KR100539353B1 - 광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치 - Google Patents

광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치 Download PDF

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Abstract

투과형 홀로그램 소자는 서로 직교하는 가상의 분할선에 의해 등면적의 4개의 영역에 분할된 4분할 홀로그램면을 갖는다. 트랙킹 위상 조정 이전에는 한 쪽 분할선이 광 디스크의 트랙 방향에 대해 각도를 이루고, 다른 쪽 분할선이 광 디스크의 반경 방향에 대해 각도를 이룬다. 트랙킹 위상 조정 후에는 한 쪽 분할선이 광 디스크의 트랙 방향에 일치하며 다른 쪽 분할선이 광 디스크의 반경 방향에 일치한다. 트랙킹 동작시에는 집광 렌즈가 광 디스크의 반경 방향으로 이동한다. 다른 홀로그램 소자의 4분할 홀로그램면은 서로 직교하는 분할선에 의해 등면적의 4개의 영역으로 분할되고 있다. 4분할 광 검출부는 광 디스크의 반경 방향으로 거의 평행한 분할선과 이것에 직교하는 분할선으로 등면적의 4개의 광 검출부에 분할되어 있다. 4분할 홀로그램면의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 주 광속은 4분할 광 검출부의 한 쪽 분할선 상의 서로 반대측의 인접하는 위치에 집광 스폿으로서 집광되며 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 주 광속은 4분할 광 검출부의 다른 쪽 분할선 상의 서로 반대측의 떨어진 위치에 집광 스폿으로서 집광된다.

Description

광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치{OPTICAL PICKUP DEVICE AND APPARATUS FOR DRIVING OPTICAL RECORDING MEDIUM}
본 발명은 광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치에 관한 것이다.
광 디스크 드라이브 장치 등의 광학 기록 매체 구동 장치에 이용되는 광 픽업 장치는 레이저 광을 이용하여 광 디스크 등의 광학 기록 매체로의 정보 기록 및 정보 판독 혹은 서보 신호 검출을 행한다.
최근, 광 픽업 장치의 소형화, 경량화 및 저가격화의 요구에 따라, 회절 격자의 일종인 투과형 홀로그램 소자를 이용한 광 픽업 장치의 연구 및 개발이 행해지고 있다.
도 25는 일본국 특개평3-76035호 공보에 개시된 투과형 홀로그램 소자를 갖는 광 픽업 장치의 개략도이다. 이 광 픽업 장치는 비점 수차법에 의한 포커스 서보 및 3빔법에 의한 트랙킹 서보를 행한다.
도 25에 있어서, 광 디스크(101)의 반경 방향(radial direction)을 X방향으로 하고, 광 디스크(101)의 트랙 방향을 Y방향으로 하고, 광 디스크(101)의 디스크면에 수직 방향을 Z방향으로 한다.
반도체 레이저 소자(102)는 레이저 광(광속)을 Z방향으로 출사한다. 반도체 레이저 소자(102)로부터 출사된 광속은 3분할용 회절 격자(103)에 의해 거의 Y방향 및 Z방향을 포함하는 면 내에서 0차 회절 광속(주 광속), + 1차 회절 광속(부 광속) 및 - 1차 광속(부 광속)의 3개의 광속으로 분할되고, 투과형 홀로그램 소자(104)를 투과한다.
투과형 홀로그램 소자(104)를 투과한 3개의 광속은 집광 렌즈(105)에 의해 광 디스크(101) 상에 주 스폿 및 그 양측에 위치하는 부 스폿으로서 집광된다. 이 집광 렌즈(105)는 트랙킹 동작을 위해 화살표 U로 도시한 바와 같이 X방향으로 이동 가능하고 또한 포커스 동작을 위해 Z방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
광 디스크(101)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)은 투과형 홀로그램 소자(104)에 의해 거의 X방향 및 Z방향을 포함하는 면 내에서 회절되고, 광 검출기(106)에 의해 검출된다. 투과형 홀로그램 소자(104)는 도 26에 도시한 바와 같이, 비대칭인 패턴의 홀로그램면(140)을 지니고, 광 디스크(101)로부터의 3개의 귀환 광속에 각각 비점 수차를 제공한다.
도 27은 광 디스크(101) 상에 형성되는 주 스폿 및 부 스폿을 도시한 도면이다. 도 27에 도시한 바와 같이, 주 스폿 M0은 재생하여야 할 트랙 TR을 주사하고, 부 스폿 S1, S2는 주 스폿 M0의 양측을 트랙 TR에 약간 걸리게 주사하도록, 광 픽업 장치의 광학계가 조정된다.
도 28은 광 검출기(106)의 일례를 도시한 모식적 평면도이다. 이 광 검출기(106)는 비점 수차법을 이용한 포커스 서보를 행하기 위해 중심부에 설치된 4분할 광 검출부(160)와, 3빔법에 의한 트랙킹 서보를 행하기 위해 4분할 광 검출부(160)의 양측에 설치된 광 검출부 E, F를 포함한다. 4분할 광 검출부(160)의 중심부에는 상기 주 스폿 M0에 대응하는 귀환 광속(주 광속)이 입사하고, 광 검출부 E, F에는 각각 부 스폿 S1, S2에 대응하는 귀환 광속(부 광속)이 입사한다.
광 디스크(101)의 Z방향의 위치가 변화하면, 귀환 광속의 초점이 변하고, 광 검출기(106)의 4분할 광 검출부(160) 상에서의 광 스폿 형상이 도 29에 도시한 바와 같이 변화한다. 집광 렌즈(105)에 대해 광 디스크(101)가 너무 가까운 경우에는, 도29a에 도시한 바와 같이, 집광 스폿 S는 광 검출부 B와 광 검출부 D의 중심을 연결하는 방향이 길이 축 방향이 되는 타원형으로 된다. 광 디스크(101)가 집광 렌즈(105)의 집속점(포커스) 위치에 있는 경우에는, 도 29의 (b)에 도시한 바와 같이, 집광 스폿 S는 광 검출부 A, B, C, D 의 중심에서 원형이 된다. 광 디스크(101)가 집광 렌즈(105)에 대해 너무 먼 경우에는 도 29의 (c)에 도시한 바와 같이, 집광 스폿 S는 광 검출부 A와 광 검출부 C의 중심을 연결하는 방향이 길이 축 방향이 되는 타원형으로 된다.
따라서, 4분할 광 검출부(160)의 각 광 검출부 A, B, C, D의 출력 신호 PA, PB, PC, PD를 이용하여 다음 식의 포커스 에러 신호 FES가 얻어진다.
FES = (PA+PC) - (PB+PD)
상기 식의 포커스 에러 신호 FES는 광 디스크(101)가 너무 가까운 경우에 마이너스로 되어 양호한 포커스 상태의 경우에 0으로 되며, 광 디스크(101)가 너무 먼 경우에 플러스로 된다.
또한, 주 스폿 M0이 광 디스크(101)의 재생하여야 할 트랙 TR에 양호하게 트랙킹하고 있는 경우에는 광 검출부 E, F에 입사하는 2개의 부 광속의 강도가 같고, 주 스폿 M0이 재생하여야 할 트랙 TR 중 어느 한 쪽의 측으로 변이되어 있는 경우에는 부 광속의 한 쪽 강도가 커진다. 따라서, 광 검출부 E, F의 출력 신호 PE, PF를 이용하여 다음 식의 트랙킹 에러 신호 TES가 얻어진다.
TES = PE - PF
도 30은 광 디스크(101)의 Z방향의 위치에 의한 포커스 에러 신호 FES의 변화를 도시한 도면이다. 도 30의 포커스 에러 신호 FES의 변화는 S 커브 특성이라 불린다. 비점 수차법에 의하면, 연산에 낭비가 없고, S 커브 특성의 진폭을 크게 할 수 있어, 이상적인 S 형상이 얻어지는 등의 이점이 얻어진다. 따라서, 비점 수차법은 실용화되어 있는 광 픽업 장치에 있어서 가장 널리 채용되고 있다.
그런데, 반도체 레이저 소자(102)에서는 주위 온도에 의존하여 발진 파장의 변동이 생긴다. 이 발진 파장의 변동에 의해 투과형 홀로그램 소자(104)에서의 귀환 광속의 회절 각도가 변화한다.
발진 파장의 변동에 기인하는 포커스 에러 신호 FES의 변동을 방지하기 위해 광 검출기(106)의 4분할 광 검출부(160)는 발진 파장의 변동에 의해 홀로그램 소자(104)의 회절 광속이 이동하는 방향을 따른 분할선 LX로 분할된다.
그러나, 상술된 바와 같이 파장 변동을 고려하여 광 검출기(106)를 배치한 경우에 있어서도, 파장 변동이 커지면 회절 광속의 집광 스폿 S가 분할선 LX와 분할선 LY와의 교점을 분리하기 위해, 정확한 포커스 에러 신호 FES가 얻어지지 않게 된다고 하는 문제가 생긴다.
예를 들면, 광 디스크(101)가 집광 렌즈(105)로부터 너무 가까운 경우에, 반도체 레이저 소자(102)의 발진 파장이 길어지면, 도 31에 도시한 바와 같이, 4분할 광 검출부(160) 상의 집광 스폿 S가 실선으로 도시한 바와 같이 회절 방향과 동일한 방향(X방향)으로 이동한다. 그 결과, 광 검출부 A의 출력 신호 PA가 커져서, 포커스 에러 신호 FES의 값이 작아진다. 이에 따라, 도 32에 실선으로 도시한 바와 같이, S 커브 특성의 진폭이 작아져서, 포커스 상태의 검출 정밀도가 저하한다.
이 문제를 해결하기 위해 본 발명자는 포커스 서보용의 광 검출부로서 상호 직교하는 분할선 LX, LY로 분할되는 상기한 4분할 광 검출부(160)를 대신하여, 도 33에 도시한 바와 같은 상호 평행한 분할선으로 분할되는 포커스 서보용의 3분할 광 검출부(206)를 채용하였다.
광 검출부(206a, 206b, 206c0의 출력 신호 Sa, Sb, Sc를 이용하여 다음 식의 포커스 에러 신호 FES가 얻어진다.
FES = (Sa+Sc) - Sb
광축 방향의 집광 렌즈(105)의 이동량과 포커스 에러 신호 FES의 강도와의 관계를 나타낸 S 커브 특성을 양호하게 하기 위해서는, 회절 광속의 집광 스폿이 광 검출부(206a, 206c)에 균등하게 걸치도록 설정을 행할 필요가 있다. 그러나, 상기 광 검출부(206)를 이용한 경우, 회절 광속의 집광 스폿이 광 검출부(206a, 206c)에 균등하게 걸치도록 조정하는 것이 곤란하다.
그래서, 또한 본 발명자는 도 34에 도시한 바와 같은 광 픽업 장치를 제작하고, 실험을 행하였다.
도 34에 있어서, 반도체 레이저 소자(302)는 레이저 광(광속)을 Z방향으로 출사한다. 반도체 레이저 소자(302)로부터 출사된 광속은 3분할용 회절 격자(303)에 의해 거의 Y방향 및 Z방향을 포함하는 면 내에서 3개의 광속(주 광속과 그 양측에 위치하는 1쌍의 부 광속)으로 분할되고, 투과형 홀로그램 소자(304)를 투과한다. 투과형 홀로그램 소자(304)를 투과한 3개의 광속은 집광 렌즈(305)에 의해 광 디스크(301) 상에 주 스폿 및 그 양측에 위치하는 부 스폿으로서 집광된다.
광 디스크(301)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)은 투과형 홀로그램 소자(304)에 의해 거의 X방향 및 Z방향을 포함하는 면 내에서 회절되고, 광 검출기(306)에 의해 검출된다. 투과형 홀로그램 소자(304)는 3개의 광속을 투과하고 또한 광 디스크(301)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)을 각각 2분할함과 동시에 회절하고, 또한 그 2분할된 광속에 포커스 상태에 대응한 비점 수차를 제공한다.
도 35에 도시한 바와 같이, 홀로그램 소자(304)는 트랙 방향을 따라서 연장되는 분할선 304L에 의해 분할된 영역(304a, 304b)을 갖는다. 또, 도면 중에 상기 3개의 광속 M, S1, S2에 의한 광 스폿 m, s1, s2를 모식적으로 도시한다.
또한, 도 36에 도시한 바와 같이, 광 검출기(306)는 영역(304a)에서 회절된 주 광속에 관한 귀환 광속을 검출하는 광 검출부(316a, 316b, 316c)로 이루어지는 광 검출부(306a)와, 영역(304b)에서 회절된 주 광속에 관한 귀환 광속을 검출하는 광 검출부(316d, 316e, 316f)로 이루어지는 광 검출부(306b)와, 영역(304a, 304b)에서 회절된 한 쪽의 부 광속에 관한 귀환 광속을 검출하는 광 검출부(306c)와, 동 영역(304a, 304b)에서 회절된 다른 쪽의 부 광속에 관한 귀환 광속을 검출하는 광 검출부(306d)를 갖는다.
광 검출부(316a, 316b, 316c, 316d, 316f)로부터 얻어지는 출력 신호 S8, Sb, Sc, Sd, Se, Sf, 및 광 검출부(306cc, 306d)로부터 얻어지는 출력 신호 SA, SB에 기초하여, 포커스 에러 신호 FES 및 트랙킹 에러 신호 TES는 다음 식으로 구할 수 있다.
FES = (Sa +Sc +Se) - (Sb + Sd +Sf)
TES=SA - SB
포커스 에러 신호 FES는 상술된 바와 같이하여 구할 수 있으므로, 집광 스폿이 광 검출부(306a, 306b)의 중심으로부터 변이되더라도, 이 변이를 보정하도록 연산이 행해져서, 정확한 포커스 에러 신호 FES가 얻어진다.
