KR100543422B1 - 기록재생장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

DVD와 CD-R을 재생 가능하게 하는 동시에, 보다 소형화를 가능하게 한다.
DVD(41B)를 재생하기 위한 650nm의 파장의 레이저광을 출사하는 레이저칩(21B)을, 굴절형 대물렌즈(26)의 광축상에 배치한다. CD(41A)를 재생하기 위한 780nm의 레이저광을 출사하는 레이저칩(21A)을, 굴절형 대물렌즈(26)의 광축외에 배치한다. 홀로그래픽(holographic)광학소자(25)로 레이저칩(21A)으로부터 출사된 레이저광의 코마수차와 구면수차를 보정한다.

Description

기록 재생 장치 및 방법
본 발명은, 기록재생장치 및 방법에 관한 것이고, 특히, 제1의 파장의 광과, 제2의 파장의 광을 이용하여, 각각 상이한 기록매체에 대하여, 정보를 기록 또는 재생하는 경우에, 보다 소형화할 수 있도록 한 기록재생장치 및 방법에 관한 것이다.
광을 이용하여 정보를 기록 또는 재생하는 기록매체로서, 콤팩트 디스크(CD)(상표), CD-ROM, CD-R 등의 광디스크가 보급되고 있지만, 최근에는, 그밖에, 대용량의 데이터를 기록하는 DVD(Digital Versatile Disk) 등의 새로운 기록매체가 개발되고 있다.
이와 같은 광디스크로부터 디지털정보를 독출하는 경우, 레이저광을 기록매체에 집광하여, 기록매체로부터의 반사광을 검출하고, 반사광의 레벨을 2치데이터로 변환한다.
고밀도의 광디스크에 있어서는, 단파장의 레이저광을 이용하고(예를 들면, CD를 재생하는 경우, 파장 λ는 λ=780nm으로 되고, 보다 고밀도로 데이터가 기록되어 있는 DVD를 재생하는 경우, λ=635 내지 650nm으로 됨), 개구수(NA)가 큰 (예를 들면, CD를 재생하는 경우, NA=0.45로 되고, DVD를 재생하는 경우, NA=0.6으로 됨) 대물렌즈를 사용하여 레이저광을 보다 좁은 범위로 수속(收束)시키고, 그 반사광을 수광하여, 기록되어 있는 정보를 재생한다.
이와 같은 개구수(NA)가 큰 대물렌즈를 사용하면, 광디스크의 기울기(스큐)에 기인하여, 반사광에 있어서의 수차량(收差量)이 증대하므로, DVD에서는 CD에 있어서의 경우보다 레이저광이 입사되는 투명한 기판을 얇게 설계하여(CD의 1.2mm에 대하여, DVD에서는 0.6mm), 반사광에 있어서의 수차량을 저감하고 있다.
이상과 같은, 대물렌즈의 NA와 레이저광의 파장 λ의 값에 따라 규정되는 집광스폿의 사이즈(λ/NA에 비례함)의 상이(相異), 및, 광디스크의 기판의 두께에 따라 생기는 구면수차의 양의 상이에 의해, 종래의 CD에 기록되어 있는 정보를 독출하는 광학계를, 그대로, DVD의 재생에 이용하는 것은 곤란하고, 그 역(逆)으로, DVD용으로 설계한 광학계를 CD의 재생에 그대로 이용하는 것도 곤란하다.
그러나, 앞으로, CD 등의 종래의 광디스크와, DVD 등의 고밀도의 광디스크는 공존해 가는 것으로 생각되므로, 그들의 광디스크를 재생하는 경우, 광디스크의 종류마다 전용의 재생장치를 준비하지 않으면 안되도록 하면 불편하다.
그래서, 이와 같은 기록밀도과 기판의 두께가 상이한 복수의 광디스크를 하나의 장치에서 재생하는 방법이 몇 개인가 제안되어 있다.
그중의 하나로서, 대물렌즈와 홀로그래픽광학소자(HOE)를 조합하는 방법이, 예를 들면, USP5,446,565 공보에 개시되어 있다. 도 29는 이 공보에 기재된 기술의원리를 나타내고 있다. 즉, 이 도면에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 650nm의 파장의 레이저광이, HOE(101)와 대물렌즈(102)를 통해, CD(103) 또는 DVD(104)에 조사된다. HOE(101)에는, 도 30에 나타낸 바와 같이, 동심원형(同心圓形)의 톱니형 또는 요철(凹凸)로 이루어지는 고리띠구조가 형성되어 있다. 그 결과, 도 31에 나타낸 바와 같이, 입사된 650nm의 파장의 광이 0차 회절광(투과광)과 1차 회절광으로 분할된다. 0차 회절광은, DVD용으로 되고, 1차 회절광은, CD용으로 된다. 그 이외의 차수의 회절광은, 실질적으로 거의 0으로 되도록, HOE(101)는 최적화되어 있다.
