붕산화 리튬은 조해성을 가지고 있기으므로, 방습막 등에 의해 보호하여 사용할 필요가 있다. 이 때문에, 광 픽업 장치 전체의 비용이 고가로 되어 버린다. 또, 예를 들면, 제3 부재로, 저렴하고 안정된 복굴절 재료인 니오브산 리튬을 이용하면, 저렴한 픽업을 구성할 수 있다.
그러나, 니오브산 리튬의 상광 굴절율 및 이상광 굴절율은, 각각 no = 2.258, ne = 2.178로 크다. 유리 재료의 굴절율은 최대로도 2 정도이므로, 종래 기술과 같이, 니오브산 리튬의 상광 굴절율과 이상광 굴절율과의 평균치와, 제1 부재인 유리 굴절율을 대략 동일하게 되도록 선정하여, 파면 수차를 보상할 수 없다. 즉, 복굴절 재료 중의 상광선 및 이상광선의 양쪽 모두에 파면 수차를 보상할 수 없다. 따라서, 예를 들면 니오브산 리튬과, 저렴한 유리 재료인 SCHOTT 사제의 SF 2(n = 1.635)를 조합한 경우, 다음의 문제가 발생한다. 광자기 기록 매체로부터의 반사광이, 제2 면으로 굴절할 때, 유리의 굴절율과, 니오브산 리튬의 상광 굴절율과 이상광 굴절율과의 비해 정해지는 굴절각이 크게 되어, 상기 반사광에 파면 수차가 발생해 버린다. 상기 제2 면(105a)에 있어서 파면 수차가 발생하면, 제1 회절 소자(121)를 투과한 빛과 회절한 빛이 동시에 마찬가지로 파면 수차를 포함하게 된다. 이 때문에 도22에 도시한 바와 같이, Y 방향과 Z 방향과의 촛점의 위치가 어긋나고, 광 검출기 상에서의 광비임의 집광 스폿이 도23과 같이 변형하고, 크게 되어 버린다. 이 때문에, 비임 배치 설계가 곤란해지거나, 또, 광 픽업 유닛 조립시의 조립 오차나, 환경 변화에 기인하는 유닛 구성 부품의 팽창 수축에 의해, 집광 스폿이 광 검출기로부터 돌출해 버리는 경우가 있었다. 이 결과, 광 검출기로부터 허위 신호가 출력되어, 안정되게 신호를 재생할 수 없다라고 하는 문제가 발생하고 있었다.
본 발명은, 광학 소자에 관해서 저렴한 재료 선택을 행해도, 안정된 신호를 검출할 수 있는 소형의 3 비임 방식의 광 픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도2는 회절 소자를 도시하는 도면.
도3은 회절 소자를 도시하는 도면.
도4는 광 검출기의 구성과 광 검출기에 입사하는 비임의 위치를 도시하는 도면.
도5는 경사각(α)과 수광부로부터의 비임의 돌출에 대한 여유량과의 관계를 도시하는 도면.
도6은 광 검출기의 구성과 광 검출기에 입사하는 비임의 위치를 도시하는 도면.
도7은 경사각(α)과 수광부로부터의 비임의 돌출에 대한 여유량과의 관계를 도시하는 도면.
도8은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치의 구성을 도시하는 측면도.
도9은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치의 제1 회절 소자의 외관도.
도10은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치의 광 검출기의 일예를 도시한 도면.
도11은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치의 제1 회절 소자의 계산기 홀로그램에 의한 제작 방법을 도시한 모식도.
도12은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치의 제1 회절 소자의 단면도.
도13은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치의 광 검출기의 일예를 도시한 도면.
도14는 수차 보상 기능을 가지고 있지 않은 계산기 홀로그램의 설계 흐름도.
도15는 수차 보상 기능을 가지는 계산기 홀로그램의 설계 흐름도.
도16은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 픽업 장치를 도시하는 도면.
도17은 종래의 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도18은 광 검출기의 구성과 광 검출기에 입사하는 비임의 비임 길이를 도시하는 도면.
도19는 일반적인 3 비임 방식의 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도20은 종래의 광 픽업 장치의 측면도.
도21은 종래의 광 픽업 장치의 광 검출기의 상면도
도22는 종래의 광 픽업 장치의 집광 상태를 도시한 도면.
도23은 종래의 광 픽업 장치의 광 검출기 상에서의 집광 스폿을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광원
4 : 광 검출기
5 : 광학 소자
8, 9 : 렌즈
10 : 기록 매체
13 : 제1 회절 소자
18 : 경계면
19 : 제2 부재
20 : 제1 부재
21 : 제3 부재
본 발명의 제1 국면에 따르는 광 픽업 장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 광자기 기록 매체에 이르는 광로 상에 배치된 렌즈와, 상기 광원으로부터 상기 렌즈에 이르는 광로 상에 배치되고, 상기 광자기 기록 매체로부터의 반사광의 편광을 분리하는 광학 소자는, 상기 광학 소자에서 분리된 빛을 검출하는 광 검출기를 포함한다. 상기 광학 소자는, 등방성 광학 매질로 이루어지며, 상기 광원으로부터의 빛을 반사하여 상기 광자기 기록 매체에 이르게 하는 상기 광자기 기록 매체로부터의 반사광을 통과시키는 제1 부재와, 상기 제1 부재에 인접하여, 등방성 광학 매질로 이루어지며, 상기 제1 부재를 통과한 상기 광자기 기록 매체로부터의 반사광을 또 통과시키기 위한 제2 부재와, 상기 제2 부재에 인접하여, 이방성 광학 매질로 이루어지며, 상기 제2 부재를 통과한 빛을, 상기 제2 부재와의 경계면에서 분리하고, 상기 광 검출기에 이르게 하는 제3 부재를 포함한다(청구항 1).
제1 부재 및 제2 부재의 경계면에서 빛이 분기하고, 등방성 광학 매질로 이루어지는 제2 부재 및 이방성 광학 매질로 이루어지는 제3 부재의 경계면에서 광자기 기록 매체의 반사광의 편광이 분리한다. 이 때문에, 광분기와 광분리를 독립하여 행할 수 있어, 편광 분리된 후의 빛의 수차를 독립하여 조정할 수 있다. 따라서, 광 검출기 상의 비임 형상을 작게 할 수 있는 등의 설계의 자유도가 향상되고, 3 비임 방식의 광 픽업 장치를 소형화할 수 있다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 바람직하게는, 상기 제1 부재는, 서로 대향하는 제1 평행면과, 서로 대향하고, 또 각각 상기 제1 평행면과 소정의 각도를 이뤄 교차하는 제2 평행면을 가지는 단면이 평행 사변형의 각기둥이고, 상기 제1 평행면의 한 쪽은, 상기 제2 부재와 접하며, 상기 제2 평행면의 한 쪽은 상기 광원과 대향하도록, 상기 제2 평행면의 다른 쪽은 상기 렌즈와 대향하도록 각각 배치되어 있다(청구항 2).
이와 같이 하면, 광원을 패키지 내부에 수납할 수 있어, 광 픽업 장치의 소형화가 가능해진다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 또 바람직하게는, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는, 동일한 굴절율을 가진다(청구항 3).
제1 부재와 제2 부재를 동일한 굴절율로 함으로써, 제1 부재 및 제2 부재의 경계면을 투과한 반사광에 수차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또 바람직하게는, 상기 이방성 광학 매질은, LiNbO3이다.
이방성 광학 매질로서 LiNbO3을 이용함으로써, 저렴한 광 픽업 장치를 제공할 수 있다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 또 바람직하게는, 상기 등방성 광학 매질은, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율에 대한 비굴절율이 대략 0.77 이상이다(청구항 4).