그러나, 상술된 바와 같이 2분할된 홀로그램 소자(304)를 이용한 광 픽업 장치에서는, 예를 들면 원하는 트랙 위치로 집광 스폿을 이동시키기 위해 도 37에 도시한 바와 같이, 집광 렌즈(305)를 트랙 방향에 대개 수직 방향[광 디스크(301)의 반경 방향]으로 이동시킬 때에, 도 38에 도시한 바와 같이, 홀로그램 소자(304)의 영역(304a)과 영역(304b)에서 귀환 광속의 통과 영역의 크기가 다르게 된다.
따라서, 집광 렌즈(305)의 반경 방향의 이동에 따라, 광 검출부(306a)와 광 검출부(306b)에서 수취하는 주 광속에 관한 귀환 광속의 검출 광량이 변동한다. 이에 따라, 집광 렌즈(305)를 반경 방향으로 예를 들면 0㎛ ±400㎛ 이동시킬 때의 S 커브 특성은 도 39에 도시한 바와 같이되어, 정확한 포커스 에러 신호 FES를 얻을 수 없게 된다.
본 발명의 목적은 트랙 위치 이동이나 광원의 파장 변동에 상관없이 바람직한 포커스 서보를 행할 수 있는 광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 이동한 경우에서도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있는 광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 이동한 경우에서도, 또한 광원의 파장 변동에 의한 귀환 광속의 회절 각도가 변화한 경우에서도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있는 광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광원의 파장 변동에 의해 귀환 광속의 회절 각도가 변화한 경우에서도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있는 광 픽업 장치 및 그것을 이용한 광학 기록 매체 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광원의 파장 변동에 의해 귀환 광속의 회절 각도가 변화한 경우에서도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있는 홀로그램 소자를 제공하는 것이다.
광학 기록 매체에 광속을 조사하고, 그 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 검출하는, 본 발명에 따른 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈와, 광학 기록 매체로부터 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자와, 제1 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속을 검출하는 제1 및 제2 광 검출부를 갖는 광 검출기를 구비하고, 제1 회절 소자는 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 연장되는 제1 분할선과 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 지니고, 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 광 검출기의 제1 광 검출부는 제1 회절 소자의 4개의 영역 중 한 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 제2 광 검출부는 제1 회절 소자의 4개의 영역 중 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 제1 및 제2 광 검출부의 각각은 광원의 파장 변동에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향에 있어서 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이를 갖는다.
본 발명의 광 픽업 장치에서는, 제1 회절 소자의 4개의 영역 중 한 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속이 제1 광 검출부에서 검출되고, 또한 제1 회절 소자의 4개의 영역 중 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속이 제2 광 검출부에서 검출된다. 따라서, 제1 광 검출부에서의 귀환 광속의 수광 면적과 제2 광 검출부에서의 귀환 광속의 수광 면적과의 차이를 비교함으로써, 포커스 에러 신호를 얻을 수 있다.
또한, 제1 회절 소자가 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 연장되는 제1 분할선과 그 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 지니고, 더구나 집광 렌즈가 트랙킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동하도록 설치되어 있다. 그 때문에, 집광 렌즈의 트랙킹 동작에 의해 제1 회절 소자에서의 귀환 광속의 위치가 변화하더라도, 제1 회절·소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적과, 제1 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적이 거의 변화하지 않는다. 이에 따라, 트랙킹 동작시의 집광 렌즈의 이동에 따른 포커스 에러 신호의 열화가 억제된다.
더구나, 포커스 상태를 검출하기 위한 제1 및 제2 광 검출부의 각각이, 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의해 이동하는 방향에 있어서 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이(즉, 집광 스폿이 이동하여도 그것이 광 검출부내에 위치하는 길이)를 갖으므로, 광원의 파장 변동이 발생하여도, 광 검출기의 각 광 검출부에서 검출되는 귀환 광속의 광량이 변화하지 않는다. 따라서, 광원의 파장 변동에 의한 포커스 에러 신호의 열화가 억제된다.
이 결과, 광 픽업 장치의 포커스 특성 및 시야 특성이 개선된다.
제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속과의 비교에 의해 포커스 상태의 검출이 가능해지도록 포커스 상태에 대응한 공간 변동을 각각 각 귀환 광속에 제공할 수 있다.
이 경우, 제1 회절 소자의 4개의 영역 중 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에 포커스 상태에 대응한 공간 변동이 부여되고 광 검출기의 제1광 검출부에서 검출되고, 또한 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에 포커스 상태에 대응한 공간 변동이 부여되어 광 검출기의 제2 광 검출부에서 검출된다.
이에 따라, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향에 따라 이동한 경우에서도, 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에 입사하는 귀환 광속의 합계 면적 및 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에 입사하는 귀환 광속의 합계 면적이 변화하지 않고, 제1 광 검출부에서의 수광량의 합계 및 제2 광 검출부에서의 수광량의 합계도 변화하지 않는다. 따라서, 트랙킹 동작시에도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
또, 광원은 반도체 레이저인 것이 바람직하다. 또한, 4개의 영역 중 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역이란, 한 쪽 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속과 다른 쪽 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에, 포커스 상태에 대응하여 상호 상반 관계의 공간 변동을 제공하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 광 검출부의 각각은 광원의 파장 변동에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향을 따른 가상의 분할선으로 분할된 복수의 수광 영역을 포함할 수도 있다.
복수의 수광 영역은 제1 수광 영역과, 제1수광 영역의 양측에 배치되고 또한 제1 수광 영역보다도 폭이 넓은 2개의 제2 수광 영역을 포함할 수도 있다.
이 경우, 제1 회절 소자의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에 기초하는 2개의 집광 스폿의 대향점이 폭이 좁은 수광 영역 내에 위치하도록, 광학계를 비교적 용이하게 설정할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 광 검출부의 각각에 있어서 양측의 폭이 넓은 수광 영역으로부터 얻어지는 출력 신호를 상호 가산하고, 가산 결과의 차에 기초하여 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속의 수광 면적과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속의 수광면적과의 차이를 비교할 수 있다.
더구나, 각 폭이 좁은 수광 영역으로부터 얻어지는 출력 신호는 재생 신호를 얻을 때에 이용할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 광 검출부의 폭이 좁은 수광 영역의 출력 신호와 그 양측의 수광 영역의 출력 신호와의 합을 구함으로써, 재생 신호의 강도가 커진다. 그 결과, 양호한 재생 신호가 얻어진다.
광학 기록 매체로부터의 귀환 광속에 의한 제1 회절 소자 상의 광 스폿이 제1 분할선에 관해 거의 대칭인 형상을 가질 수도 있다.
이 경우, 트랙킹 동작에 의해 집광 렌즈가 이동하여도, 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적과, 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적이 보다 같게 되므로, 집광 렌즈의 이동에 의한 포커스 에러 신호의 열화가 보다 억제된다.
광학 기록 매체의 반경 방향과 광원의 파장 변동에 의해 집광 스폿의 이동하는 방향이 상호 거의 평행한 관계에 있을 수 있다.
이 경우, 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적과의 비율을 거의 유지한 상태에서, 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 광 검출기의 제1 광 검출부에서 검출함과 동시에, 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 제2광 검출부에서 검출할 수 있으므로, 포커스 에러 신호의 열화가 보다 억제된다.
광학 기록 매체의 반경 방향과 광원의 파장 변동에 의해 집광 스폿의 이동하는 방향이 상호 거의 직교하는 관계에 있어도 된다.
이 경우, 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역으로의 귀환 광속의 입사 면적과의 비율을 거의 유지한 상태에서, 한 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 광 검출기의 제1 광 검출부에서 검출함과 동시에, 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 제2 광 검출부에서 검출할 수 있으므로, 포커스 에러 신호의 열화가 보다 억제된다.
또, 광 검출기의 제1 및 제2 광 검출부가 광원의 파장 변동에 의한 집광 스폿의 이동 방향으로 수직 방향을 따라서 일직선 상에 배치되면, 광축 조정을 제1 회절 소자의 회전에 의해 용이하게 행할 수 있다. 이 경우, 광 스폿의 대칭성의 점으로부터, 광 검출기의 제1 및 제2 광 검출부를 구성하는 각 수광 영역의 길이방향이 트랙 방향을 따르는 것이 바람직하다.
공간 변동은 비점 수차여도 좋다. 이 경우, 비점 수차법에 의한 포커스 서보를 행할 수 있다.
제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역이란, 각각 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속에 상호 직교 관계에 있는 비점 수차를 제공할 수도 있다.
또, 이 직교 방향의 한 쪽은 광 검출기의 제1 및 제2광 검출부에 있어서의 분할선에 거의 평행한 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 수광 면적의 차이가 커지므로, 양호한 포커스 에러 신호를 얻을 수 있다.
제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역이란, 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치와 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치가 포커스시에 상호 다른 높이에 위치하도록 각각 각 귀환 광속에 공간 변동을 제공할 수도 있다.
이 경우, 포커스 상태에 따라서 광 검출기의 포커스 상태 검출용의 제1 및 제2광 검출부에서 귀환 광속에 의한 집광 스폿의 크기가 다르게 변화하므로, 포커스서보를 행할 수 있다.
포커스시에, 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치는 광 검출기의 수광면보다 앞에 위치하고, 제1 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치는 광 검출기의 수광면보다 안쪽에 위치한다.
이 경우, 포커스 상태에 따라서 광 검출기의 포커스 상태 검출용의 제1 및 제2 광 검출부에서 귀환 광속에 의한 집광 스폿의 크기가 상호 역 관계가 되도록 변화하고, 더구나 제1 및 제2광 검출부에서 귀환 광속에 의한 집광 스폿의 크기가 거의 동일한 경우를 포커스 상태로 하도록 설정할 수 있으므로, 포커스 서보를 용이하게 행할 수 있다.
광 픽업 장치가 광원과 제1 회절 소자와의 사이의 광로 중에 설치되고, 광원으로부터 출사된 광속을 주 광속과 트랙킹 상태 검출용의 부 광속으로 분할하는 제2 회절 소자를 더욱 구비하고, 집광 렌즈는 제2 회절 소자에 의해 분할된 주 광속 및 부 광속을 광학 기록 매체에 조사하고, 제1 회절 소자는 광학 기록 매체로부터 집광 렌즈를 통해 제공되는 주 광속 및 부 광속을 회절하고, 광 검출기의 제1 광 검출부는 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 주 광속을 검출하고, 제2 광 검출부는 제1 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 주 광속을 검출하고, 광 검출기는 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 부 광속 및 제1 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 부 광속을 검출하는 제3 광 검출부를 더욱 포함하고, 제3 광 검출부는 광원의 파장 변동에 의해 회절된 부 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향에 있어서 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이를 가질 수도 있다.
이 경우, 광원의 파장 변동이나 트랙킹 동작에 의한 집광 렌즈의 이동에 의한 포커스 에러 신호의 열화를 방지하면서 3빔법에 의한 트랙킹 서보를 행할 수 있다.
제1 회절 소자의 제1 분할선은 제2 회절 소자에 의해 분할된 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 설치되어도 좋다.
이 경우에는, 제2 회절 소자에 의해 분할된 주 광속 및 부 광속이 광학 기록 매체의 트랙에 대해 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 된 상태에서 제1 회절 소자의 제1 분할선이 집광 렌즈의 이동 방향으로 평행해진다. 따라서, 트랙킹 상태 및 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
제2 회절 소자 및 제1 회절 소자는 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 소정축의 주위로 회동 가능하게 설치되고, 제1 회절 소자의 제1 분할선은 위치관계의 조정 후에 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 되도록 위치 관계의 조정 전에 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록, 형성되어도 좋다.
이 경우, 제2 회절 소자 및 제1 회절 소자를 소정의 축의 주위로 회동시킴으로써, 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 조정을 행한 후에, 제1 회절 소자의 제1 분할선이 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 된다. 따라서, 위치 관계의 조정 후에 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동하여도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
제2 회절 소자의 회절 홈은 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록, 트랙의 접선 방향에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성될 수도 있다.
이 경우에는, 제2 회절 소자 및 제1 회절 소자를 소정의 축의 주위로 회동시키지 않고, 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계로 되고, 또한 제1 회절 소자의 제1 분할선이 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 된다. 따라서, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동하여도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
부 광속은 주 광속의 양측에 위치하는 2개의 부 광속을 포함하고, 광 검출기의 제3 광 검출부는 제1 및 제2 광 검출부를 사이에 두고 배치되고, 또한 2개의 부 광속을 각각 검출하는 2개의 제3 광 검출부를 포함할 수도 있다.
제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 광 검출기의 제1 광 검출부에 형성되는 2개의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의한 이동 방향과 직교하는 방향을 따라서 정렬되도록 귀환 광속을 회절시키는 회절면 패턴을 가질 수 있고, 제1 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 광 검출기의 제2 광 검출부에 형성되는 2개의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의한 이동 방향과 직교하는 방향을 따라서 정렬되도록 귀환 광속을 회절시키는 회절면 패턴을 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른, 광학 기록 매체를 구동하는 광학 기록 매체 구동 장치는 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동 기구와, 광학 기록 매체에 광속을 조사하는 광 픽업 장치와, 광 픽업 장치를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동 기구와, 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하고, 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈와, 광학 기록 매체로부터 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자와, 제1 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속을 검출하는 제1 및 제2 광 검출부를 갖는 광 검출기를 구비하고, 제1 회절 소자는 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 연장되는 제1 분할선과 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 지니고, 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 광 검출기의 제1 광 검출부는 제1 회절 소자의 4개의 영역 중 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 제2광 검출부는 제1회절 소자의 4개의 영역 중 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 제1 및 제2 광 검출부의 각각은 광원의 파장 변동에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향에 있어서 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이를 갖는다.
그 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서는, 상기한 광 픽업 장치를 이용하고있으므로, 트랙 위치 이동이나 광원의 파장 변동에 상관없이 바람직한 포커스 서보를 행할 수 있다.
광학 기록 매체에 광속을 조사하고, 그 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 검출하는, 본 발명의 또 다른 국면에 따른 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈와, 광학 기록 매체로부터 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자와, 제1 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 구비하고, 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향에 따라 이동 가능하게 설치되고, 제1 회절 소자는 집광 렌즈의 이동 방향으로 평행한 제1 분할선으로 분할된 복수의 영역을 갖는 것이다.
그 광 픽업 장치에 있어서는, 제1 회절 소자가 집광 렌즈의 이동 방향으로 평행한 제1 분할선으로 복수의 영역으로 분할되어 있으므로, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동하여도, 제1 회절 소자의 각 영역에 입사하는 귀환 광속의 면적이 변화하지 않는다. 따라서, 트랙킹 동작시에도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
제1 회절 소자는 제1 분할선 및 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 지니고, 광 검출기는 제1 회절 소자의 각 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하는 복수의 광 검출부를 가질 수 있다.
이 경우, 제1 회절 소자가 집광 렌즈의 이동 방향으로 평행한 제1 분할선 및 그 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 4개의 영역으로 분할되고, 광 검출기가 제1 회절 소자의 각 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하는 복수의 광 검출부를 갖으므로, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동하여도, 제1 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치에 있는 2개의 영역에 입사하는 귀환 광속의 합계 면적 및 다른 쪽의 대각선 위치에 있는 2개의 영역에 입사하는 귀환 광속의 합계 면적이 변화하지 않고, 한 쪽 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속의 수광량의 합계 및 다른 쪽의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속의 수광량의 합계도 변화하지 않는다. 따라서, 트랙킹 동작시에도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
광 픽업 장치가 광원과 제1 회절 소자와의 사이의 광로 중에 설치되고, 광원으로부터 출사된 광속을 주 광속과 트랙킹 상태 검출용의 부 광속으로 분할하는 제2 회절 소자를 더욱 구비하고, 집광 렌즈는 제2 회절 소자에 의해 분할된 주 광속 및 부 광속을 광학 기록 매체에 조사하고, 제1 회절 소자는 광학 기록 매체로부터 집광 렌즈를 통해 제공되는 주 광속 및 부 광속을 회절하고, 광 검출기의 복수의 광 검출부는 제1 회절 소자로 회절된 주 광속을 검출하고, 광 검출기는 제1 회절 소자로 회절된 부 광속을 검출하는 광 검출부를 더욱 포함할 수도 있다.
제1 회절 소자의 제1 분할선은 제2 회절 소자에 의해 분할된 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 설치되어도 좋다.
이 경우에는, 제2 회절 소자에 의해 분할된 주 광속 및 부 광속이 광학 기록 매체의 트랙에 대해 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 된 상태에서, 제1 회절 소자의 제1 분할선이 집광 렌즈의 이동 방향으로 평행해진다. 따라서, 트랙킹 상태 및 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
제2 회절 소자 및 제1 회절 소자는 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록, 소정 축의 주위로 회동 가능하게 설치되고, 제1 회절 소자의 제1 분할선은 상기 위치 관계의 조정 후에 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 되도록, 상기 위치 관계의 조정 전에 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성될 수도 있다.
이 경우, 제2 회절 소자 및 제1 회절 소자를 소정의 축의 주위로 회동시킴으로써, 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 조정을 행한 후에, 제1 회절 소자의 제1 분할선이 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 된다. 따라서, 위치 관계의 조정 후에 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동하여도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 제2 회절 소자의 회절 홈은 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록, 트랙의 접선 방향에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성될 수도 있다.
이 경우에는, 제2 회절 소자 및 제1 회절 소자를 소정의 축의 주위로 회동시키지 않고, 광학 기록 매체의 트랙에 대한 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계로 되고, 또한 제1 회절 소자의 제1 분할선이 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 된다. 따라서, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동하여도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른, 광학 기록 매체를 구동하는 광학 기록 매체 구동 장치는 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동 기구와, 광학 기록 매체에 광속을 조사하는 광 픽업 장치와, 광 픽업 장치를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동 기구와, 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하고, 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈와, 광학 기록 매체로부터 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자와, 제1 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속을 검출하는 광 검출기를 구비하고, 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향에 따라 이동 가능하게 설치되고, 제1 회절 소자는 집광 렌즈의 이동 방향으로 평행한 제1 분할선으로 분할된 복수의 영역을 갖는다.
그 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서는, 상기한 광 픽업 장치를 이용하고있으므로, 트랙킹 동작시에도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
광학 기록 매체에 광속을 조사하고, 그 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 검출하는, 본 발명의 또 다른 국면에 따른 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속에 기초한 귀환 광속을 회절시키는 회절 소자와, 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속을 검출하는 광 검출기를 구비하고, 회절 소자는 상호 직교하는 분할선으로 분할된 4개의 영역을 지니고, 광 검출기는 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의해 이동하는 방향으로 대개 평행한 제1 분할선과 제1 분할선에 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 광 검출부를 지니고, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 하여 제2 분할선 상의 상호 반대측의 인접하는 위치에 각각 집광 스폿을 형성하고, 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 하여 제1 분할선 상의 상호 반대측의 떨어진 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 것이다.
그 광 픽업 장치에 있어서는 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에 의한 집광 스폿이 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 하여 제2 분할선 상의 상호 반대측의 인접하는 위치에 각각 형성되고, 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에 의한 집광 스폿이 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 하여 제1 분할선 상의 상호 반대측의 떨어진 위치에 각각 형성된다.
광원의 파장 변동에 의해 귀환 광속의 회절 각도가 변화하면, 광 검출기 상에서 집광 스폿이 제1 분할선에 따라 이동한다. 이 경우, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로부터의 귀환 광속에 의한 집광 스폿은 제2 분할선 상에서 양측의 광 검출부 중 어느 한 쪽으로 이동한다. 그러나, 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역으로부터의 귀환 광속에 의한 집광 스폿은 이동 전에 제1 및 제2 분할선의 교점으로부터 상호 떨어진 제2 분할선 상에 형성되므로, 제1 분할선에 따라 이동하여도 제2 분할선을 넘지 않는다.
그 때문에, 집광 스폿의 이동에 의한 각 광 검출부의 출력 신호의 변화가 반이하로 낮게 억제된다. 따라서, 광원의 파장 변동시에도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
더구나, 종래 예와 마찬가지로, S 커브 특성의 진폭을 크게 할 수 있고, 또한 집속시에 있어서의 4개의 광 검출부의 출력이 균등하게 되므로 조정이 용이하다.
특히, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역 및 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 4개의 광 검출부의 출력의 연산에 의해 광학 기록 매체 상의 포커스 상태의 검출이 가능하게 되도록 포커스 상태에 대응한 공간 변동을 각각 각 귀환 광속에 제공할 수도 있다.
이 경우, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속에 포커스 상태에 대응한 공간 변동이 부여되어 광 검출기의 제2 분할선의 양측의 광 검출부에서 수광되고, 또한 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 환 광속에 포커스 상태에 대응한 공간 변동이 부여되어 광 검출기의 제1 분할선의 양측의 광 검출부에서 수광된다.
이에 따라, 광 검출기의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 광 검출부의 출력 신호와 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 광 검출부의 출력 신호를 비교함으로써, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 검출할 수 있다.
또한, 포커스 상태에 대응한 공간 변동은 비점 수차여도 좋다. 이 경우에는, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태가 집속점 상태로부터 벗어나면, 광 검출기 상에서의 집광 스폿의 형상이 편평하게 변화하고, 광 검출기의 각광 검출부의 출력 신호가 변화한다. 따라서, 광 검출기의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 광 검출부의 출력 신호의 합계와 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 광 검출부의 출력 신호의 합계를 비교함으로써 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 검출할 수 있다.
비점 수차는 광 검출기의 제1 및 제2 분할선에 대해 거의 45도의 방향으로 제공될 수 있다. 이 경우, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태가 집속점 상태로부터 벗어나면, 광 검출기 상에서의 집광 스폿의 형상이 제1 및 제2 분할선에 대해 거의 45도의 각도를 이루는 긴 축을 갖는 타원 형상으로 된다.
회절 소자의 4개의 영역은 상기 회절 소자의 분할선의 교점을 공통의 원점으로서 형성되고, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 기준으로 설정된 홀로그램 패턴을 지니고, 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점으로부터 상호 떨어진 제1 분할선 상의 2점을 기준에 각각 설정된 홀로그램 패턴을 가질 수 있다.
특히, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의해 이동하는 방향으로 거의 평행한 방향에 따라서 배치되고, 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의해 이동하는 방향으로 거의 직교하는 방향으로 배치될 수도 있다.
회절 소자의 분할선은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선에 대해 거의 45도의 각도를 이룰 수 있다.
광원은 타원 형상의 원시야상(遠視野像)을 갖는 광속을 출사하고, 귀환 광속은 회절 소자에 타원 형상의 광 스폿을 형성하고, 타원 형상의 광 스폿의 짧은 축이 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로 연장되고 또한 긴 축이 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로 연장되도록 광원과 회절 소자와의 위치 관계가 설정될 수도 있다.
이 경우, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에 입사하는 귀환 광속의 면적이 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에 입사하는 귀환 광속의 면적보다도 작아진다. 이에 따라, 광 검출기의 제2 분할선 상에 형성되는 집광 스폿의 광 강도가 광 검출기의 제1 분할선 상에 형성되는 집광 스폿의 광 강도보다도 낮아진다.
따라서, 광원의 파장 변동에 의해 광 검출기 상에서의 집광 스폿이 제1 분할선에 따라서 이동한 경우에, 광 검출기의 각 광 검출부의 출력 신호의 변화가 작아진다. 이 결과, 광원의 파장 변동시에도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 더욱 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 홀로그램 소자는 입사 광속을 회절시키고, 회절된 광속의 집광 스폿을 가상면 상에 형성하는 회절면을 구비하고, 회절면은 상호 직교하는 분할선으로 4개의 영역으로 분할되고, 상호 직교하는 분할선은 입사 광속의 광축과 회절된 광속의 광축을 포함하는 면과, 회절면과의 교선에 대해, 대략 45도의 각도를 이루며, 회절면은 회절된 광속에 비점 수차를 제공한다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 홀로그램 소자는 입사 광속을 회절시키고 회절된 광속의 집광 스폿을 가상면 상에 형성하는 회절면을 구비하고, 회절면은 상호 직교하는 분할선으로 4개의 영역으로 분할되고, 4개의 영역 중 한 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 가상면 상의 제1 가상선과 제1 가상선에 직교하는 제2 가상선과의 교점을 중심으로 하여 제2 가상선 상의 상호 반대측의 인접하는 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 홀로그램 패턴을 지니고, 4개의 영역 중 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역은 제1 및 제2 가상선의 교점을 중심으로 하여 제1 가상선 상의 상호 반대측의 떨어진 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 홀로그램 패턴을 지니고, 제1 가상선은 입사 광속의 광축과 회절된 광속의 광축을 포함하는 면 내에 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른, 광학 기록 매체를 구동하는 광학 기록 매체 구동 장치는 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동 기구와, 광학 기록 매체에 광속을 조사하는 광 픽업 장치와, 광 픽업 장치를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동 기구와, 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하고, 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속에 기초한 귀환 광속을 회절시키는 회절 소자와, 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속을 검출하는 광 검출기를 구비하고, 회절 소자는 상호 직교하는 분할선으로 분할된 4개의 영역을 지니고, 광 검출기는 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 광원의 파장 변동에 의해 이동하는 방향으로 거의 평행한 제1분할선과 제1 분할선에 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 광 검출부를 지니고, 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 하여 제2 분할선 상의 상호 반대측의 인접하는 위치에 각각 집광 스폿을 형성하고, 회절 소자의 다른 쪽의 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 광 검출기의 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 하여 제1 분할선 상의 상호 반대측의 떨어진 위치에 각각 집광 스폿을 형성한다.
그 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서는, 상기한 광 픽업 장치를 이용하고있으므로, 광원의 파장 변동시에도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략도이다. 도 1의 광 픽업 장치(100)는 비점 수차법에 따른 포커스 서보 및 3빔법에 따른 트랙킹 서보를 행한다.
도 1에서, CD (컴팩트 디스크) 등의 반사형의 광 디스크(1)의 반경 방향을 X 방향으로 하고, 광 디스크(1)의 트랙 방향을 Y 방향으로 하고, 광 디스크(1)의 디스크면에 수직인 방향을 Z 방향으로 한다.
광 픽업 장치(100)는 교환 광 유닛(10) 및 집광 렌즈(5)를 구비한다. 교환 광 유닛(10)은 반도체 레이저 소자(2), 투과형의 3 분할용 회절 격자(3), 투과형 홀로그램 소자(4) 및 광 검출기(6)로 이루어진다.
반도체 레이저 소자(2)는 스템(7) 상에 설치된 히트 싱크(8)의 측면에 장착되고, 광 검출기(6)는 스템(7) 상에 장착되어 있다. 3 분할용 회절 격자(3)는 광학 유리 또는 광학 수지 등으로 이루어지고, 홀더(9) 내에 스페이서(9a)를 통해 배치되어 있다. 또한, 투과형 홀로그램 소자(4)는 홀더(9) 상면의 개구부에 배치되어 있다.
반도체 레이저 소자(2)는 레이저 광(광속)을 Z 방향으로 출사한다. 3 분할용 회절 격자(3)는 회절면(30)을 갖고, 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 광속을 거의 Y 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 0차 회절 광속(주 광속) M, +1차 회절 광속(부 광속) S1 및 -1차 회절 광속(부 광속) S2로 이루어지는 3개의 광속으로 분할하고, 투과형 홀로그램 소자(4)를 투과시킨다. 또, 도면 중 상기 3개의 광속은 하나의 광속으로 나타낸다.
집광 렌즈(5)는 트랙킹 서보를 위해 화살표 U로 나타낸 바와 같이 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)으로 이동 가능하게 지지되고, 또한 포커스 서보를 위해 상하 방향(Z 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 이 집광 렌즈(5)는 투과형 홀로그램 소자(4)를 0차에서 회절 투과한 주 광속 M 및 2개의 부 광속 S1, S2를 광 디스크(1) 상에 각각 주 스폿 M0 및 그 양측에 위치하는 부 스폿 S1, S2로서 집광시킨다.