LiNbO3이 큰 쪽의 굴절율에 대한 등방성 광학 매질의 비굴절율을 대략 0.77 이상으로 함으로써, 비임의 수차를 작게 할 수 있다. 그와 동시에, 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향에 의한 비임 위치의 변화가 발생하는 장소라도, 광 검출기의 수광부로부터의 비임의 돌출을 방지할 수 있다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 또 바람직하게는, 상기 등방성 광학 매질의 굴절율을 n, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율을 n1이라 하고, 상기 제2 부재 및 상기 제3 부재의 경계면의 상기 반사광의 광축에 대한 경사각을α도라 하면, 상기 α는 대략 다음식
α = 65 ± 5 ×(n/n1/0.77)
로 표현되는 각도 범위로 설정된다(청구항 5).
우리들은, 실험적으로, 경사각(α)이 상술한 식으로 표현되는 각도 범위에 속하고 있는 경우에는, 비임의 수차를 작게 하는 동시에, 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향에 의한 비임 위치의 변화가 발생하는 경우라도, 수광부로부터의 비임의 돌출을 방지할 수 있는 것을 확인했다.
또 바람직하게는, 상기 이방성 광학 매질은, YVO4이다.
이방성 광학 매질로서 YVO4를 이용함으로써, 상광, 이상광의 분리 폭을 크게 할 수 있어, 광 검출기 상의 비임 위치의 자유도가 향상한다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 또 바람직하게는, 상기 등방성 광학 매질은, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율에 대한 비굴절율이 대략 0.72 이상이다(청구항 6).
YVO4가 큰 쪽의 굴절율에 대한 등방성 광학 매질의 비굴절율을 대략 0.72 이상으로 함으로써, 비임의 수차를 작게 할 수 있다. 그와 동시에, 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향에 의한 비임 위치의 변화가 발생하는 경우라도, 광 검출기의 수광부로부터의 비임의 돌출을 방지할 수 있다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 또 바람직하게는, 상기 등방성 광학 매질의 굴절율을 n, 상기 이방성 광학 매질이 큰 쪽의 굴절율을 n1이라 하고, 상기 제2 부재 및 상기 제3 부재의 경계면의 상기 반사광의 광축에 달하는 경사각을 α도라 하면, 상기 α는 대략 다음식
α = 67 ± 7 ×(n/n1/0.72)
로 표현되는 각도 범위로 설정된다(청구항 7).
우리들은, 실험적으로, 경사각(α)이 상술한 식으로 표현되는 각도 범위에 속하고 있는 경우에는, 비임의 수차를 작게 하는 동시에, 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향에 의한 비임 위치의 변화가 발생하는 경우라도, 수광부로부터의 비임의 돌출을 방지할 수 있는 것을 확인했다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 또 바람직하게는, 광 픽업 장치는, 또, 상기 광원과 상기 제2 부재 및 상기 제3 부재의 경계면 사이, 및 상기 제2 부재 및상기 제3 부재의 경계면과 상기 렌즈 사이에 각각 설치된, 2개의 1/2 파장판을 포함한다(청구항 8).
2개의 1/2 파장판을 배치함으로써, 왕로의 광로 상에 있어서는 제1 부재 및 제2 부재의 경계면에, 반사하기 쉬운 S 편광을 도달시키는 동시에, 광자기 기록 매체에 관해서는, 안내 홈에 직교하는 편광을 조사한다는 기능을 구비한 결과, 광 픽업 장치 전체를 박형화할 수 있다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 상기 광학 소자와 상기 광 검출기 사이에, 회절 소자를 또 구비하고, 그 회절 소자가 상기 제2 부재와 제3 부재와의 경계면에서의 굴절에 의해 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 가질 수 있다(청구항 9).
이 구성에 의해, (a) 편광 분리 프리즘에 의한 파면 수차의 수정, 및 (b) 회절 소자에 의한 파면 수차의 수정을, 양쪽 모두 얻을 수 있다. 이 때문에, 편광 분리 프리즘에 있어서, 저렴한 재료 선택을 행하여도, 비임 형상을 작게 하고, 또 배치를 자유롭게 배치할 수 있게 된다. 이 때문에, 보다 한 층 안정된 광 검출을 행하는 것이 가능해진다.
상기 제1 국면의 광 픽업 장치는, 홀로그램 패턴은, 상기 회절 소자 상의 점(H)이면서, (LH - PH)′= nλ의 관계를 만족하는 점(H)의 궤적으로 이루어지도록 할 수 있다(청구항 10). 다만, L : 제1 회절 소자를 투과하여 집광하는 점, LH : 점(H)과 점(L) 사이의 광로 길이, P : 제1 회절 소자에 의해서 회절되어 광 검출기에 집광한 점, PH : 점(P)과 점(H) 사이의 광로 길이, λ: 광비임의 파장, n : 정수, (LH - PH)′: 광로 길이(LH) 또는 광로 길이(PH) 중 어느 것에, 상기 경계면에 있어서의 파면 수차를 고려한 상태에서의 양자의 광로차.
이 홀로그램 패턴을 구비함으로써, 3 비임법에 있어서, 회절 소자는 각 비임의 배치를 자유롭게 설정하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제2 국면의 광 픽업 장치는, 광비임을 발생하는 광원과, 광원으로부터 방사된 광비임을 광자기 기록 매체 상에 집광하는 집광 수단(렌즈)을 구비하고 있다. 또, 이 광 픽업 장치는, 광원과 집광 수단(렌즈) 사이에 배치되고, 등방성 광학 매질로 이루어지는 등방성 광학 부재와 이방성 광학 부재로 이루어지는 이방성 광학 부재에 의해 구성되어, 등방성 광학 부재와 이방성 광학 부재와의 경계면이 편광 분리면을 형성하는 광학 소자를 가지고 있다. 또, 이 광 픽업 장치는, 광자기 기록 매체로 반사되고, 유도된 빛을 수광하는 광 검출기와, 광학 소자와 광 검출기 사이에 배치되어, 광학 소자로부터의 빛을 광 검출기로 유도하는 제1 회절 소자를 구비하고 있다. 이 광 픽업 장치에서는, 제1 회절 소자가, 경계면에서의 굴절에 의해 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 구비하고 있다(청구항 11).
제1 회절 소자에, 제1 부재와 제3 부재와의 경계면에서의 굴절에 의해서 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 가짐으로써, 저렴한 광학 소자의 재료 선택을 행하여도, 안정되게 신호를 검출할 수 있다. 즉, 안정된 신호 검출을 행한 후에, 종래 특히 고가인 제3 부재를 저렴한 것으로 할 수 있다.
상기 제2 국면의 광 픽업 장치에서는, 홀로그램 패턴은, 제1 회절 소자 상에점(H)이면서, (LH - PH)′= nλ의 관계를 만족하는 점(H)의 궤적으로 이루어져 있다(청구항 2). 다만, L : 제1 회절 소자를 투과하여 집광하는 점, LH : 점(H)과 점(L) 사이의 광로 길이, P : 제1 회절 소자에 의해서 회절되어 광 검출기에 집광한 점, PH : 점(P)과 점(H) 사이의 광로 길이, λ: 광비임의 파장, n : 정수, (LH - PH)′: 광로 길이(LH) 또는 광로 길이(PH) 중 어느 것에, 상기 경계면에 있어서의 파면 수차를 고려한 상태에서의 양자의 광로차.
상기한 홀로그램 패턴은 계산기를 이용하여 산출할 수 있고, 그 홀로그램 패턴은 포토리소그래피와 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해, 능률 좋게 투명 기판으로 형성할 수 있다. 이 결과, 제3 부재에 고가인 4 붕산화 리튬을 이용한 경우에 비해서, 큰 비용 저감을 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 광 픽업 장치는, 제1 회절 소자에서 회절된 회절광 만을 이용하여 신호를 검출하는 신호 검출 수단을 구비하고 있다(청구항 13).
상기한 바와 같이, 회절광 만을 이용하여 신호를 검출하기 위해서, 제1 회절 소자의 설계 변수를 변경함으로써, 자유롭게 편광 스폿을 배치할 수 있어, 광 픽업 설계시의 광 검출기의 배치를 용이화 할 수 있다.
상기 본 발명의 광 픽업 장치에서는, 제1 회절 소자의 단면이 톱니 형상으로 이루어지도록 형성되어 있다(청구항 14).