투과형 홀로그램 소자(4)는 4 분할 홀로그램면(40)을 갖고, 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속) M, S1, S2를 각각 4 분할함과 동시에, 거의 X 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 1차 회절시켜 광 검출기(6)로 입사된다. 이 때, 이 투과형 홀로그램 소자(4)는 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속 M, S1, S2에 광 디스크(1)에서의 포커스 상태에 대응한 공간 변동(본 실시예에서는 비점 수차)을 각각 부여한다.
광 검출기(6)는 광 디스크(1)로 반사되어 집광 렌즈(5)를 통해 투과형 홀로그램 소자(4)에 의해 1차로 투과 회절된 3개의 광속 M, S1, S2를 검출한다.
본 실시예에서는, 광 디스크(1)가 광학 기록 매체에 상당하고, 반도체 레이저 소자(2)가 광원에 상당하고, 투과형 홀로그램 소자(4)가 제1 회절 소자에 상당하고, 3 분할용 회절 격자(3)가 제2 회절 소자에 상당한다.
이 광 픽업 장치(100)에서는, 도 27에 도시된 바와 같이 주 스폿 M0이 재생해야 할 트랙 TR을 주사하고, 부 스폿 S1, S2가 주 스폿 M0의 양측을 트랙 TR에 약간 걸려 주사하도록 트랙킹 위상 조정을 행할 필요가 있다. 이 트랙킹 위상 조정은 교환 광 유닛(10)을 Z 방향을 중심으로 하여 화살표 R의 방향으로 소정의 각도θ 회전시킴으로써 행한다. 여기서, 각도θ는 1도 내지 3도이다.
도 2는 도 1의 광 픽업 장치(100)에서의 투과형 홀로그램 소자(4)의 평면도이다. 이 투과형 홀로그램 소자(4)의 4 분할 홀로그램면(40)은 상호 직교하는 가상의 분할선 4L, 4M에 의해 등면적의 4개의 영역(4a, 4b, 4c, 4d)으로 분할되어 있다. 또, 도면 중, m0, s1 및 s2는 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속 중 각각 주 광속 M 및 2개의 부 광속 S1, S2에 의한 광 스폿을 나타낸다.
트랙킹 위상 조정 이전에는, 분할선 4L은 광 디스크(1)의 트랙 방향(Y 방향)에 대해 각도θ를 이루고, 분할선 4M은 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 대해 각도θ를 이룬다.
분할선 4L과 분할선 4M과의 교점에 대해 한 쪽 대칭인 위치(한 쪽 대각선 위치)에 있는 영역(4a, 4c)은 동일한 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)을 갖고, 다른 쪽 대칭인 위치(다른 쪽 대각선 위치)에 있는 영역(4b, 4d)은 동일한 홀로그램면 패턴을 갖는다. 또한, 영역(4a, 4c)과 영역(4b, 4d)은 상호 역관계의 공간 변동(본 실시예에서는 상호 직교하는 관계의 비점 수차)을 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속에 부여한다.
도 3은 트랙킹 위상 조정 전의 광 디스크(1)의 트랙 TR, 투과형 홀로그램 소자(4) 및 3 분할용 회절 격자(3)의 상태를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 4는 트랙킹 위상 조정 후의 광 디스크(1)의 트랙 TR, 투과형 홀로그램 소자(4) 및 3 분할용 회절 격자(3)의 상태를 나타내는 평면도이다.
트랙킹 위상 조정 전에는, 도 3에 도시된 바와 같이 주 스폿 M0 및 2개의 부 스폿 S1, S2가 광 디스크(1)의 하나인 트랙 TR 상에 형성된다. 이 때, 투과형 홀로그램 소자(4)의 분할선 4L은 광 디스크(1)의 트랙 방향(Y 방향)에 대해 각도θ를 이루고, 분할선 4M은 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 대해 각도θ를 이루고 있다. 한편, 3 분할용 회절 격자(3)의 회절면(30)의 회절 홈의 방향은 X 방향으로 일치하고 있다. 즉, 투과형 홀로그램 소자(4)의 분할선 4M은 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 홈에 대해 각도θ를 이루고 있다.
트랙킹 위상 조정 후에는, 도 4에 도시된 바와 같이 주 스폿 M0이 광 디스크(1)의 하나인 트랙 TR 상에 형성되고, 2개의 부 스폿 S1, S2가 주 스폿 M0의 양측에 그 트랙 TR에 약간 걸리도록 형성된다.
트랙 TR 밖에서는 트랙 TR 상에 비교하여 반사율이 크게 설정되므로, 주 스폿 M0이 트랙 TR로부터 변위된 경우, 양방의 부 스폿 S1, S2로부터의 반사광에 차가 생기게 된다. 또, 주 스폿 M0 및 부 스폿 S1, S2는 그 장축 또는 단축이 트랙 TR에 대해 거의 직교하도록 배치되어 있다.
이 때, 투과형 홀로그램 소자(4)의 분할선 4L은 광 디스크(1)의 트랙 방향(Y 방향)에 일치하고, 분할선 4M은 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 일치한다. 한편, 3 분할용 회절 격자(3)의 회절면(30)의 회절 홈 방향은 X 방향에 대해 각도θ를 이루고 있다.
따라서, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈(5)를 도 1에 화살표 U로 도시한 바와 같이 X 방향으로 이동시키는 경우에, 투과형 홀로그램 소자(4) 상에서의 광 스폿은 분할선 4M을 따라 이동한다. 그 때문에, 영역(4a, 4c)을 투과하는 귀환 광속의 광량의 합계 및 영역(4b, 4d)을 투과하는 귀환 광속의 광량의 합계가 변화하지 않는다.
도 5는 광 디스크(1)로 주 광속이 포커스된 경우의 광 검출기(6) 상에서의 집광 상태를 나타내는 모식적 평면도이다.
광 검출기(6)는 광 디스크(1)의 거의 반경 방향(X 방향)을 따라 일직선형으로 병설되는 포커스 서보용 1쌍의 광 검출부(6a, 6b)와, 이들 광 검출부(6a, 6b)에 대향하도록 이들 양측에 배치되고 또한 광 디스크(1)의 거의 반경 방향(X 방향) 연장되는 트랙킹 서보용 1쌍의 광 검출부(6c, 6d)를 구비한다.
광 검출부(6a)는 각각 X 방향으로 거의 평행하게 연장되는 직사각형의 광 검출부(16a, 16b, 16c)로 이루어지고, 동일한 폭을 갖는 광 검출부(16a, 16c) 사이에 폭이 좁은 광 검출부(16b)가 배치되어 있다. 또한, 광 검출부(6b)는 광 검출부(6a)와 마찬가지로 각각 X 방향으로 거의 평행하게 연장되는 직사각형의 광 검출부(16d, 16e, 16f)로 이루어지고, 동일한 폭을 갖는 광 검출부(16d, 16f) 사이에 폭이 좁은 광 검출부(16e)가 배치되어 있다.
광 검출부(6c, 6d, 16a 내지 16f)의 X 방향의 길이는 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따라 투과형 홀로그램 소자(4)로 회절된 귀환 광속의 각 집광 스폿이 이동하는 길이보다도 길게 설정되어 있다.
본 실시예에서는, 홀로그램 소자(4)로 회절된 귀환 광속에 기초한 집광 스폿이 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따라 광 검출기(6) 상에서 이동하는 방향을 따른 가상 분할선으로, 광 검출부(6a, 6b)가 각각 광 검출부(16a 내지 16c) 및 광 검출부(16d 내지 16f)로 분할되어 있다.
이 광 픽업 장치(100)로는 트랙킹을 위해 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속 중 주 광속 M의 중심이 분할선 4M 상에 거의 위치하도록 광학계가 설정되어 있다. 광 디스크(1)로부터의 주 광속 M은 투과형 홀로그램 소자(4)의 영역(4a 내지 4d)에서 분할 회절된다. 투과형 홀로그램 소자(4)의 영역(4a, 4c)에 입사한 주 광속 M은 광 검출부(6a)에서 수광되도록 1차적으로 투과 회절되고, 영역(4b, 4d)에 입사한 주 광속 M은 광 검출부(6b)에서 수광되도록 1차적으로 투과 회절된다.
영역(4a)에서 1차 회절된 주 광속 M 및 영역(4c)에서 1차 회절된 주 광속 M은 광 검출부(6a) 상에 각각 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc로서 집광하고, 또한 영역(4b)에서 1차 회절된 주 광속 M 및 영역(4d)에서 1차 회절된 주 광속 M은 광 검출부(6b) 상에 각각 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd로서 집광한다.
또한, 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속 중 2개의 부 광속 S1, S2도 투과형 홀로그램 소자(4)의 영역(4a 내지 4d)에서 분할 회절된다. 그리고, 영역(4a)에서 1차 회절된 한 쪽 부 광속 S1 및 영역(4c)에서 1차 회절된 한 쪽 부 광속 S1은 광 검출부(6c) 상의 광 검출부(6a)측에 각각 집광 스폿 Qa 및 집광 스폿 Qc로서 집광하고, 또한 영역(4b)에서 1차 회절된 한 쪽 부 광속 S1 및 영역(4d)에서 1차 회절된 한 쪽 부 광속 S1은 광 검출부(6c) 상의 광 검출부(6b) 측에 각각 집광 스폿 Qb 및 집광 스폿 Qd로 집광된다. 마찬가지로, 다른 쪽 부 광속 S2는 영역(4a 내지 4d)에 대응하여 광 검출부(6d) 상에 집광 스폿 Ra, Rb, Rc, Rd로서 집광한다.
도 6은 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우의 광 검출기(6) 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도이다.
이 경우, 광 검출부(6a) 상의 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc는 회절 방향에 직교하는 방향(Y 방향)으로 연장된 형상으로 되고, 광 검출부(6b) 상의 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd는 회절 방향(X 방향)으로 연장된 형상으로 된다.
도 7은 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우의 광 검출기(6) 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도이다.
이 경우, 광 검출부(6a) 상의 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc는 회절 방향(X 방향)으로 연장된 형상으로 되고, 광 검출부(6b) 상의 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd는 회절 방향에 직교하는 방향(Y 방향)으로 연장된 형상으로 된다.
따라서, 포커스 에러 신호 FES는 투과형 홀로그램 소자(4)의 한 쪽 대각선 위치의 영역(4a, 4c)으로부터의 주 광속을 검출하는 광 검출부(6a)의 출력 신호와, 투과형 홀로그램 소자(4)의 다른 쪽 대각선 위치의 영역(4b, 4d)으로부터의 주 광속을 검출하는 광 검출부(6b)의 출력 신호에 기초하여 얻을 수 있다.
광 검출부(16a ～ 16f)의 출력 신호를 각각 Sa 내지 Sf 로 하면, 포커스 에러 신호 FES는 다음식에 의해 구할 수 있다.
FES=(Sa+Sc+Se)-(Sb+Sd+Sf)
여기서, 포커스 상태의 경우에는(도 5), 집광 스폿 Pb, Pd는 집광 스폿 Pa, Pc에 대해 투과형 홀로그램 소자(4)로부터 떨어진 위치로 되므로, 회절 방향(X 방향)으로 연장된 형상으로 되지만, 집광 스폿 Pa 내지 Pd의 각 광량은 같고, 또한 회절 방향에 직교하는 방향(Y 방향)에는 동일 스케일로 집광된다. 따라서, FES=0으로 된다.
또한, 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 접근하여 포커스 에러 상태가 되는 경우에는(도 6), FES>0으로 되고, 반대로 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)로부터 떨어지고, 포커스 에러 상태가 되는 경우에는(도 7), FES<0으로 된다.
한편, 재생 신호RF는 다음 식에 따라 구할 수 있다.
RF=(Sa+Sb+Sc+Sd+Se+Sf)
또한, 트랙킹 에러 신호 TES는 광 검출부(6c, 6d)의 출력 신호 SA, SB를 이용하여 다음식에 따라 구할 수 있다.
TES=(SA-SB)
상기된 바와 같이, 본 실시예의 광 픽업 장치(100)에서는, 트랙킹 위상 조정 후에, 투과형 홀로그램 소자(4)의 4 분할 홀로그램면(40)이 광 디스크(1)의 트랙 방향(Y 방향)에 따른 분할선 4L과 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 따른 분할선4M에서 영역(4a, 4b, 4c, 4d)으로 4 분할되어 있다.
그리고, 광 검출기(6)의 광 검출부(6a) 및 광 검출부(6b)는 투과형 홀로그램 소자(4)의 분할선 4L 및 분할선 4M으로 분할된 영역(4a ～ 4d) 중 각각 한 쪽 대각선 위치에 있는 영역(4a, 4c) 및 다른 쪽의 대각선 위치에 있는 영역(4b, 4d)으로부터의 주 광속을 각각 검출한다.
또한, 광 검출기(6)의 광 검출부(6a, 6b)는 각각 거의 반경 방향(X 방향)을 따라 3 분할된 광 검출부(16a 내지 16c, 16d 내지 16f)로 구성되고, 광 검출부(16a 내지 16f)가 반경 방향(X 방향)으로 연장되는 직사각형임과 동시에, 광 검출부(6c, 6d)도 반경 방향(X 방향)으로 연장되는 직사각형이다.
따라서, 집광 렌즈(5)가 트랙킹 동작 때문에 화살표 U로 도시한 바와 같이 X 방향을 따라 이동한 경우에, 투과형 홀로그램 소자(4)에서 주 광속의 중심은 분할선 4M을 따라 이동한다. 이 경우, 투과형 홀로그램 소자(4)의 4 분할 홀로그램면(40)이 X 방향을 따른 분할선 4M과 이것으로 직교하는 분할선 4L에 의해 직교 분할되므로, 영역(4a, 4c)으로 입사하는 주 광속의 합계 면적과, 영역(4b, 4d)에 입사하는 주 광속의 합계 면적이 거의 동일해진다. 이 결과, 집광 렌즈(5)의 트랙킹 동작에 의해 포커스 에러 신호 FES가 악화되는 것이 방지된다.
또한, 광 검출기(6)의 광 검출부(6a, 6b)는 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따라 투과형 홀로그램 소자(4)로 회절된 주 광속 M이 이동하는 방향(X 방향)을 따르는 분할선에 의해 분할됨과 동시에, 이 이동하는 방향과 거의 평행한 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형이므로, 파장 변동에 따라 포커스 에러 신호 FES가 열화되는 것도 방지된다.
또한, 광 검출부(6c, 6d)도 투과형 홀로그램 소자(4)로 회절된 부 광속 S1, S2가 이동하는 방향(X 방향)과 거의 평행한 방향으로 연장되는 직사각형이기 때문에, 파장 변동에 따라 트랙킹 에러 신호 TES가 열화되는 것이 방지된다.
또한, 투과형 홀로그램 소자(4)에서의 주 광속 M의 광 스폿의 형상이 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)을 따라 연장되는 분할선4M에 대해 대칭이므로, 트랙킹 동작 때문에 집광 렌즈(5)가 X 방향으로 이동해도, 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4a, 4c)에의 주 광속의 입사 면적과, 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4b, 4d)에의 주 광속의 입사 면적이 동일해지므로, 포커스 에러 신호 FES의 열화가 더 억제된다.
특히, 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)과 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따른 집광 스폿의 이동 방향이 상호 거의 평행한 관계에 있으므로, 투과형 홀로그램 소자(4)의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4a, 4c)에의 주 광속 M의 입사 면적과 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4b, 4d)에의 주 광속 M의 입사 면적과의 비율을 거의 유지한 상태에서, 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4a, 4c)에서 회절된 주 광속 M을 광 검출부(6a)에서 검출함과 동시에, 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4b, 4d)에서 회절된 주 광속 M을 광 검출부(6b)에서 검출할 수 있다. 따라서, 포커스 에러 신호 FES의 열화가 보다 억제된다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에서의 광 픽업 장치의 주요부의 평면도이다. 도 8에는, 광 디스크(1)의 트랙 TR, 투과형 홀로그램 소자(4A) 및 3 분할용 회절 격자(3A)의 상태를 나타낸다. 제2 실시예의 광 픽업 장치의 다른 부분의 구성은 도 1에 도시된 구성과 동일하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 투과형 홀로그램 소자(4A)에서는, 트랙킹 위상 조정을 행하지 않은 상태에서 투과형 홀로그램 소자(4A)의 분할선(41)이 광 디스크(1)의 트랙 방향(Y 방향)에 일치하고, 분할선 4m가 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 일치한다. 한편, 3 분할용 회절 격자(3A)의 회절면(30A)의 회절 홈 방향은 X 방향에 대해 각도θ를 이루고 있다. 이에 따라, 주 스폿 M0이 광 디스크(1) 중 하나인 트랙 TR 상에 형성되고, 2개의 부 스폿 S1, S2가 주 스폿 M0의 양측에 그 트랙 TR에 약간 걸리도록 형성된다. 그 때문에, 교환 광 유닛(10)(도 1참조)을 Z 방향축을 중심으로 하여 회전시킴에 따른 트랙킹 위상 조정을 행할 필요가 없다.
따라서, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈(5)를 도 1에 화살표 U로 도시한 바와 같이 X 방향을 따라 이동시킨 경우에, 투과형 홀로그램 소자(4A) 상에서의 광 스폿은 분할선 4m을 따라 이동한다. 그 때문에, 영역(4a, 4c)에 입사하는 주 광속의 합계 면적과 영역(4b, 4d)에 입사하는 주 광속의 합계 면적이 거의 동일해진다.
도 9a, 9b, 9c는 광 검출기(6) 상에서의 집광 스폿의 빔 형상의 다른 예를 나타낸 모식적 평면도이고, 도 9a는 광 디스크(1)로 주 광속M이 포커스된 경우를 나타내고, 도 9b는 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우를 나타내고, 도 9c는 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우를 나타낸다.
또, 도 9a, 도 9b, 도 9c에는 광 검출기(6)의 광 검출부(6a, 6b) 및 주 광속 M에 기초한 집광 스폿만이 도시되지만, 부 광속 S1, S2에 기초한 집광 스폿의 형상도 주 광속 M에 기초한 집광 스폿과 동일하다.
이 경우, 광 검출기(6)의 구성은 제1 및 제2 실시예의 광 검출기(6)의 구성과 동일하고, 도 9a에 도시된 투과형 홀로그램 소자(4)의 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)이 도 2 또는 도 8의 투과형 홀로그램 소자(4, 4A)와 다르다.
도 9a에서, 투과형 홀로그램 소자(4B)의 영역(4a)에서 1차 회절된 주 광속 M 및 영역(4c)에서 1차 회절된 주 광속 M은 각각 광 검출부(6a) 상에 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc로서 집광됨과 동시에, 영역(4b)에서 1차 회절된 주 광속 M 및 영역(4d)에서 1차 회절된 주 광속 M은 각각 광 검출부(6b) 상에 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd로서 집광된다.
이 경우, 1/4원의 집광 스폿 Pa 의 중심 Ta가 광 검출부(6a)의 중심으로부터 홀로그램 소자(4)에 가까운 위치로 변위되고, 또한 1/4원의 집광 스폿 Pc의 중심 Tc가 광 검출부(6a)의 중심보다 홀로그램 소자(4)로부터 먼 위치로 변위되도록, 홀로그램 소자(4)의 영역(4a) 및 영역(4c)의 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)이 설계되어 있다. 마찬가지로, 1/4원의 집광 스폿 Pb의 중심 Tb가 광 검출부(6b)의 중심으로부터 홀로그램 소자(4)에 가까운 위치로 변위되고, 또한 1/4원의 집광 스폿 Pd의 중심 Td가 광 검출부(6b)의 중심보다 홀로그램 소자(4)로부터 먼 위치로 변위되도록, 홀로그램 소자(4)의 영역(4b) 및 영역(4d)의 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)이 설계되어 있다.
광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우에는, 도 9b에 도시된 바와 같이 광 검출부(6a) 상의 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc는 회절 방향에 직교하는 방향으로 연장된 형상으로 됨과 동시에, 광 검출부(6b) 상의 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd는 회절 방향으로 연장된 형상으로 된다.
광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우에는, 도 9c에 도시된 바와 같이, 광 검출부(6a) 상의 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc는 회절 방향으로 연장된 형상으로 됨과 동시에, 광 검출부(6b) 상의 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd는 회절 방향에 직교하는 방향으로 연장된 형상으로 된다.
이 경우에도, 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로 포커스 에러 신호 FES, 트랙킹 에러 신호TES 및 재생 신호 RF를 구할 수 있다.
상기된 바와 같이 홀로그램 소자(4)의 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)을 설계함으로써, 광 검출부(6a, 6b, 6c, 6d) 상에 형성되는 집광 스폿의 폭이 작아진다. 따라서, 회절 방향에서의 광 검출기(6)의 광 검출부(6a, 6b, 6c, 6d)의 면적을 짧게 할 수 있고, 광 검출기(6)의 소형화를 꾀하는 것이 가능해진다. 그 결과, 광 검출기(6)에서의 부유 용량이 작아지고, 고속 동작이 가능해진다.
또한, 광 검출부(6a, 6b, 6c, 6d)의 면적을 일정하게 한 경우, 광 검출부(6a, 6b, 6c, 6d) 상에 형성되는 집광 스폿의 폭이 작아짐에 따라 광 검출부(6a, 6b, 6c, 6d) 상에서 집광 스폿이 이동 가능한 범위가 커진다. 이에 따라, 광 픽업 장치의 온도 특성이 개선되고, 광 픽업 장치의 사용 가능한 온도 범위를 넓힐 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시예의 광 픽업 장치로는, 도 10에 도시된 바와 같이 집광 렌즈(5)가 반경 방향으로 ±400㎛ 이동해도 양호한 S 커브 특성을 얻을 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 투과형 홀로그램 소자(4, 4A)가 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속에 광 디스크(1)에서의 포커스 상태에 대응한 공간 변동으로 하여 비점 수차를 부여하도록 회절하고 있지만, 포커스 상태에 대응한 공간 변동의 종류는 상기 실시예에 한정되지 않고, 다음에 설명하는 제3 실시예와 같이 투과형 홀로그램 소자의 한 쪽 대각선 위치에 있는 2개의 영역과 다른 쪽 대각선 위치에 있는 2개의 영역이 비포커스시에 상호 역관계(상반 관계)의 공간 변동을 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속에 제공해도 좋다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략도이다. 본 실시예에서는 투과형 홀로그램 소자(14)가 회절한 귀환 광속에 비점 수차를 부여하지 않는 점 외에는, 제1 또는 제2 실시예와 동일하므로, 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 투과형 홀로그램 소자(14)는 광 디스크(1)의 트랙 방향(트랙 연장 방향)에 거의 평행한 Y 방향을 따라 연장되는 가상의 분할선(14L)과, 이 분할선(14L)과 직교한다, 즉 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향을 따라 연장되는 가상의 분할선(14M)에 의해, 등면적 4개의 영역(14a, 14b, 14C, 14d)으로 분할되어 있다. 또, 도면 중 3개의 광속 M, S1, S2에 의한 광 스폿을 각각 m, s1, s2로 나타낸다.
분할선 14L과 분할선 14M과의 교점에 대해 한 쪽 대칭인 위치(한 쪽 대각선 위치)에 있는 영역(14a) 및 영역(14c)은 동일한 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)을 갖고, 다른 쪽 대칭인 위치(다른 쪽 대각선 위치)에 있는 영역(14b) 및 영역(14d)은 동일한 홀로그램면 패턴(회절면 패턴)을 갖는다. 또한, 영역(14a, 14c)과 영역(14b, 14d)은 비포커스시에 상호 역관계(상반 관계)의 공간 변동을 회절 광속에 제공한다.
본 실시예에서는, 홀로그램 소자(14)의 한 쪽의 2개의 영역(14a, 14c)에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치와 홀로그램 소자(14)의 다른 쪽의 2개의 영역(14b, 14d)에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치가 포커스시에 상호 다른 높이에 위치한다.
즉, 포커스 상태에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 영역(14a) 및 영역(14c)에서 회절된 각 귀환 광속에서는 광 검출기(6)의 각 검출부(6a, 6c, 6d)의 전방이 초점 위치로 되고, 영역(14b) 및 영역(14d)에서 회절된 각 귀환 광속에서는 광 검출기(6)의 각 검출부(6b, 6c, 6d)의 깊이측이 초점 위치로 되고, 도 5와 동일한 광 검출기(6) 상에서의 집광 스폿을 얻을 수 있다.
여기서, 영역(14a)에서 1차 회절된 주 광속 M 및 영역(14c)에서 1차 회절된 주 광속 M은 각각 광 검출부(6a) 상에 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc로서 집광됨과 동시에, 영역(14b)에서 1차 회절된 주 광속 M 및 영역(14d)에서 1차 회절된 주 광속M은 각각 광 검출부(6b) 상에 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd로서 집광된다.
또한, 영역(14a)에서 1차 회절된 부 광속 S1 및 영역(14c)에서 1차 회절된 부 광속 S1은 각각 광 검출부(6c) 상의 광 검출부(6a) 측에 집광 스폿 Qa 및 집광 스폿 Qc로서 집광됨과 동시에, 영역(14b)에서 1차 회절된 부 광속 S1 및 영역(14d)에서 1차 회절된 부 광속 S1은 각각 광 검출부(6c) 상의 광 검출부(6b) 측에 집광 스폿 Qb 및 집광 스폿 Qd로서 집광된다. 마찬가지로, 부 광속 S2는 영역(14a 내지 14d)에 대응하여 광 검출부(6d) 상에 집광 스폿 Ra 내지 Rd로서 집광된다.
광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우, 도 13에 도시된 바와 같이 광 검출부(6a) 상의 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc는 작고, 광 검출부(6b) 상의 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd는 커진다.
반대로, 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 광 검출부(6a) 상의 집광 스폿 Pa 및 집광 스폿 Pc는 크고, 광 검출부(6b) 상의 집광 스폿 Pb 및 집광 스폿 Pd는 작아진다.
이 실시예도, 제1 실시예와 마찬가지로 포커스 에러 신호 FES는 FES= (Sa+Sc+Se)-(Sb+Sd+Sf)의 연산 처리에 따라 얻을 수 있다. 또한, 재생 신호 RF 및 트랙킹 에러 신호 TES는 각각 RF=Sa+Sb+Sc+Sd+Se+Sf 및 TES=SA-SB의 연산 처리에 따라 구할 수 있다. 본 실시예의 광 픽업 장치로도, 제1 및 제2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 실시예에서는 광 검출기(6)의 광 검출부(6a, 6b)가 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)을 따라 직렬로 배치되어 있지만, 도 15에 도시된 바와 같이 각 광 검출부(6a, 6b)가 반경 방향(X 방향)을 따라 배치됨과 동시에, 광 검출부(6a, 6b)가 상호 병렬로 배치되어도 좋다. 이 경우, 광 검출부(6a, 6b)는 트랙 방향(Y 방향)을 따른 분할선에 의해 광·검출부(수광면)(16a～16c, 16d ～ 16f)로 분할되어 있다.
이와 같은 광 검출기(6)를 이용한 광 픽업 장치로는, 홀로그램 소자(4, 14)의 회전에 의해, 광 검출부(6a, 6b)로 귀환 광속의 집광 스폿이 위치하도록 광축 조정을 행할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 광 검출기(6)를 이용한 광 픽업 장치에 비교하여 용이하게 광축 조정을 행할 수 있어 바람직하다.