제1 회절 소자의 단면을 톱니 형상으로 함으로써, 회절 효율을 올려 광 검출기로 유도되는 광량을 증가시킴으로써, 신호 대 노이즈비를 크게 취할 수 있어 안정되게 신호를 재생할 수 있다.
상기 본 발명의 광 픽업 장치에서는, 광원과 광학 소자 사이의 광로 상에 제2 회절 소자를 구비하여도 좋다. 제2 회절 소자를 배치함으로써, 3 비임법에 의한 안정된 트래킹 신호를 출력하는 것이 가능해진다. 또, 상기 본 발명의 광 픽업 장치에서는, 광학 소자를 구성하고 있는 제3 부재가 니오브산 리튬이라도 좋다. 본 발명에서는, 제1 부재와 제3 부재의 굴절율의 차가 작게 되도록, 광학 소자를 구성하는 유리 재료와 복굴절 재료를 편성할 필요가 없다. 이 때문에, 예를 들면, 니오브산 리튬과 SCHOTT 사의 제품인 SF 2와 같은 저렴한 재료의 편성을 선택할 수 있다.
상기 본 발명의 광 픽업 장치에서는, 광학 소자의 양면에 수지제의 1/2 파장판이 배치되어 있다(청구항 15).
상기 1/2 파장판의 배치에 의해, 광원으로부터 방사된 광비임의 편광 방향을 자유롭게 설정할 수 있고, 또 수정과 같은 결정을 이용한 파장판을 배치한 경우와 비해서 저렴하게 광 픽업을 구성할 수 있다.
상기 본 발명의 광 픽업 장치에서는, 광원 및 광 검출기는, 투광성 창을 가지는 기밀 밀봉된 동일한 패키지 내에 배치되어 있다(청구항 16).
기밀 밀봉된 같은 패키지 내에 광원과 광 검출기를 배치함으로써, 광원과 광 검출기의 상대 위치가 장기간 안정되게 유지되어, 내구성인 광 픽업 장치를 구성하는 것이 가능해진다.
상기 제2 국면의 광 픽업 장치에서는, 등방성 광학 부재가, 서로 다른 굴절율을 가지는 2 종류의 등방성 광학 매질로부터 형성되고, 그 2개의 등방성 광학 매질로부터 형성되는 경계면과, 이방성 매질과 등방성 매질의 한 쪽으로부터 형성되는 경계면을 구비하여, 광자기 기록 매체에서 반사된 빛이 그 2개의 경계면을 차례로 통하도록 할 수 있다(청구항 17).
이 구성에 의해, 편광 분리 프리즘에 있어서, 등방성 광학 매질 끼리의 경계면에서 빛이 분기하고, 또 등방성 광학 매질과 이방성 광학 매질과의 경계면에서 편광을 분리할 수 있다. 이 때문에, 상술한 홀로그램 패턴을 구비하는 회절 소자의 작용에 가하여, 광자기 기록 매체로부터의 반사광의 광분기와 광분리를 독립하여 행할 수 있다. 이 때문에, 보다 한층 확실하게, 광 검출을 행하는 것이 가능해진다.
본원 발명의, 상술한 및 상기한 이외의 목적, 특징, 국면 및 효과는, 첨부한 도면을 참조하여 후술하는 본원 발명의 상세한 설명으로부터 밝혀질 것이다.
[실시 형태 1]
도1를 참조하여 본 발명의 실시 형태 1에 관한 광 픽업 장치는, 광원인 반도체 레이저(1) 및 광 검출기(4)가 내부에 설치된 패키지(6)와, 패키지(6) 상에 적재되고, 회절 소자(12 및 13)가 형성된 석영 기판(14)과, 석영 기판(14) 상에 적재된 1/2 파장판(15)과, 1/2 파장판(15) 상에 적재된 광학 소자(5)와, 광학 소자(5) 상에 적재된 1/2 파장판(16)과, 반도체 레이저(1)로부터의 빛을 MO 디스크(10)로 집광하기 위해서, 1/2 파장판(16)과 MO 디스크(10) 사이의 광로 상에 설치된 컬리메이트 렌즈(8) 및 대물 렌즈(9)를 포함한다.
광학 소자(5)는, 제1 부재(20), 제2 부재(19) 및 제3 부재(21)를 포함하고,반도체 레이저(1)로부터의 빛을 반사하여 컬리메이트 렌즈(8) 측로 유도하는 동시에, MO 디스크(10)에서 반사한 빛을 투과하여 광 검출기(4)로 유도하는 제1 경계면(17)과, 제1 경계면(17)을 투과한 빛의 편광을 분리하는 제2 경계면(18)을 가진다.
제1 경계면(17)은, 각각 등방성 광학 매질로 동일 굴절율의 유리 재료로 이루어지는 제1 부재(20) 및 제2 부재(19)의 경계면이며, 상기 반사광의 광축(22)에 대해, β(= 45도) 경사지게 배치된다. 이와 같이 하면, 광축(22)에 대해, 반도체 레이저(1)로부터의 빛을 광로(B1)에서는 평행으로, 광로(B2)에서는 수직으로, 또 광로(B3)에서는 동일 축 상으로 할 수 있다. 이 때문에, 반도체 레이저(1) 및 제1 경계면(17)의 배치나 조립이 간편해진다.
제2 경계면(18)은, 제2 부재(19)와 이방성 광학 매질의 제3 부재(21)와의 경계면이며, 광축(22)에 대해 α 경사지게 배치된다. α에 관해서는 후에 상세히 설명한다.
제1 부재(20)는, 제1 경계면(17)과 평행한 면(20a)과, 제1 경계면(17)과 인접하는 방향의 면(20b)과, 면(20b)에 평행한 면(20c)을 가진다. 반도체 레이저(1)로부터의 빛은 면(20b)으로부터 광축(22)에 평행하게 입사하고, 면(20a)에서 반사된 후, 광축(22)에 수직으로 진행하여, 경계면(17)에서 반사하고, 광축(22) 상을 진행하여 면(20c)으로부터 출사한다.
이상의 광로에 있어서의 편광에 관해서 설명하면, 이하와 같이 된다. MO 디스크(10)에는, 안내 홈 방향(10a)에 대해 직교하는 편광이 도달하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 반도체 레이저(1)는 P 편광(1p)을 출사하도록 배치되어 있고, 1/2 파장판(15)에 있어서 경계면(17)에서 방사되기 쉬운 S 편광(1s)으로 되고, 1/2 파장판(16)에 의해 재차 P 편광(1p)이 된 후, MO 디스크(10)에 도달한다.
또, 이 구성을 이용함으로써, 도1 지면에 수직인 방향이 광 픽업 장치의 두께 방향으로 할 수 있다. 이 때문에, 광 픽업 장치 전체를 박형으로 할 수 있다. 1/2 파장판으로는, 수지제의 단일판 0차 모드형(예를 들면, JSR제 아톤)의 파장판을 이용하는 것으로, 광 픽업 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
MO 디스크(10)로부터 반사광(R)은, MO 디스크(10)에 기록된 정보에 의거하여 편광 방향이 회전(카 회전)된다.
이 반사광(R)은 면(20c)으로부터 광학 소자(5) 내에 입사하고, 제1 경계면(17)에 달한다. 여기서, 반사광(R)은 반도체 레이저(10)로부터의 광로(B2)로부터 분기되어, 제2 부재(19) 내에 진입한다. 제1 부재(20)와 제2 부재(19)와는, 동일한 굴절율인 유리 재료이다. 이 때문에, 반사광(R)은 진행 방향을 바꾸지 않고 또 수차를 발생하지 않으며 제2 경계면(18)에 달한다. 이 경계면(18)을 투과하고, 제3 부재(21)에 진입한 반사광(R)은, 경계면(18)을 투과할 때, 제3 부재의 광학 이방성에 의해 편광 방향이 서로 직교하는 상광선(R1)과 이상광선(R2)으로 분리된다.