이 경우, 홀로그램 소자(4)의 영역(4a 내지 4d) 또는 홀로그램 소자(14)의 영역(14a 내지 14d)의 각 홀로그램면 패턴은 물론 상기 실시예와는 다르게 설정된다.
이 경우, 광 디스크(1)의 반경 방향과 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따른 집광 스폿이 이동하는 방향이 상호 거의 직교하는 관계에 있지만, 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4a, 4c(14a, 14c))에의 귀환 광속의 입사 면적과, 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4b, 4d(14b, 14d))에의 귀환 광속의 입사 면적과의 비율을 거의 유지한 상태에서, 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4a, 4c(14a, 14c))에서 회절된 귀환 광속이 광 검출부(6a)에서 검출됨과 동시에, 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역(4b, 4d(14b, 14d))에서 회절된 귀환 광속이 광 검출부(6b)에서 검출되므로, 포커스 에러 신호 FES의 열화가 보다 억제된다.
상기 제1 내지 제3 실시예에서는, 홀로그램 소자(4, 14)의 분할선 4M, 14M 및 4L, 14L을 따라 광 검출기(6)를 배치하였지만, 광 검출기(6)를 이들 분할선에 각도를 갖고 배치해도 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 이 경우 상기 실시예에 비교해서 포커스 에러 신호의 열화가 생긴다.
도 16은 제1, 제2 또는 제3 실시예의 광 픽업 장치(100)를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치(200)의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 16의 광학 기록 매체 구동 장치(200)는 광 디스크(1)로부터 정보를 판독하는 광 디스크 드라이브 장치이다.
광학 기록 매체 구동 장치(200)는 광 픽업 장치(100), 모터(11), 이송 모터(12), 회전 제어계(13), 신호 처리계(14), 픽업 제어계(15), 이송 모터 제어계(16) 및 드라이브 컨트롤러(17)를 포함한다.
모터(11)는 광 디스크(1)를 소정의 속도로 회전시킨다. 회전 제어계(13)는 모터(11)의 회전 동작을 제어한다. 이송 모터(12)는 광 픽업 장치(100)를 광 디스크(1)의 반경 방향으로 이동시킨다. 이송 모터 제어계(16)는 이송 모터(12)의 동작을 제어한다. 광 픽업 장치(100)는 광 디스크(1)에 레이저 광을 조사함과 동시에 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속을 수광한다. 픽업 제어계(15)는 광 픽업 장치(100)의 교환 광 동작을 제어한다.
신호 처리계(14)는 광 픽업 장치(100)의 광 검출기(6)로부터의 출력 신호를 받고, 재생 신호, 포커스 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 산출하고, 재생 신호를 드라이브 컨트롤러(17)에 제공하고, 포커스 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 픽업 제어계(15)로 제공한다. 드라이브 컨트롤러(17)는 드라이브 인터페이스(18)를 통해 부여되는 지령에 따라 회전 제어계(13), 신호 처리계(14), 픽업 제어계(15) 및 이송 모터 제어계(16)를 제어함과 동시에, 드라이브 인터페이스(18)를 통해 재생 신호를 출력한다.
본 실시예에서는, 모터(11) 및 회전 제어계(13)가 회전 구동 기구에 상당하고, 이송 모터(12) 및 이송 모터 제어계(16)가 픽업 구동 기구에 상당하고, 신호 처리계(14)가 신호 처리 회로에 상당한다.
도 16의 광학 기록 매체 구동 장치(200)에서는, 상기 제1, 제2 또는 제3 실시예의 광 픽업 장치(100)를 이용할 수 있으므로, 트랙킹 동작을 위한 집광 렌즈(5)의 이동시에도, 레이저 광의 파장 변동시에도 정확한 포커스 에러 신호를 얻을 수 있다. 이에 따라, 포커스 서보가 고정밀도로 행해지고, 고품질의 재생 신호를 얻을 수 있다.
상기 제1 내지 제3 실시예에서는 제1 회절 소자로서 투과형 홀로그램 소자(4, 4A)를 이용하고 있지만, 본 발명은 제1 회절 소자로서 반사형의 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 실시예에서는, 제2 회절 소자로서 투과형의 3 분할용 회절 격자(3, 3A)를 이용하고 있지만, 본 발명은 제2 회절 소자로서 반사형의 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 광원과 광학 기록 매체 사이에 미러 등의 반사 부재를 개재시켜 광로를 굴절시킬 수 있다. 또한, 3 분할용 회절 격자(3, 3A)와 투과형 홀로그램 소자(4, 4A)를 일체로 한 광학 소자를 이용해도 좋다. 또한, 트랙킹 서보의 방법으로서 상기된 3빔법 이외의 방법을 이용해도 좋다.
또한, 상기 제1～제3 실시예에서는 광 검출기(6)의 광 검출부(6a, 6b)가 각각 3개의 수광면(광 검출부)으로 분할되므로 감도가 양호해지지만, 각 광 검출부(6a, 6b)가 각각 2개의 수광면으로 분할된 구성이라도 좋다.
또한, 상기 제1 내지 제3 실시예에서는 제1 회절 소자로서 4 분할 홀로그램면(40, 40A)을 갖는 투과형 홀로그램 소자(4, 4A)를 이용하고 있지만, 본 발명은 2 분할 홀로그램면을 갖는 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치에도 적용 가능하다. 그 경우, 2 분할 홀로그램면의 분할선이 집광 렌즈(5)의 이동 방향으로 일치하도록 설정한다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략도이다. 도 17의 광 픽업 장치(100)는 비점 수차법에 따른 포커스 서보 및 3빔법에 따른 트랙킹 서보를 행한다.
도 17에서, CD (컴팩트 디스크) 등의 반사 형광 디스크(1)의 반경 방향을 X 방향으로 하고, 광 디스크(1)의 트랙 방향을 Y 방향으로 하고, 광 디스크(1)의 디스크면에 수직 방향을 Z 방향으로 한다.
광 픽업 장치(100)는 교환 광 유닛(10) 및 집광 렌즈(5)를 구비한다. 교환 광 유닛(10)은 반도체 레이저 소자(2), 투과형의 3 분할용 회절 격자(3), 투과형 홀로그램 소자(4) 및 광 검출기(6)로 이루어진다.
베이스(7) 상에 블럭(8)이 설치되고, 블럭(8)의 측면에 히트 싱크(9)가 장착되어 있다. 반도체 레이저 소자(2)는 히트 싱크(9)의 표면단에 장착되어 있다. 3 분할용 회절 격자(3)는 광학 유리 또는 광학 수지 등으로 이루어지고, 홀더(71) 내에 스페이서(72)를 통해 배치되어 있다. 또한, 투과형 홀로그램 소자(4)는 홀더(71)의 상면의 개구부에 배치되어 있다.
반도체 레이저 소자(2)는 레이저 광(광속)을 Z 방향으로 출사한다. 3 분할용 회절 격자(3)는 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 광속을 거의 Y 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 0차 회절 광(주 광속), +1차 회절 광속(부 광속) 및 -1차 회절 광속(부 광속)으로 이루어지는 3개의 광속으로 분할하고, 투과형 홀로그램 소자(4)를 투과시킨다. 또, 도면 중 상기 3개의 광속은 하나의 광속으로서 나타낸다.
집광 렌즈(5)는 트랙킹 서보를 위해 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)으로 이동 가능하게 지지하고, 또한 포커스 서보를 위해 상하 방향(Z 방향)으로 이동 가능하게 지지되고 있다. 이 집광 렌즈(5)는 투과형 홀로그램 소자(4)를 0차로 회절투과한 주 광속 및 2개의 부 광속을 광 디스크(1) 위에 각각 주 스폿 M0 및 그 양측에 위치하는 부 스폿 S1, S2로서 집광시킨다.
투과형 홀로그램 소자(4)는 4 분할 홀로그램면(40)을 갖고, 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)을 각각 4 분할함과 동시에, 거의 X 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 1차 회절시켜 광 검출기(6)에 입사시킨다. 이 때, 투과형 홀로그램 소자(4)는 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속에 비점 수차를 각각 제공한다.
본 실시예에서는, 광 디스크(1)가 광학 기록 매체에 상당하고, 반도체 레이저 소자(2)가 광원에 상당하고, 투과형 홀로그램 소자(4)가 회절 소자에 상당한다.
도 18은 도 17의 광 픽업 장치(100)에서의 투과형 홀로그램 소자(4) 및 광 검출기(6)의 평면도이다.
투과형 홀로그램 소자(4)의 4 분할 홀로그램면(40)은 상호 직교하는 가상의 분할선 4L, 4M에 의해 등면적 4개의 영역 Ha, Hb, Hc, Hd로 분할되어 있다. 분할선 4L, 4M은 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 대해 거의 45도의 각도를 이루고 있다.
즉, 분할선 4L, 4M은 4 분할 홀로그램면(40)에의 입사 광속의 광축과 회절된 광속의 광축을 포함하는 면과, 4 분할 홀로그램면(40)과의 교선에 대해 거의 45도의 각도를 이룬다. 이 투과형 홀로그램 소자(4)는 입사 광속을 회절시키고, 회절된 광속의 집광 스폿을 가상면(본 실시예에서는 광 검출기(6)의 수광면) 상에 형성한다.
광 검출기(6)의 구성은 도 28에 도시된 광 검출기(106)의 구성과 동일하다. 즉, 광 검출기(6)는 비점 수차법을 이용한 포커스 서보를 행하기 위해 중심부에 설치된 4 분할 광 검출부(60)와, 3빔법에 따른 트랙킹 서보를 행하기 위해 4 분할 광 검출부(60) 양측에 설치된 광 검출부 E, F를 포함한다. 4 분할 광 검출부(60)는 상호 직교하는 분할선 LX, LY에서 등면적 4개의 광 검출부 A, B, C, D로 분할되어 있다. 분할선 LX는 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에 거의 평행하게 배치되고, 분할선 LY는 광 디스크(1)의 트랙 방향(Y 방향)에 거의 평행하게 배치되어 있다.
투과형 홀로그램 소자(4)의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역 Hb, Hd의 홀로그램 패턴은 광 검출기(6)의 4 분할 광 검출부(60)의 중심점(분할선 LX, LY의 교점) C0을 기준으로서 설계되어 있다. 또한, 투과형 홀로그램 소자(4)의 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역 Ha, Hc의 홀로그램 패턴은 4 분할 광 검출부(60)의 분할선LX 상의 점 C1, C2를 기준으로서 각각 설계되어 있다. 점 C1, C2는 중심점 C0으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 있다. 또한, 4개의 영역 Ha, Hc, Hb, Hd의 홀로그램 패턴의 제작 상의 원점은 공통적으로 분할선 4L, 4M의 교점(원의 중심) 이다.
4 분할 홀로그램면(40)의 영역 Ha, Hc에서 회절된 주 광속은 4 분할 광 검출부(60)의 분할선 LX 상의 점 C1, C2를 기준으로서 상호 반대측의 위치에 각각 집광 스폿 Sa, Sc로서 집광된다. 한편, 4 분할 홀로그램면(40)의 영역 Hb, Hd에서 회절된 주 광속은 4 분할 광 검출부(60)의 중심점 C0을 기준으로서 상호 반대측 위치에 각각 집광 스폿 Sb, Sd로서 집광된다.
마찬가지로, 4 분할 홀로그램면(40)의 영역 Ha, Hb, Hc, Hd에서 회절된 한 쪽의 부 광속은 광 검출부E 상에 집광 스폿 Qa, Qb, Qc, Qd로서 각각 집광되고, 영역 Ha, Hb, Hc, Hd에서 회절된 다른 쪽 부 광속은 광 검출부F 상에 집광 스폿 Ra, Rb, Rc, Rd로서 각각 집광된다.
이와 같이, 집광 스폿이 4 분할되고, X 방향을 따라 배치된 2개의 집광 스폿 Sa, Sc가 상호 역방향으로 변위된 위치에 배치된다. 또, 점C1, C2는 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따라 집광 스폿 Sa, Sc가 분할선 LY를 넘지 않도록 중심점 C0으로부터 떨어진 위치에 설정된다.
도 19는 4 분할 검출부(60) 상에서의 주 광속의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도이다. 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우에는, 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이 집광 스폿 Sb, Sd가 중심점 C0으로부터 각각 광 검출부 B, D 내로 연장된 형상으로 되고, 집광 스폿 Sa가 분할선 LX 상의 점C1로부터 광 검출부 B 내로 연장된 형상으로 되고, 집광 스폿 Sc가 분할선 LX 상의 점 C2로부터 광 검출부 D 내로 연장된 형상으로 된다.
또한, 광 디스크(1)에서 주 광속이 포커스된 경우(집속점시)에는, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이 집광 스폿 Sa가 분할선 LX 상의 점 C1을 중심으로 하여 광 검출부A, B 사이에 걸친 1/4원으로 되고, 집광 스폿 Sc가 분할선 LX 상의 점C2를 중심으로 하여 광 검출부(C, D) 사이에 걸친 1/4원으로 되고, 집광 스폿 Sb가 중심점 C0을 중심으로 하여 광 검출부 B, C 사이에 걸친 1/4원이 되고, 집광 스폿 Sd가 중심점C0을 중심으로 하여 광 검출부 A, D 사이에 걸친 1/4원이 된다.
또한, 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우에는, 도 19의 (c)에 도시된 바와 같이 집광 스폿 Sb, Sd가 중심점 C0으로부터 각각 광 검출부 C, A 내로 연장된 형상으로 되고, 집광 스폿 Sa가 분할선 LX 상의 점 C1로부터 광 검출부 A 내로 연장된 형상으로 되고, 집광 스폿 Sc가 분할선 LX 상의 점 C2로부터 광 검출부 C 내로 연장된 형상으로 된다.
이와 같이, 집광 스폿 Sb, Sd는 도 26에 도시된 종래의 홀로그램면(140)을 이용한 경우와 완전히 동일하게 변화하고, 집광 스폿 Sa는 외관상, 광 검출부(A, B)를 이동하도록 변화시키고, 집광 스폿 Sc는 외관상, 광 검출부(C, D) 사이를 이동하도록 변화시킨다.
포커스 에러 신호 FES는 도 28의 4 분할 광 검출부(160)를 이용한 경우와 마찬가지로, 각 광 검출부 A, B, C, D의 출력 신호 PA, PB, PC, PD를 이용하여 다음 식과 같이 구할 수 있다.
FES= (PA+PC)-(PB+PD)
상기 식의 포커스 에러 신호 FES는 광 디스크(1)가 너무 가까운 경우에는 마이너스로 되고, 양호한 포커스 상태의 경우에 0으로 되고, 광 디스크(1)가 너무 먼 경우에는 플러스로 된다.
도 20은 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동에 따른 4 분할 광 검출부(60) 상에서의 집광 스폿의 이동을 나타낸 모식적 평면도이다. 도 20에는, 광 디스크(1)가 집광 렌즈(5)에 가까운 경우의 집광 스폿이 표시된다.
반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장이 변동하면, 투과형 홀로그램 소자(4)에서의 귀환 광속의 회절 각도가 변화한다. 이에 따라, 4 분할 광 검출부(60) 상에서 집광 스폿 Sa, Sb, Sc, Sd는 분할선 LX를 따라 X방향으로 이동한다. 예를 들면, 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장이 길어지면, 집광 스폿 Sa, Sb, Sc, Sd는 점선으로 도시하는 위치로부터 실선으로 나타낸 위치로 이동한다.
이 때, 집광 스폿 Sa, Sc는 각각 광 검출부(B, D) 내에서 이동하므로, 출력 신호 PA, PC에 영향을 끼치지 않는다. 한편, 집광 스폿 Sb, Sd의 한 쪽은 분할선 LY의 양측 2개의 광 검출부에 걸쳐 이동하므로 출력 신호 PB, PD에 영향을 끼친다.
이 경우, 집광 스폿 Sa, Sb, Sc, Sd의 이동이 포커스 에러 신호 FES에 끼치는 영향은 도 31에 도시된 경우의 반이하로 된다. 특히, 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사되는 레이저 광의 원시야상(빔 단면 강도 분포) 스폿과 4 분할 홀로그램(40)면과의 광학적 위치 관계를 이하와 같이 설정함으로써, 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동이 포커스 에러 신호 FES에 끼치는 영향을 더 작게 하는 것이 가능해진다.
도 21은 도 17의 광 픽업 장치(100)에서의 반도체 레이저 소자(2)의 상면도이다. 또한, 도 22는 4 분할 홀로그램면(40) 상의 광 스폿 및 4 분할 광 검출부(60) 상의 집광 스폿의 관계를 도시된 모식적 평면도이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 반도체 레이저 소자(2)는 주로 클래드층(21), 활성층(22) 및 클래드층(23)을 포함한다. 통상, 반도체 레이저 소자(2)의 활성층(22)으로부터 출사되는 레이저 광의 수직 방향(활성층(22)에 수직인 방향)의 확대각은 수평 방향(활성층(22)에 평행한 방향)의 확대각보다도 크다. 따라서, 레이저 광의 원시야상(20)은 장축이 활성층(22)에 수직으로 되는 타원형이 된다.
본 실시예의 광 픽업 장치(100)에서는, 반도체 레이저 소자(2)의 활성층(22)이 Y 방향으로 수직이 되도록 히트 싱크(9)의 측면에 장착되어 있다. 따라서, 레이저 광의 원시야상(20)은 Y 방향으로 평행한 장축 및 X 방향으로 평행한 단축을 갖는 타원형으로 된다.
이 경우, 도 22에 도시된 바와 같이 4 분할 홀로그램면(40)에 형성되는 귀환 광속의 광 스폿 SP는 영역 Ha, Hc로 연장되는 장축 및 영역 Hb, Hd로 연장되는 단축을 갖는 타원형이 된다. 이에 따라, 영역 Ha, Hc에 입사하는 귀환 광속의 광량이 영역 Hb, Hd로 입사하는 귀환 광속의 광량보다도 커진다.
따라서, 4 분할 광 검출부(60) 상에 형성되는 집광 스폿 Sa, Sc의 빛강도가 집광 스폿 Sb, Sd의 빛강도보다도 커진다. 그 결과, 집광 스폿 Sb, Sd가 포커스 에러 신호 FES에 끼치는 영향이 집광 스폿 Sa, Sc에 비교하여 작아지고, 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장의 변동이 포커스 에러 신호 FES에 끼치는 영향이 꽤 작아진다.
도 23은 본 실시예의 광 픽업 장치(100)에서의 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장이 변동할 때에 따른 S 커브 특성의 변화를 도시하는 도면이다.
도 23에서, 파선 L1은 광학 조정시(초기)의 S 커브 특성을 도시하고, 실선 L2는 발진 파장의 변동시의 S 커브 특성을 도시한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 반도체 레이저 소자(2)의 발진 파장이 변동해도, S 커브 특성의 진폭 저하가 작아진다.
표 1에 종래의 투과형 홀로그램 소자(104) 및 본 실시예의 투과형 홀로그램 소자(4)를 이용한 경우의 S 커브 특성의 진폭의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이 시뮬레이션으로는, 레이저 광의 발진 파장 785㎚를 설계치로 하였다.
표 1에서는, 종래의 투과형 홀로그램 소자(104)를 이용한 경우 및 본 실시예의 투과형 홀로그램 소자(4)를 이용한 경우의 설계치에서의 S 커브 특성의 진폭을 1.0으로 하고, 파장 790㎚ 및 795㎚에서의 S 커브 특성의 진폭을 설계치의 진폭으로 규격화하고 있다.
본 실시예의 투과형 홀로그램 소자(4)로는, 도 22에 도시된 바와 같이 반도체 레이저 소자(2)의 원시야상의 방향을 최적화한 경우 및 최적화의 방향보다도 90도 다른 경우를 나타내고 있다.
표 1로부터 알 수 있듯이, 종래의 투과형 홀로그램 소자(104)를 이용한 경우에는, 환경 온도의 변화에 따라 레이저 광의 발진 파장이 설계치로부터 10㎚ 변위되면, S 커브 특성의 진폭이 10분의 1로 저하한다. 이에 대해, 본 실시예의 투과형 홀로그램 소자(4)를 이용한 경우에는, 레이저 광의 원시야상의 방향을 최적화하지 않은 경우라도, S 커브 특성의 진폭은 반정도밖에 저하하지 않고, 레이저 광의 원시야상의 방향을 최적화한 경우에는, 발진 파장이 10㎚변동해도, S 커브 특성의 진폭은 20%밖에 저하하지 않는다.
이상과 같이, 본 실시예의 광 픽업 장치는 비점 수차법을 이용한 종래의 광 픽업 장치의 이점인 낭비가 없는 연산으로 진폭이 큰 S 커브를 얻을 수 있는 특징을 살린 채로, 더 반도체 레이저 소자의 발진 파장이 변동해도, S 커브 특성의 진폭의 감소가 적다는 효과를 발휘한다. 또한, 4 분할 광 검출부 4개의 수광면의 면적을 균등하게 할 수 있기 때문에, 광 검출기용 IC의 회로 설계를 행하기 쉬워진다.
도 24는 제4 실시예의 광 픽업 장치(100)를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치(200)의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 24의 광학 기록 매체 구동 장치(200)는 광 디스크(1)로부터 정보를 판독하는 광 디스크 드라이브 장치이다.
도 24의 광학 기록 매체 구동 장치(200)가 도 16의 광학 기록 매체 구동 장치(200)와 다른 것은, 제1 내지 제3 실시예의 광 픽업 장치(100)를 대신해서 제4 실시예의 광 픽업 장치(100)를 이용할 수 있는 점이다. 도 24의 광학 기록 매체 구동 장치(200)의 다른 부분의 구성 및 동작은 도 16의 광학 기록 매체 구동 장치(200)와 동일하다.
본 실시예에서는, 모터(11) 및 회전 제어계(13)가 회전 구동 기구에 상당하고, 이송 모터(12) 및 이송 모터 제어계(16)가 픽업 구동 기구에 상당하고, 신호 처리계(14)가 신호 처리 회로에 상당한다.
도 24의 광학 기록 매체 구동 장치(200)에서는, 제4 실시예의 광 픽업 장치(100)를 이용할 수 있으므로, 레이저 광의 파장 변동시에도 정확한 포커스 에러 신호를 얻을 수 있다. 이에 따라, 포커스 서보가 고정밀도로 행해지고, 고품질의 재생 신호를 얻을 수 있다.
상기 제4 실시예에서는, 회절 소자로서 투과형 홀로그램 소자(4)를 이용하고있지만, 반사형의 홀로그램 소자 등의 반사형 회절 소자를 이용해도 좋다.
상기 제4 실시예에서는, 투과형의 3분할용 회절 격자(3)를 이용하고 있지만, 본 발명은 반사형의 3분할용 회절 격자를 이용한 광 픽업 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 광원과 광학 기록 매체 사이 혹은 홀로그램 소자와 광 검출기 사이에 미러 등의 반사 부재를 개재시켜 광로를 굴절시킬 수 있었다.
또한, 3분할용 회절 격자(3)와 투과형 홀로그램 소자(4)를 일체로 한 광학 소자를 이용해도 좋다. 또한, 트랙킹 서보의 방법으로서 상기된 3빔법 이외의 방법을 이용해도 좋다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 트랙 위치 이동이나 광원의 파장 변동에 상관없이 바람직한 포커스 서보를 행할 수 있고, 트랙킹 동작을 위해 집광 렌즈가 이동한 경우에서도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있으며, 또한 광원의 파장 변동에 의한 귀환 광속의 회절 각도가 변화한 경우에서도, 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있고, 광원의 파장 변동에 의해 귀환 광속의 회절 각도가 변화한 경우에서도 광학 기록 매체에서의 포커스 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략도.
도 2는 도 1의 광 픽업 장치에 있어서의 투과형 홀로그램 소자의 평면도.
도 3은 트랙킹 위상 조정 전의 광 디스크의 트랙, 투과형 홀로그램 소자 및 3 분할용 회절 격자의 상태를 나타낸 평면도.
도 4는 트랙킹 위상 조정 후의 광 디스크의 트랙, 투과형 홀로그램 소자 및 3 분할용 회절 격자의 상태를 나타낸 평면도.
도 5는 광 디스크로 주 광속이 포커스된 경우의 광 검출기 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 6은 광 디스크가 집광 렌즈에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우의 광 검출기 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 7은 광 디스크가 집광 렌즈로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우의 광 검출기 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 픽업 장치의 주요부의 평면도.
도 9a, 도 9b, 도 9c는 광 검출기 상에서의 집광 스폿의 빔 형상의 다른 예를 도시하는 모식적 평면도.
도 10은 제1 실시예 및 제2 실시예의 광 픽업 장치에 있어서 집광 렌즈가 이동한 경우의 S 커브 특성도.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략도.
도 12는 도 11의 광 픽업 장치에 있어서의 투과형 홀로그램 소자의 평면도.
도 13은 광 디스크가 집광 렌즈에 접근하여 포커스 에러 상태가 된 경우의 광 검출기 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 14는 광 디스크가 집광 렌즈로부터 떨어져 포커스 에러 상태가 된 경우의 광 검출기 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 15는 광 검출기의 다른 예를 도시하는 모식적 평면도.
도 16은 제1, 제2 또는 제3 실시예의 광 픽업 장치를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치의 구성을 도시하는 블럭도.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 광 픽업 장치의 개략도.
도 18은 도 17의 광 픽업 장치에 있어서의 투과형 홀로그램 소자 및 광 검출기의 평면도.
도 19는 4 분할 광 검출부 상에서의 주 광속의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 20은 반도체 레이저 소자의 발진 파장의 변동에 따른 4 분할 광 검출부 상에서의 집광 스폿의 이동을 도시하는 모식적 평면도.
도 21은 도 17의 광 픽업 장치에 있어서의 반도체 레이저 소자의 상면도.
도 22는 레이저 광의 원시야상의 방향이 최적화된 경우의 4 분할 홀로그램면 상의 광 스폿 및 4 분할 광 검출부 상의 집광 스폿을 도시하는 모식적 평면도.
도 23은 광학 조정시 및 파장 변동시의 S 커브 특성을 나타낸 도면.
도 24는 제4 실시예의 광 픽업 장치를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치의 구성을 나타낸 블럭도.
도 25는 투과형 홀로그램 소자를 갖는 종래의 광 픽업 장치의 개략도.
도 26은 종래의 광 픽업 장치에 이용되는 투과형 홀로그램 소자의 홀로그램면의 평면도.
도 27은 광 디스크 상에 형성되는 주 스폿 및 부 스폿을 나타낸 도면.
도 28은 광 검출기의 일례를 나타낸 모식적 평면도.
도 29는 종래의 광 픽업 장치에 있어서의 광 검출기 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 30은 광 픽업 장치에 있어서의 S 커브 특성을 나타낸 도면.
도 31은 반도체 레이저 소자의 발진 파장의 변동에 따른 4 분할 광 검출부 상에서의 집광 스폿의 이동을 나타낸 도면.
도 32는 반도체 레이저 소자의 발진 파장의 변동에 따른 S 커브 특성의 변화를 나타낸 도면.
도 33은 다른 광 검출기의 광 검출부의 모식적 평면도.
도 34는 광 픽업 장치의 다른 예를 나타낸 개략도.
도 35는 도 34의 광 픽업 장치에 이용되는 투과형 홀로그램 소자의 평면도.
도 36은 도 34의 광 픽업 장치에 이용되는 광 검출기의 평면도.
도 37은 도 34의 광 픽업 장치에 있어서 집광 렌즈가 이동한 상태를 나타낸 개략도.
도 38은 도 34의 광 픽업 장치에 있어서 집광 렌즈가 이동한 경우의 투과형 홀로그램 소자 상의 광 스폿의 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 39는 도 34의 광 픽업 장치에 있어서 집광 렌즈가 이동한 경우의 S 커브 특성도.