반도체 레이저(1)로부터의 빛은, 도2에 도시하는 형상을 가지는 제2 회절 소자(12)에 의해 미리 2개의 트래킹용 부비임(이하「부비임」이라 함)과, 1개의 정보 기록 재생용 주비임(이하「주비임」이라 함)과의 합계 3개의 비임에 분할되어 있고, 이들 3개의 비임의 각각에 관해서, 상광선 및 이상광선이 발생한다. 이 때문에, 합계 6개의 빛이 제1 회절 소자(13)를 투과한다.
도3을 참조하여, 회절 소자(13)는, 격자 간격 및 격자 방향이 다른 3개의 영역(13a, 13b 및 13c)에 분할되어 있다. 도4를 참조하여, 영역(13a)에서 회절된 주비임은, 광검출기(4)의 수광부(4a)로, 영역(13b)에서 회절된 주비임은 수광부(4b)로, 영역(13c)에서 회절된 주비임은 수광부(4c 및 4d)의 경계 상으로 각각 입사한다. 회절 소자(13)를 0차 회절광으로서 투과한 주비임은 수광부(4e 및 4f)에 입사한다. 회절 소자(13)를 0차 회절광으로서 투과한 2개의 부비임은 수광부(4g 및 4h)에 입사한다.
따라서, 수광부(4c 및 4d)의 출력 신호의 차동에 의해 프코법에 의거하는 포커스 오차 신호가 얻어져, 수광부(4g 및 4h)의 출력 신호의 차동에 의해 3 비임법에 의거한 트래킹 오차 신호가 얻어진다. 또, 수광부(4a 및 4b)의 출력 신호의 차동에 의해 푸시풀 신호가 얻어져, MO 디스크(10) 상의 안내 홈을 사행시켜 형성한 어드레스 신호의 검출에 이용된다. 광자기 신호는 수광부(4e 및 4f)의 출력 신호의 차동에 의해 얻어진다.
다음에 α에 관해서 이하에 예를 들어 상세히 설명한다.
도4은, 제3 부재(21)에 상광선의 굴절율이 2.258, 이상광선의 굴절율이 2.178되는 LiNbO3을 이용하고, 제1 부재(20) 및 제2 부재(19)로서 굴절율 1.869되는 유리 재료 TaFD 30 을 이용하여, α를 65도로 한 경우의 광 검출기(4) 상의 비임배치를 나타내고 있다.
수광부(4g, 4e 및 4h)(수광부4g, 4f 및 4h의 편성에도 마찬가지임)는, 폭 40 ㎛, 각각의 간격이 20 ㎛에서 배치되어 있다. 그러나, 경계면(18)을 광축(22)에 대해 65도 경사시킴으로써, 비임의 수차를 억제하고 있다. 이 때문에, 3 비임법에서의 주비임 및 부비임의 배치가 가능해지고 있다.
여기서, 제3 부재가 큰 굴절율에 대한 제2 부재의 비굴절율(이하, 단순히「비굴절율」이라 함)은 0.83이다. 이와 같은 편성을, 이하의 설명에서는 편성(A)라 한다.
도5는, 경사각(α)과 수광부로부터의 비임의 돌출에 대한 여유량(이하, 단순히「여유량」이라 함)과의 관계를, 제3 부재(21)에 대한 제2 부재(19)의 비굴절율의 편성에 의해 도시한 그래프이다. 상기 여유량은, 광 픽업 장치의 모든 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향을 고려한 경우의 여유량이다. 광 검출기(4)의 길이 방향(도4의 X 방향)의 여유량을 실선으로 나타내고, 짧은 방향(도4의 Y 방향)의 여유량을 실선으로 나타내고 있다. 여기서는, 비굴절율의 편성으로서, 편성(A) 이외에 2개의 편성을 고려한다.
첫째, 제3 부재(21)에 LiNbO3을 이용하고, 제1 부재(20) 및 제2 부재(19)에는 굴절율 1.744되는 유리 재료 SF 55(쇼트 사제 광학 유리)를 이용하고, 비굴절율을 0.77로 한 편성이다(이하「편성(B)」라 함).
둘째, 제3 부재(21)에 LiNbO3을 이용하여, 제1 부재(20) 및 제2 부재(19)에는 굴절율 2.0003되는 유리 재료 LaSF 35(쇼트 사제 광학 유리)를 이용하여 비굴절율을 0.89로 한 편성이다(이하「편성(C)」라 함).
도5에 따르면, 제3 부재(21)에 LiNbO3을 이용하는 경우에는, 여유량을 확보하기(종축의 값이 0 이상이다) 위해서는, 비굴절율이 0.77 이상 필요한 것을 알 수 있다. 편성(A)의 경우는, α를 대략 60 내지 70도의 범위로 설정하면, 여유량을 확보할 수 있다. 편성(C)의 경우는, α를 대략 55 내지 75도의 범위로 설정하면, 여유량을 확보할 수 있다. 편성(B)의 경우에는, α = 65도 부근에서 여유량을 확보할 수 있다.
이상으로 인해, 유리 재료의 굴절율을 n이라 하면 대략 다음식(1)로 표현되는 각도 범위로 경사각(α)을 설정하면 여유량을 확보할 수 있다.
α = 65 ± 5 × (n/2.258/0.77) (단위 : 도) … (1)
또, 경사각 α = 65도의 경우가 가장 여유량이 크게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따르면, 제1 부재(20) 및 제2 부재(19)의 경계면(17)에서 빛이 분기하고, 등방성 광학 매질로 이루어지는 제2 부재(19) 및 이방성 광학 매질로 이루어지는 제3 부재(21)의 경계면(18)에서 광자기 기록 매체의 반사광의 편광이 분리한다. 이 때문에, 광분기와 광분리를 독립하여 행할 수 있고, 편광 분리된 후의 빛의 수차를 독립하여 조정할 수 있다. 따라서, 광 검출기(4) 상의 비임 형상을 작게 할 수 있는 등의 설계의 자유도가 향상되고, 3 비임 방식의 광 픽업 장치를 소형화할 수 있다.
또, 제1 부재(20)와 제2 부재(19)를 동일한 굴절율로서 있기 때문에, 제1 부재(20) 및 제2 부재(19)의 경계면(17)을 투과한 반사광에 수차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또, 이방성 광학 매질로서 LiNbO3를 이용하고 있기 때문에, 저렴한 광 픽업 장치를 제공할 수 있다.
[실시 형태 2]
실시 형태 2에 의한 광 픽업 장치는, 도1를 참조하여 설명한 실시 형태 1에 의한 광 픽업 장치와 같은 구성을 가진다. 다만, 실시 형태 2에서는, 제3 부재(21)로서 상광선의 굴절율이 1.973, 이상광선의 굴절율이 2.189되는 YVO4를 이용하고 있다. 또, 광 검출기(4) 상의 수광부가 후술한 것과 같이 일부 다르다.
도6은, 제2 부재(19)에 굴절율이 1.572인 유리 재료 LF 5(쇼트 사제의 광학 유리)를 이용하고, 제3 부재(21)에 YVO4를 이용하고, 제2 경계면(18)의 광축(22)에 대한 경사각(α)을 65도로 설정한 경우의 광 검출기(4) 내의 비임 배치를 나타내고 있다. 도6 보다, 3 비임 방식에서의 주비임 및 부비임의 배치가 가능해진다는 것을 알 수 있다. 여기서는 비굴절율은 0.72로 된다. 이와 같은 편성을, 이하의 설명에서는 편성(D)이라 한다.
이미 설명한 도4에 기재된 수광부(4g 및 4h)에 상당하는 수광부는, 수광부(4g1 및 4g2), 및 수광부(4h1 및 4h2)로 각각 분할되어 있다. 수광부(4g1 및 4g2)는, 서로 전기적으로 접속되어 있다. 수광부(4h1 및 4h2)도 서로 전기적으로 접속되어 있다.
또, 수광부(4g2, 4f 및 4h2)는, 각각 수광부(4g1, 4e 및 4h1)에 비해서, 도면 중하 방향으로 간신히 어긋나게 배치되어 있다. 이는 YVO4의 상광선과 이상광선의 굴절율 차가 0.216으로 크고, 이상광선의 제어(Work off)가 현저하게 나타낼 수 있기 때문이다.
도7은, 경사각(α)과 여유량과의 관계를, 제3 부재(21)에 대한 제2 부재(19)의 비굴절율의 편성에 의해 도시한 그래프이다. 여유량은, 광 픽업 장치의 모든 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향을 고려한 경우의 여유량이다. 광 검출기(4)의 길이 방향(도6의 X 방향)의 여유량을 실선으로 나타내고, 짧은 방향(도6의 Y 방향)의 여유량을 점선으로 나타내고 있다. 여기서는, 비굴절율의 편성으로서, 편성(D) 이외에, 제3 부재(21)에 YVO4를 이용하고, 제2 부재(19)에는 굴절율 1.869되는 유리 재료 TaFD 30을 이용하여, 비굴절율을 0.85로 한 편성(E)을 고려한다.
도7에 따르면, 제3 부재(21)에 YVO4를 이용한 경우, 여유량을 확보하기 위해서는, 비굴절율이 0.72 이상인 것이 필요하다는 것을 안다. 편성(E)의 경우는, α를 대략 60 내지 74도의 범위에 설정하면, 여유량을 확보할 수 있다. 편성(D)의 경우는, α를 대략 67도 부근에 설정하면, 여유량을 확보할 수 있다.
이상 보다, 유리 재료의 굴절율을 n이라 하면 대략 다음식(2)로 표현되는 각도 범위로 경사각(α)을 설정하면 여유량을 확보할 수 있다.
α = 67 ± 7 ×(n/2.189/0.72) (단위 : 도) … (2)
또, 경사각 α = 67도의 경우가 가장 여유량이 크게 된다.
여기서, 실시 형태 2의 구성에 의한 경사각(α)의 얻을 수 있는 값의 범위 쪽이, 실시 형태 1에서 설명한 LiNbO3에 의한 구성의 경우 보다도 크게 되는 것은, YVO4에서는, 상광선(R1) 및 이상광선(R2)의 굴절율 차가 LiNbO3에 비해서 크고, 광 검출기(4) 상에서의 상광선(R1) 및 이상광선(R2)의 분리 폭이 크게 확보할 수 있는 것이 영향을 주고 있다.
실시 형태 1 및 2에 있어서의 비굴절율의 상한치에 관해서 고찰하면 이하와 같이 된다. 이방성 광학 부재가 LiNbO3인 경우, 비굴절율의 상한치는, 작은 방향의 굴절율의 1/0.77배(YVO4의 경우는 1/1.72배)로 되지만, 이와 같은 굴절율을 가지는 유리 재료는 일반적으로 존재하지 않는다. 이 때문에, 상한치에 관하여는 언급하지 않는 것으로 한다.
실시 형태 1 및 2에서는, 이방성 광학 부재에 LiNbO3및 YVO4를 각각 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 유리 재료 보다 고굴절율에서 n, x, ny 및 nz 사이(nx, ny, nz은, 서로 직교하는 단위 벡터)의 굴절율 차가 큰 이방성 광학 부재(예를 들면 KTiPO4, Gd2SiO5)등이라도 상관 없다.
또, 정보 기록 매체는 MO 디스크(10)에 한정되는 것은 아니며, 피트을 형성한 ROM(Read Only Memory) 디스크나, 상변화 디스크 등이라도 상관 없다. 이들의 경우의 정보 기록 매체 신호는 수광부(4e 및 4f)의 화신호에 의해 얻을 수 있다.특히 상변화 디스크의 경우, 1/2 파장판(15 및 16)의 적어도 한 쪽에 위상 차판을 배치하고, 상변화 디스크에 조사되는 편광을 원편광 또는 타원 편광으로 하는 것으로, 신호 품질을 향상시킬 수 있다. 위상 차단으로서 수지제 파장판을 이용한 경우, 두께를 간신히 변하게 함으로써 신호 품질의 향상이 가능해진다.
본 실시 형태에 따르면, 이방성 광학 매질로서 YVO4를 이용하고 있다. 이 때문에, 상광, 이상광의 분리 폭을 크게 할 수 있고, 광 검출기(4) 상의 비임 배치의 자유도가 향상한다.
[실시 형태 3]
도8을 참조하여 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 광 픽업 장치에 관해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 광 픽업 장치는, 스템(6)과, 스템(6) 상에 배치된 광비임을 발생하는 광원(1)과, 광원(1)으로부터 방사된 광비임을 광자기 기록 매체(10) 상에 집광하는 컬리메이트 렌즈(8) 및 대물 렌즈(9)를 구비한다. 또, 이 광 픽업 장치는, 광원(1)과 컬리메이트 렌즈(8) 사이에 배치된, 등방성 광학 매질로 이루어지는 제1 부재(20)와 이방성 광학 매질로 이루어지는 제3 부재(21)에 의해 구성되고, 제1 부재와 제3 부재를 부착한 면(18)에 있어서 편광 분리면이 형성되어 있는 광학 소자(5)를 가지고 있다. 이 광 픽업 장치는, 또, 광학 소자(5)의 입구측과 출구측과의 양면으로 배치된 1/2 파장판(15, 16)과, 광원(1)과 동일한 패키지에 구성되어 있는 광 검출기(4)를 가지고 있다. 또, 이 광 픽업 장치는, 경계면(18)에서의 굴절에 의해 발생한 파면 수차를 부상하는 홀로그램 패턴이 형성된, 3개의 영역으로 분할된 제1 회절 소자(13)를 가지고 있다. 이 제1 회절 소자는,광자기 기록 매체(10)에 의해서 반사되고, 경계면(18)에 의해서 편광 분리된 빛을 회절시켜 광 검출기(4)로 유도한다. 이 유도할 때, 상기한 파면 수차를 보상하는 것이다. 또, 광 검출기(4)는, 제1 회절 소자(13)에서 회절된 회절광 만을 이용하여 신호를 검출하는 신호 검출을 포함하고 있다.
광원(1)과 광학 소자(5) 사이에 배치된 제1 1/2 파장판(15)은, 수지제이고, 광원으로부터 방사된 p 편광의 광비임을 s 편광으로 변환한다. 또, 광학 소자(5)와 컬리메이트 렌즈(8) 사이에 배치된 제2 1/2 파장판(16)은, 똑같이 수지제이고, 광학 소자 내를 통과하여 온 s 편광을 p 편광으로 변환한다. 광학 소자(5)는, 광원(1)으로부터 컬리메이트 렌즈(8)에 이르는 광로 상에 배치되어, 광자기 기록 매체(10)로부터 반사되어 온 빛을 편광 분리하는 기능을 가지는 편광 분리면(18)을 가진다. 또, 광학 소자(5)는, 등방성 광학 재료로 이루어지는 제1 부재(20)와, 이방성광학 재료로 이루어지는 제3 부재(21)로 구성되어 있다. 반도체 레이저(1)로부터 방사된 광비임은, 제1 부재(20) 중 만을 통과하여 컬리메이트 렌즈(8)에 이르고, 대물 렌즈(9)에 의해 광자기 기록 매체(10) 상에 집광된다. 광자기 기록 매체(10)에 의해서 반사된 반사광은, 제1 부재(20)를 통과하고, 편광 분리면으로 되어 있는 상기 경계면(18)에 의해 일부가 투과되어, 제3 부재(21)에 진행한다. 제3 부재(21)는 이방성 광학 재료이므로, 광자기 기록 매체로부터의 반사광은, 상광 성분(R1)과 이상광 성분(R2)의 2개의 성분으로 분리되고, 각각 다른 굴절각으로 제3 부재 내에 굴절하여, 각각 다른 방향으로 진행한다. 또, 상기한 상광 성분 및 이상광 성분은, 제3 부재(21)와 1/2 파장판(15)을 통과한 후, 제1 회절 소자(13)에서 회절되어, 광 검출기(4) 상에 집광된다.