Claims (33)

  1. 광학 기록 매체에 광속을 조사하고, 그 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 검출하는 광 픽업 장치로서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체로부터 상기 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자, 및
    상기 제1 회절 소자에 의해 회절된 상기 귀환 광속을 검출하는 제1 및 제2 광 검출부를 갖는 광 검출기
    를 구비하고,
    상기 제1 회절 소자는 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 연장되는 제1 분할선과 상기 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 갖고,
    상기 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고,
    상기 광 검출기의 상기 제1 광 검출부는 상기 제1 회절 소자의 상기 4개의 영역 중 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 상기 제2 광 검출부는 상기 제1 회절 소자의 상기 4개의 영역 중 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 상기 제1 및 제2 광 검출부의 각각은 상기 광원의 파장 변동에 의해 상기 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향에서 상기 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속과 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속과의 비교에 의해 포커스 상태의 검출이 가능해지도록 포커스 상태에 대응한 공간 변동을 각각 각 귀환 광속에 각각 제공하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광 검출부의 각각은 상기 광원의 파장 변동에 의해 상기 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향을 따른 가상의 분할선으로 분할된 복수의 수광 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 수광 영역은 제1 수광 영역과, 상기 제1 수광 영역의 양측에 배치되며 또한 상기 제1 수광 영역보다도 폭이 넓은 2개의 제2 수광 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 기록 매체로부터의 상기 귀환 광속에 의한 상기 제1 회절 소자 상의 광 스폿이 상기 제1 분할선에 대해 대칭인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 기록 매체의 반경 방향과 상기 광원의 파장 변동에 의해 상기 집광 스폿이 이동하는 방향이 서로 거의 평행한 관계에 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광학 기록 매체의 반경 방향과 상기 광원의 파장 변동에 의해 상기 집광 스폿이 이동하는 방향이 서로 거의 직교하는 관계에 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 공간 변동은 비점 수차(非点 收差)인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 각각 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속과 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속에 서로 직교 관계에 있는 비점 수차를 제공하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역과 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치와 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치가 포커스 시에 상기 광 검출기의 수광면에 대하여 서로 다른 높이에 위치하도록 각각 각 귀환 광속에 공간 변동을 제공하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  11. 제10항에 있어서, 포커스 시에 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치는 상기 광 검출기의 수광면보다 앞쪽에 위치하고, 상기 제1 회절 소자의 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절되는 귀환 광속의 초점 위치는 상기 광 검출기의 수광면보다 뒤쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광원과 상기 제1 회절 소자와의 사이의 광로 중에 설치되며 상기 광원으로부터 출사된 광속을 주 광속과 트랙킹 상태 검출용 부 광속으로 분할하는 제2 회절 소자를 더 구비하고,
    상기 집광 렌즈는 상기 제2 회절 소자에 의해 분할된 상기 주 광속 및 상기 부 광속을 상기 광학 기록 매체에 조사하고,
    상기 제1 회절 소자는 상기 광학 기록 매체로부터 상기 집광 렌즈를 통해 제공되는 상기 주 광속 및 상기 부 광속을 회절시키고,
    상기 광 검출기의 상기 제1 광 검출부는 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 주 광속을 검출하고 상기 제2 광 검출부는 상기 제1 회절 소자의 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 주 광속을 검출하고,
    상기 광 검출기는 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 부 광속 및 상기 제1 회절 소자의 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 부 광속을 검출하는 제3 광 검출부를 더 포함하며, 상기 제3 광 검출부는 상기 광원의 파장 변동에 의해 상기 회절된 부 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향에서 상기 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 제1 분할선은 상기 제2 회절 소자에 의해 분할된 상기 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 회절 소자 및 상기 제1 회절 소자는 상기 광학 기록 매체의 트랙에 대한 상기 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 제1 회절 소자 및 제2 회절 소자의 회절면에 수직인 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 설치되고,
    상기 제1 회절 소자의 상기 제1 분할선은 상기 위치 관계의 조정 후에 상기 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 되도록 상기 위치 관계의 조정 전에 상기 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제2 회절 소자의 회절 홈은 상기 광학 기록 매체의 트랙에 대한 상기 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 상기 트랙의 접선 방향에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 부 광속은 상기 주 광속의 양측에 위치하는 2개의 부 광속을 포함하고,
    상기 광 검출기의 상기 제3 광 검출부는 상기 제1 및 제2 광 검출부를 사이에 끼우도록 배치되며 또한 상기 2개의 부 광속을 각각 검출하는 2개의 제3 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 광 검출기의 상기 제1 광 검출부에 형성되는 2개의 집광 스폿이 상기 광원의 파장 변동에 의한 이동 방향과 직교하는 방향을 따라서 정렬되도록 귀환 광속을 회절시키는 회절면 패턴을 갖고,
    상기 제1 회절 소자의 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 광 검출기의 상기 제2 광 검출부에 형성되는 2개의 집광 스폿이 상기 광원의 파장 변동에 의한 이동 방향과 직교하는 방향을 따라서 정렬되도록 귀환 광속을 회절시키는 회절면 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  18. 광학 기록 매체를 구동하는 광학 기록 매체 구동 장치로서,
    상기 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동 기구,
    상기 광학 기록 매체에 광속을 조사하는 광 픽업 장치,
    상기 광 픽업 장치를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동 기구, 및
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로
    를 구비하고,
    상기 광 픽업 장치는
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체로부터 상기 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자, 및
    상기 제1 회절 소자에 의해 회절된 상기 귀환 광속을 검출하는 제1 및 제2 광 검출부를 갖는 광 검출기
    를 구비하며,
    상기 제1 회절 소자는 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 연장되는 제1 분할선과 상기 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 갖고,
    상기 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되며,
    상기 광 검출기의 상기 제1 광 검출부는 상기 제1 회절 소자의 상기 4개의 영역 중 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하고, 상기 제2 광 검출부는 상기 제1 회절 소자의 상기 4개의 영역 중 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하며, 상기 제1 및 제2 광 검출부의 각각은 상기 광원의 파장 변동에 의해 상기 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 이동하는 방향에서 상기 집광 스폿의 이동 거리 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체 구동 장치.
  19. 광학 기록 매체에 광속을 조사하고 그 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 검출하는 광 픽업 장치로서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체로부터 상기 집광 렌즈를 통해 제공되는 귀환 광속을 회절시키는 제1 회절 소자, 및
    상기 제1 회절 소자에 의해 회절된 상기 귀환 광속을 검출하는 광 검출기
    를 구비하고,
    상기 집광 렌즈는 트랙킹 동작을 위해 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 설치되고,
    상기 제1 회절 소자는 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 평행한 제1 분할선으로 분할된 복수의 영역을 갖고,
    상기 제1 회절 소자는 상기 제1 분할선 및 상기 제1 분할선과 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 영역을 갖고,
    상기 광 검출기는 상기 제1 회절 소자의 각 영역에서 회절된 귀환 광속을 검출하는 복수의 광 검출부를 갖고,
    상기 광원과 상기 제1 회절 소자와의 사이의 광로 중에 설치되며, 상기 광원으로부터 출사된 광속을 주 광속과 트랙킹 상태 검출용 부 광속으로 분할하는 제2 회절 소자를 더 구비하고,
    상기 집광 렌즈는 상기 제2 회절 소자에 의해 분할된 상기 주 광속 및 상기 부 광속을 상기 광학 기록 매체에 조사하고,
    상기 제1 회절 소자는 상기 광학 기록 매체로부터 상기 집광 렌즈를 통해 제공되는 상기 주 광속 및 상기 부 광속을 회절시키며,
    상기 광 검출기의 상기 복수의 광 검출부는 상기 제1 회절 소자에서 회절된 상기 주 광속을 검출하고,
    상기 광 검출기는 상기 제1 회절 소자에서 회절된 상기 부 광속을 검출하는 광 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 제1 분할선은 상기 제2 회절 소자에 의해 분할된 상기 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제2 회절 소자 및 상기 제1 회절 소자는 상기 광학 기록 매체의 트랙에 대한 상기 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 제1 회절 소자 및 제2 회절 소자의 회절면에 수직인 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 설치되고,
    상기 제1 회절 소자의 상기 제1 분할선은 상기 위치 관계의 조정 후에 상기 집광 렌즈의 이동 방향과 평행하게 되도록 상기 위치 관계의 조정 전에 상기 주 광속 및 부 광속의 광축을 포함하는 면에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제2 회절 소자의 회절 홈은 상기 광학 기록 매체의 트랙에 대한 상기 주 광속 및 부 광속의 위치 관계가 트랙킹 상태의 검출을 가능하게 하는 위치 관계가 되도록 상기 트랙의 접선 방향에 대해 소정의 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  23. 광학 기록 매체에 광속을 조사하고 그 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 검출하는 광 픽업 장치로서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속에 기초한 귀환 광속을 회절시키는 회절 소자, 및
    상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 귀환 광속을 검출하는 광 검출기
    를 구비하고,
    상기 회절 소자는 서로 직교하는 분할선으로 분할된 4개의 영역을 갖고,
    상기 광 검출기는 상기 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 상기 광원의 파장 변동에 의해 이동되는 방향에 거의 평행한 제1 분할선과, 상기 제1 분할선에 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 광 검출부를 갖고,
    상기 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 해서 상기 제2 분할선 상의 서로 반대측의 인접하는 위치에 각각 집광 스폿을 형성하고, 상기 회절 소자의 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 해서 상기 제1 분할선 상의 서로 반대측의 떨어진 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역 및 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 4개의 광 검출부의 출력의 연산에 의해 상기 광학 기록 매체 상의 포커스 상태의 검출이 가능해지도록 포커스 상태에 대응한 공간 변동을 각각 각 귀한 광속에 제공하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 포커스 상태에 대응한 공간 변동은 비점 수차인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 비점 수차는 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선에 대해 거의 45도의 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  27. 제23항에 있어서, 상기 회절 소자의 4개의 영역은 해당 회절 소자의 상기 분할선의 교점을 공통의 원점으로서 형성되며, 상기 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선의 상기 교점을 기준으로 설정된 홀로그램 패턴을 갖고, 상기 회절 소자의 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선의 상기 교점으로부터 서로 떨어진 상기 제1 분할선 상의 2점을 기준으로 각각 설정된 홀로그램 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  28. 제23항에 있어서, 상기 회절 소자의 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 상기 광원의 파장 변동에 의해 이동되는 방향에 거의 평행한 방향을 따라 배치되며, 상기 회절 소자의 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 상기 광원의 파장 변동에 의해 이동되는 방향에 거의 직교하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 회절 소자의 상기 분할선은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선에 대해 거의 45도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  30. 제23항에 있어서, 상기 광원은 타원 형상의 빔 단면 강도 분포를 갖는 광속을 출사하고, 상기 귀환 광속은 상기 회절 소자에 타원 형상의 광 스폿을 형성하며,
    상기 타원 형상의 광 스폿의 단축이 상기 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로 연장되며, 또한 장축이 상기 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역으로 연장되도록 상기 광원과 상기 회절 기판 소자와의 위치 관계가 설정되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  31. 입사 광속을 회절시켜서 회절된 광속의 집광 스폿을 가상면 상에 형성하는 회절면을 구비하고,
    상기 회절면은 서로 직교하는 분할선으로 4개의 영역으로 분할되고,
    상기 서로 직교하는 분할선은 상기 입사 광속의 광축과 상기 회절된 광속의 광축을 포함하는 면과 상기 회절면과의 교선에 대해 대략 45°의 각도로 이루고,
    상기 회절면은 상기 회절된 광속에 비점 수차를 제공하는 것을 특징으로 홀로그램 소자.
  32. 입사 광속을 회절시켜서 회절된 광속의 집광 스폿을 가상면 상에 형성하는 회절면을 구비하고,
    상기 회절면은 서로 직교하는 분할선으로 4개의 영역으로 분할되며,
    상기 4개의 영역 중 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 가상면 상의 제1 가상선과 상기 제1 가상선에 직교하는 제2 가상선과의 교점을 중심으로 해서 상기 제2 가상선 상의 서로 반대측의 인접하는 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 홀로그램 패턴을 갖고,
    상기 4개의 영역 중 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역은 상기 제1 및 제2 가상선의 상기 교점을 중심으로 해서 상기 제1 가상선 상의 서로 반대측의 떨어진 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 홀로그램 패턴을 가지며,
    상기 제1 가상선은 상기 입사 광속의 광축과 상기 회절된 광속의 광축을 포함하는 면 내에 있는 것을 특징으로 하는 홀로그램 소자.
  33. 광학 기록 매체를 구동하는 광학 기록 매체 구동 장치로서,
    상기 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동 기구,
    상기 광학 기록 매체에 광속을 조사하는 광 픽업 장치,
    상기 광 픽업 장치를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동 기구, 및
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로
    를 구비하고,
    상기 광 픽업 장치는
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속에 기초한 귀환 광속을 회절시키는 회절 소자, 및
    상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 귀환 광속을 검출하는 광 검출기
    를 구비하며,
    상기 회절 소자는 서로 직교하는 분할선으로 분할된 4개의 영역을 갖고,
    상기 광 검출기는 상기 회절 소자에 의해 회절된 귀환 광속의 집광 스폿이 상기 광원의 파장 변동에 의해 이동되는 방향에 거의 평행한 제1 분할선과 상기 제1 분할선에 직교하는 제2 분할선으로 분할된 4개의 광 검출부를 가지며,
    상기 회절 소자의 한 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 해서 상기 제2 분할선 상의 서로 반대측의 인접하는 위치에 각각 집광 스폿을 형성하고, 상기 회절 소자의 다른 쪽 대각선 위치의 2개의 영역에서 회절된 귀환 광속은 상기 광 검출기의 상기 제1 및 제2 분할선의 교점을 중심으로 해서 상기 제1 분할선 상의 서로 반대측의 떨어진 위치에 각각 집광 스폿을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체 구동 장치.
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