제1 회절 소자(13)가 배치된 광투과성 기판(14) 상의, 광원(1)으로부터 광학 소자(5)에 이르는 광로 상에는, 제2 회절 소자(12)가 배치되어 있다. 광원(1)을 발한 광비임은, 이 제2 회절 소자(12)에 의해서, 트래킹용 비임 2개와 신호 기록 재생용 비임 1개의 함계 3개의 비임으로 나뉘어 진다. 따라서, 광자기 기록 매체(10)로부터 반사된 빛은, 제1 회절 소자(13)에 도달하기 까지에 제2 회절 소자(12)에서 생성된 3개의 비임의 각각에 관하여, 상광 성분과 이상광 성분이 발생하고, 합계 6개의 광비임으로 분리되게 된다.
제1 회절 소자(13)은, 도9에 도시한 바와 같이 3개의 영역(13a, 13b, 13c)으로 분할되어 있다. 이 회절 소자(13)는, 경계면(18)에서의 굴절에 의해 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 가지고 있다. 이 제1 회절 소자(13)에 의해 파면 수차가 보상되는 것은, 제1 회절 소자(13)에 의해 회절된 빛 만이고, 제1 회절 소자(13)를 투과한 빛에 있어서는, 파면 수차는 보상되지 않는다. 따라서, 제1 회절 소자(13)를 투과한 빛은, 광 검출기(4) 상에서 큰 집광 스폿으로 되어 버린다. 이 때문에, 각 신호 검출에는, 제1 회절 소자(13)에 의해 회절된 빛 만을 이용한다. 이 때문에, 도10에는, 제1 회절 소자를 투과한 빛을 수광하는 수광부, 즉 도21에 있어서의 124e 내지 124h의 수광부는 형성되어 있지 않는다. 그러나, 도10에 있어서도, 도21의 124e 내지 124h의 수광부에 상당하는 가상적인 수광부를 고려할 수 있다. 가상점 광원(L)은 그와 같은 가상적인 수광부에 집광하는 점이다.
도10에 도시하는 광 검출기(4)는, 4a 내지 4i로 구분된 수광부를 가진다.이들의 수광부는, 회절한 빛을 수광하는 도21의 124a 내지 124d에 상당하는 수광부이다. 제1 회절 소자(13)의 제1 영역(13a)에 입사한 빛의 신호 기록 재생용 비임 중, 상광 성분은 4f 와 4g와의 경계선 상으로, 또 이상광 성분은 4e 상으로 유도된다. 또, 제1 회절 소자(13)의 제1 영역(13a)에 입사한 빛의 트래킹용의 비임은, 4h, 4i로 유도된다. 제1 회절 소자(13)의 제2 영역(13b)에 입사한 빛의 신호 기록 재생용 비임 중, 상광 성분은 4d로 , 또, 이상광 성분은 4c로 유도된다. 또, 제1 회절 소자(13)의 제2 영역(13b)으로 유도된 트래킹용 비임은, 4h, 4i로 유도된다.
제1 회절 소자(13)의 제3 영역(13c)에 입사한 빛의 신호 기록 재생용 비임 중, 상광 성분은 4b로, 또, 이상광 성분은 4a로 각각 유도된다. 또, 제1 회절 소자(13)의 제3 영역(13c)에 입사한 트래킹용 비임은, 4h 및 4i로 유도된다. 따라서, 광 검출기(4) 상에서는 합계 18개의 집광 스폿이 형성되게 된다. 도10에 도시하는 광 검출기 4a 내지 4i의 출력 신호를, 각각 Ia 내지 Ii로 할 때할 때 연산에 의해 각 신호를 얻을 수 있다.
(A) (If - Ig)를 연산함으로써, 나이프 에지법에 의거하는 포커스 오차 신호를 얻을 수 있다. 또,
(B) (Ih - Ii)를 연산함으로써 3 비임법에 의거하는 레이디얼 오차 신호를 얻을 수 있다.
(C) (Ia + Ib) - (Ic + Id)를 연산함으로써 어드레스 신호를 얻을 수 있다. 또,
(D) (Ia + Ic + Ie) - (Ib + Id + If + Ig)를 연산함으로써 광자기 신호를얻을 수 있다.
다음에, 일반적으로 잘 알려져 있는 계산기 홀로그램을 이용한 제1 회절 소자(12)의 설계 방법에 관해서, 도11 및 도14를 이용하여 설명한다. 제1 회절 소자(13)의 홀로그램 패턴은, 가상적인 점광원의 위치(L)와, 광검출기 상의 집광점(P)의 2개의 점으로부터의 발산광의 광투과성 기판면(14) 상에서 간섭 줄무늬가 된다. 가상적인 점광원의 위치와는, 상기한 바와 같이, 제1 회절 소자를 투과한 빛이 집광되는 점이고, 도21의 영역(124e 내지 124h)에 상당하고, 도10에는 설치되어 있지 않은 가상적인 점이다. 가상적인 점이긴 하지만, 도21에의 영역(124e 내지 124h)으로서 도시한 바와 같이 현실에 존재하는 점이고, 다만, 도10의 광 검출기에 그를 수광하는 수광부를 설치하고 있지 않다는 것 뿐이다. 광 검출기 상의 집광점(P)은 제1 회절 소자에 의해서 회절된 빛이 집광하는 점이고, 도10의 각 영영에서 그 회절 소자를 수광한다. 파면 수차를 보상할 필요가 없는 경우, 2개의 점(L 및 P)로부터의 광로 길이 차가 파장의 정수 배가 되는 제1 회절 소자(12) 상의 점(H)의 집합이 제1 회절 소자의 홀로그램 패턴으로 된다. 즉, LH - PH = nλ로 표현되는 관계를 만족하는 H를 연결한 곡선이 제1 회절 소자(13)의 패턴으로 된다. 여기에, n은 정수, λ은 파장을 나타낸다.
제1 회절 소자(20)와 제3 부재(21)와의 굴절율화에 의해서 결정되는 경계면(18)에서의 굴절에 의해 발생한 파면 수차를 보상하는 제1 회절 소자(13)를 제작하기 위해서는, 다음과 같이 하여, 홀로그램 패턴을 형성한다.
제1 회절 소자를 투과한 빛이 가상 상의 광 검출기 상에 집광하는 점을 가상적인 광원(L)으로 하고, 이 광원으로부터 방사되는 발산광에 파면 수차를 포함하는 광비임의 반대의 파면 정보를 중첩하여, 상기한 계산을 행하면 좋다. 즉, 광로 길이(LH)에 파면 수차를 고려한 길이를 (LH)′로 하여, (LH)′- PH = nλ로 되는 H의 궤적을 형성하여 홀로그램 패턴을 작성한다. 또는, 도15의 플로우 차트에 도시한 바와 같이, 집광점(P)로부터 (H)에 이르는 광로 길이 쪽으로 상기 파면 수차의 정보를 중첩시킨 광로 길이(PH)′로 하여, LH - (PH)′= nλ를 만족하는 H의 궤적을 요구해도 좋다. 상기한 바와 같이, (LH - PH)′= nλ에 의해, 양쪽 중 어느 한 쪽을 행하는 것을 나타낸다.
상기한 홀로그램 패턴에 있어서, 제1 회절 소자(13)의 단면이 직사각형의 경우, 회절 효율은 약 40 % 정도 밖에 얻을 수 없다. 그러나, 단면 형상을 도12에 도시한 바와 같은 톱니 형상으로 함으로써, 100 %의 회절 효율을 얻을 수 있어, 신호 품질이 향상한다.
또, 광원(1)으로부터 광자기 기록 매체(10)에 이르는 광로의 광결합 효율을 향상시키기 위해, 제2 회절 소자(12)를 생략하여도 좋다. 이 경우, 트래킹 오차 신호 검출은, 3 비임법이 아니라, 푸시풀법을 이용하는 것이 된다. 광자기 기록 매체에 조사되는 신호 기록 재생용 비임 만으로 이루어지므로, 광 검출기(4) 상의 집광 스폿은 합계 6개로 되고, 광 검출기(4) 상의 수광부는, 도13에 도시한 바와 같은 형상의 것으로 된다. 제1 회절 소자(13)의 제1 영역(13a)에 입사한 빛 중, 상광 성분은 광 검출기(40a, 40b)의 분할선 상으로, 또, 이상선 성분은 광 검출기(40e)로 유도된다. 제2 영역(13b)에 입사한 빛 중, 상광 성분은 광검출기(40c)로, 또, 이상광 성분은 광 검출기(40f)로 유도된다. 제3 영역(13c)에 입사한 빛 중, 상광 성분은 광 검출기(40d)로 또, 이상광 성분은 40g로, 각각 유도된다. 광 검출기(40a)로부터 (40g)의 출력 신호를, 각각 Ia 내지 Ig라 하면, 다음의 연산에 의해 포커스 오차 신호를 얻을 수 있다.
(A) (Ia - Ib)를 연산함으로써, 나이프 에지법에 의거하는 포커스 오차 신호를 얻을 수 있다. 또,
(B) (Ic + If) - (Id + Ig)를 연산함으로써 푸시풀법에 의거하는 오차 신호 및 어드레스 신호를 얻을 수 있다. 또,
(C) (Ia + Ig + Ic + Id) - (Ie + If + Ig)를 연산함으로써 광자기 신호를 검출할 수 있다.
[실시 형태 4]
도16은, 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 광 픽업 장치를 도시하는 도이다. 도16을 참조하여, 이 광 픽업 장치는, 상술한 실시 형태 3에 있어서의 제1 회절 소자(13)를 구비하고, 또 실시 형태 1과 같은 구성을 가지는 광학 소자(5)를 구비한다. 즉, 제1 회절 소자(13)는, 도9, 도11 내지 도12와 같은 홀로그램 패턴을 가지는 구성을 구비한다. 또, 광학 소자(5)는, 동시에 등방성 광학 부재인 제1 부재(20)와 제2 부재(19)에 의해서 형성되는 경계면(17), 및 제2 부재(19)와 이방성 광학 부재(21)에 의해서 형성되는 경계면(18)을 구비한다.
이 때문에, 광학 소자(5)와 제1 회절 소자(13)와의 양쪽에 있어서, 광학 소자(5)에서 발생하는 파면 수차를 조정할 수 있다. 이 결과, 3 비임법에 있어서 이용되는 많은 광신호 비임을, 검출기(4)의 적절한 위치에 배치하여, 확실하게 검출하는 것을 가능하게 할 수 있다.
[실시예]
광학 소자를 구성하는 재료의 구체예를 들어서 설명한다. 광학 소자(5)의 제1 부재(20) 및 제3 부재(21)는, 예를 들면, 각각 SCHOTT 사의 제품인 SF 2(n = 1.635), 및 니오브산 리튬(no = 2.258, ne = 2.178)으로 이루어져 있다. 이 경우 제1 부재(20)의 굴절율과, 제3 부재(21)의 상광 굴절율 및 이상광 굴절율의 평균 굴절율이 크게 다르기 때문에, 경계면(18)에서는, 상광 및 이상광은 + y 축방향으로 크게 굴절되어, 비점 수차 및 코마 수차가 발생한다. 그러나, 경계면(18)과 광 검출기(4) 사이에 배치된 제1 회절 소자(13)는, 경계면(18)에서의 굴절에 의해 발생하는 파면 수차를 상쇄하고 또는 저감하도록, 홀로그램 패턴이 형성되어 있다. 이 때문에, 광 검출기(4) 상에서는, 도10에 도시한 바와 같이, 점형의 집광 스폿이 얻을 수 있다. 이와 같이, 제1 회절 소자(13)에, 파면 수차의 보상 구조를 부여함으로써, 광 검출기(4) 상에 비임 형상을, 도10에 도시한 바와 같이, 작은 점형으로 할 수 있다. 이 결과, 광 검출기(4) 상에서의 비임 배치 및 설계가 용이해지는데다가, 픽업 유닛 조립시의 오차나, 환경 변화에 대한 유닛 구성 부품의 팽창 수축에 의해, 집광 스폿이 광 검출기(4)로부터 돌출하는 것은 없어진다.
이에 비해서, 비교예로서, 제1 회절 소자(13)가, 경계면(18)에서 발생한 파면 수차를 보상하는 구조를 가지고 있지 않은 경우에 관해서 고려한다. 광학 소자(5)의 제1 부재(20) 및 제3 부재(21)는, 예를 들면, 각각 SCHOTT 사의 제품인SF 2(n = 1.635), 및 니오브산 리튬(no = 2.258, ne = 2.178)으로 이루어져 있다. 이 경우 제1 부재(20)의 굴절율과, 제3 부재(21)의 상광 및 이상광의 평균 굴절율이 크게 다르기 때문에, 경계면(18)에서는, 상과 및 이상광은 + y 축방향으로 크게 굴절되어, 비점 수차 및 코마 수차가 발생한다. 이 결과, 광 검출기(124) 상에서의 비임 배치, 설계가 곤란해진데다가, 픽업 유닛 조립시의 오차나, 환경 변화에 대한 유닛 구성 부품의 팽창 수축에 의해, 집광 스폿이 광 검출기(124)로부터 돌출 가능성이 있다.
상기에 있어서 본 발명의 실시 형태에 관해서 설명을 행했지만, 상기에 개시된 본 발명의 실시 형태는, 어디까지나 예시로서, 본 발명의 범위는 이들 발명의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는, 특허 청구의 범위의 기재에 의해서 도시되고, 또 특허 청구의 범위의 기재와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함한다.
본 발명에 의하면, 광분기와 광분리를 독립하여 행할 수 있어, 편광 분리된 후의 빛의 수차를 독립하여 조정할 수 있다. 따라서, 광 검출기 상의 비임 형상을 작게 할 수 있는 등의 설계의 자유도가 향상되고, 3 비임 방식의 광 픽업 장치를 소형화할 수 있다.
이와 같이 하면, 광원을 패키지 내부에 수납할 수 있어, 광 픽업 장치의 소형화가 가능해진다.
또한, 본 발명에 의하면, 제1 부재와 제2 부재를 동일한 굴절율로 함으로써,제1 부재 및 제2 부재의 경계면을 투과한 반사광에 수차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, LiNbO3이 큰 쪽의 굴절율에 대한 등방성 광학 매질의 비굴절율을 대략 0.77 이상으로 함으로써, 비임의 수차를 작게 할 수 있다. 그와 동시에, 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향에 의한 비임 위치의 변화가 발생하는 장소라도, 광 검출기의 수광부로부터의 비임의 돌출을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 이방성 광학 매질로서 YVO4를 이용함으로써, 상광, 이상광의 분리 폭을 크게 할 수 있어, 광 검출기 상의 비임 위치의 자유도가 향상한다. YVO4가 큰 쪽의 굴절율에 대한 등방성 광학 매질의 비굴절율을 대략 0.72 이상으로 함으로써, 비임의 수차를 작게 할 수 있다. 그와 동시에, 구성 부품의 치수 공차나 조립 공차의 영향에 의한 비임 위치의 변화가 발생하는 경우라도, 광 검출기의 수광부로부터의 비임의 돌출을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 2개의 1/2 파장판을 배치함으로써, 왕로의 광로 상에 있어서는 제1 부재 및 제2 부재의 경계면에, 반사하기 쉬운 S 편광을 도달시키는 동시에, 광자기 기록 매체에 관해서는, 안내 홈에 직교하는 편광을 조사한다는 기능을 구비한 결과, 광 픽업 장치 전체를 박형화할 수 있다.
이 구성에 의해, (a) 편광 분리 프리즘에 의한 파면 수차의 수정, 및 (b) 회절 소자에 의한 파면 수차의 수정을, 양쪽 모두 얻을 수 있다. 이 때문에, 편광 분리 프리즘에 있어서, 저렴한 재료 선택을 행하여도, 비임 형상을 작게 하고, 또배치를 자유롭게 배치할 수 있게 된다. 이 때문에, 보다 한 층 안정된 광 검출을 행하는 것이 가능해진다.
이 홀로그램 패턴을 구비함으로써, 3 비임법에 있어서, 회절 소자는 각 비임의 배치를 자유롭게 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 의하면, 제1 회절 소자에, 제1 부재와 제3 부재와의 경계면에서의 굴절에 의해서 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 가짐으로써, 저렴한 광학 소자의 재료 선택을 행하여도, 안정되게 신호를 검출할 수 있다. 즉, 안정된 신호 검출을 행한 후에, 종래 특히 고가인 제3 부재를 저렴한 것으로 할 수 있다.
상기한 홀로그램 패턴은 계산기를 이용하여 산출할 수 있고, 그 홀로그램 패턴은 포토리소그래피와 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해, 능률 좋게 투명 기판으로 형성할 수 있다. 이 결과, 제3 부재에 고가인 4 붕산화 리튬을 이용한 경우에 비해서, 큰 비용 저감을 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이, 회절광 만을 이용하여 신호를 검출하기 위해서, 제1 회절 소자의 설계 변수를 변경함으로써, 자유롭게 편광 스폿을 배치할 수 있어, 광 픽업 설계시의 광 검출기의 배치를 용이화 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 광원(1)과,
    상기 광원으로부터 광자기 기록 매체(10)에 이르는 광로 상에 배치된 렌즈(8, 9)와,
    상기 광원으로부터 상기 렌즈에 이르는 광로 상에 배치되고, 상기 광자기 기록 매체로부터의 반사광의 편광을 분리하는 광학 소자(5)와,
    상기 광학 소자에서 분리된 빛을 검출하는 광 검출기(4)를 포함하고,
    상기 광학 소자(5)는,
    등방성 광학 매질로 이루어지고, 상기 광원으로부터의 빛을 반사하여 상기 광자기 기록 매체에 이르게 되고, 상기 광자기 기록 매체로부터의 반사광을 통과시키는 제1 부재(20)와,
    상기 제1 부재에 인접하고, 등방성 광학 매질로 이루어져, 상기 1 부재를 통과한 상기 광자기 기록 매체로부터의 반사광을 또 통과시키기 위한 제2 부재(19)와,
    상기 제2 부재에 인접하고, 이방성 광학 매질로 이루어져, 상기 제2 부재를 통과한 빛을, 상기 제2 부재와의 경계면(18)에서 분리하고, 상기 광 검출기에 이르게되는 제3 부재(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 부재(20)는, 서로 대향하는 제1 평행면(20a, 17)과, 서로 대향하고, 또 각각 상기 제1 평행면과 소정의 각기둥을 이루며 교차하는 제2 평행면(20b, 20c)를 가지는 단면이 평행 사변형의 각주이고, 상기 제1 평행면의 한 쪽(17)은, 상기 제2 부재(19)와 접하여 있고, 상기 제2 평행면의 한 쪽(20b)은 상기 광원(1)과 대향하도록, 상기 제2 평행면의 다른 쪽(20c)은 상기 렌즈(8, 9)와 대향하도록, 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 부재(20) 및 상기 제2 부재(21)는, 동일한 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이방성 광학 매질(21)은, LiNO3이고,
    상기 등방성 광학 매질은, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율에 대한 비굴절율이 대략 0.77 이상인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 등방성 광학 매질의 굴절율을 n, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율을 n1라 하고,
    상기 제2 부재 및 상기 제3 부재의 경계면의 상기 반사광의 광축에 대한 경사각을 α도라 하면, 상기 α는 대략 다음식
    α = 65 ± 5 ×(n/n1/0.77)
    로 표현되는 각도 범위에 설정되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이방성 광학 매질은, YVO4이고,
    상기 등방성 광학 매질은, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율에 대한 비굴절율이 대략 0.72 이상인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 등방성 광학 매질의 굴절율을 n, 상기 이방성 광학 매질의 큰 쪽의 굴절율을 n1라 하고,
    상기 제2 부재 및 상기 제3 부재의 경계면의 상기 반사광의 광축에 달하는 경사각을 α도라 하면, 상기 α는 대략 다음식
    α = 67 ± 7 × (n/n1/0.72)
    로 표현되는 각도 범위에 설정되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  8. 제1항에 있어서, 또, 상기 광원(1)과 상기 제2 부재(19) 및 상기 제3 부재(21)의 경계면(18) 사이, 및 상기 제2 부재 및 상기 제3 부재의 경계면(18)과 상기 렌즈(8, 9) 사이에 각각 설치된, 2개의 1/2 파장판(15, 16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자와 상기 광 검출기 사이에, 회절 소자(13)를 또 구비하고, 그 회절 소자가 상기 제2 부재와 제3 부재와의 경계면에서의 굴절에의해 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 홀로그램은, 상기 회절 소자 상의 점(H)이면서, (LH - PH)′= nλ의 관계를 만족하는 점(H)의 궤적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
    다만, L : 제1 회절 소자를 투과하여 집광하는 점, LH : 점(H)과 점(L) 사이의 광로 길이, P : 제1 회절 소자에 의해서 회절되어 광 검출기에 집광한 점, PH : 점(P)과 점(H) 사이의 광로 길이, λ: 광비임의 파장, n : 정수, (LH - PH)′: 광로 길이(LH) 또는 광로 길이(PH) 중 어느 것에, 상기 경계면에 있어서의 파면 수차를 고려한 상태에서의 양자의 광로차.
  11. 광비임을 발생하는 광원(1)과,
    상기 광원으로부터 방사된 광비임을 광자기 기록 매체(10) 상에 집광하는 집광 수단(8, 9)과,
    상기 광원과 상기 집광 수단 사이에 배치되고, 등방성 광학 매질로 이루어지는 등방성 광학 부재(20)와 이방성 광학 매질로 이루어지는 이방성 광학 부재(21)에 의해 구성되고, 상기 등방성 광학 부재와 상기 이방성 광학 부재와의 경계면(18)이 편광 분리면을 형성하는 광학 소자(5)와,
    상기 광자기 기록 매체에서 반사하고, 유도된 빛을 수광하는 광 검출기(4)와,
    상기 광학 소자(5)와 광 검출기(4) 사이에 배치되고, 상기 광학 소자로부터의 빛을 상기 광 검출기로 유도하는 제1 회절 소자(13)를 구비하고,
    상기 제1 회절 소자(13)가, 상기 경계면에서의 굴절에 의해 발생한 파면 수차를 보상하는 홀로그램 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 홀로그램 패턴은, 상기 제1 회절 소자 상의 점(H)이면서, (LH - PH)′= nλ의 관계를 만족하는 점(H)의 궤적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
    다만, L : 제1 회절 소자를 투과하여 집광하는 점, LH : 점(H)과 점(L) 사이의 광로 길이, P : 제1 회절 소자에 의해서 회절되어 광 검출기에 집광한 점, PH : 점(P)과 점(H) 사이의 광로 길이, λ: 광비임의 파장, n : 정수, (LH - PH)′: 광로 길이(LH) 또는 광로 길이(PH) 중 어느 것에, 상기 경계면에 있어서의 파면 수차를 고려한 상태에서의 양자의 광로차.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 회절 소자(13)에서 회절된 회절광 만을 이용하여 신호를 검출하는 신호 검출을 구비한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 단면이 톱니 형상으로 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 광학 소자의 양면에 수지제의 1/2 파장판(15, 16)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 광원 및 광 검출기는, 투광성 창(14)을 가지는 기밀 밀봉된 패키지(33, 6) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 등방성 광학 부재가, 서로 다른 굴절율을 가지는 2 종류의 등방성 광학 매질(20, 19)로부터 형성되고, 그 2개의 등방성 광학 매질에 의해서 형성되는 경계면(17)과, 상기 이방성 매질(21)과 상기 등방성 매질의 한 쪽(19)으로부터 형성되는 경계면(18)를 구비하고, 상기 광자기 기록 매체에서 반사된 빛이 그 2개의 경계면을 차례로 통과하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
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