대물렌즈(102)는, DVD(104)에 최적화되어 있다. 그 결과, HOE(101)를 투과한 0차 회절광은, 도 29에 나타낸 바와 같이, 대물렌즈(102)에 의해, 기판의 두께가 0.6mm의 DVD(104)의 정보기록면상에 집속(集束)된다. 또, HOE(101)의 고리띠의 피치는, 1차 회절광이 대물렌즈(102)를 거쳐, 두께가 약 1.2mm의 기판을 가지는 CD(103)에 집속될 때, DVD(104)와의 기판두께의 상이에 의한 구면수차를 보정하도록 최적화되어 있다. 또, 이 고리띠의 직경은, CD(103)에 최적의 NA가 얻어지도록, 대물렌즈(102)의 유효경(徑)보다 작은 영역에 형성되어 있다. 그 결과, 대물렌즈(102)를 투과한 1차 회절광은, 정보기록면상에 회절한계까지 집광되어, 양호한 광스폿이 형성된다.
또, 이 HOE(101)의 고리띠의 피치는, CD(103)의 광스폿이 DVD(104)의 광스폿으로부터 광축방향으로 수백㎛ 떨어지도록 최적화되어 있으므로, 각 광스폿이 다른 쪽의 재생RF신호에 영향을 주지 않도록 되어 있다.
그러나, 이와 같은 픽업에 있어서는, 사용되고 있는 파장이 650nm으로 짧으므로, 통상의 CD는 재생할 수 있어도, CD-R을 재생할 수 없다. 즉, 재생 뿐만 아니라 기입도 가능한 CD-R은, 780nm의 대역의 파장을 반사하도록 형성되어 있어, DVD에서 사용하는 650nm의 길이의 파장은, 거의 흡수해 버리기 때문이다.
그래서, 본 출원인은, 예를 들면 일본국 특원평 8(1996)-121337호로서, CD-R을 포함하는 CD와 DVD의 양쪽을 재생하는 것이 가능한 픽업을 제안했다. 도 32와 도 33은, 그 구성예를 나타내고 있다. 도 32는, DVD(104)를 재생하는 경우의 광학계를 나타내고 있고, 도 33은, CD(103)를 재생하는 경우의 광학계의 상태를 나타내고 있다.
DVD(104)를 재생하는 경우에는, 도 32에 나타낸 바와 같이, 780nm의 파장의 레이저광을 발생하는 방사광원(111B)은 오프(off)된다. 그리고, 650nm의 파장의 레이저광을 발생하는 방사광원(111A)가 온(on)된다. 방사광원(111A)로부터 출사된 레이저광은, 그레이팅(112A)에 의해 실질적으로 3개의 레이저광으로 분할된 후, 다이크로익프리즘(dichroic prism)(DP)(113)과 편광(偏光)빔스플리터(PBS)(114)를 투과하여, 콜리메이터렌즈 (115)에 입사된다. 콜리메이터렌즈 (115)는, 입사된 발산광을 평행광으로 변환하여, λ /4판(板)(116)을 통해, HOE(117)에 입사시킨다. 굴절형 대물렌즈(118)는, DVD(104)에 최적화되어 설계되어 있다. 따라서, HOE(117)는, 굴절형 대물렌즈(118)에 의해, CD(103)에 집속되는 780nm의 파장의 광의 구면수차를 보정하도록 최적화되어 있고, 650nm의 파장의 광에는, 실질적으로 기능하지 않는다.
즉, 도 34에 확대하여 나타낸 바와 같이, HOE(117)는, 파장 650nm의 레이저광을 거의 100% 투과한다. 즉, HOE(117)로부터는, 0차 회절광이 출사된다. 이 레이저광은, 굴절형 대물렌즈(118)에 의해 집속되어, 0.6mm의 두께의 기판을 가지는 DVD(104)의 정보기록면상에 집광된다. 굴절형 대물렌즈(118)는, DVD(104)에 레이저광을 조사(照射)했을 때, 구면수차가 발생하지 않도록 최적화되어 있으므로, DVD(104)상의 집광스폿은, 회절한계까지 조여진 집광스폿으로 된다.
이에 대하여, CD(103)를 재생하는 경우에는, 도 33에 나타낸 바와 같이, 650nm의 파장의 레이저광을 발생하는 방사광원(111A)이 오프되고, 그 대신에, 780nm의 파장의 레이저광을 발생하는 방사광원(111B)이 온된다. 이 레이저광은, 그레이팅(112B)을 통해 다이크로익프리즘(113)에 입사된다. 이 다이크로익프리즘(113)은, 파장 650nm의 레이저광은 투과하지만, 파장 780nm의 레이저광은 반사한다. 그 결과, 다이크로익프리즘(113)에서 반사된 레이저광이, 편광빔스플리터(114), 콜리메이터렌즈 (115), λ/4판(116)을 통해 HOE(117)에 입사된다.
도 35에 나타낸 바와 같이, HOE(117)의 고리띠피치는, 780nm의 1차 회절광과 굴절형 대물렌즈(118)와의 조합에 의한 DVD(104)와 CD(103)의 기판두께의 차에 의한 구면수차를 보정하도록 최적화되어 있다. 또, HOE(117)상의 회절광은, CD(103)의 NA에 맞도록 DVD(104)에 대한 굴절형 대물렌즈(118)의 동경(瞳徑)보다도 작은 영역에만 작성되어 있다. 그 결과, 780nm의 레이저광은, CD(103)의 정보기록상에, 회절한계까지 조여진 집광스폿을 형성하도록 조사된다. 그 결과, 미광(迷光)이나 광의 이용율의 저하가 거의 없는 안정된 재생이 가능하게 된다.
CD(103) 또는 DVD(104)에서 반사된 레이저광은, 굴절형 대물렌즈(118), HOE(117), λ/4판(116), 콜리메이터렌즈 (115)를 통해, 편광빔스플리터(114)에 입사된다. 디스크로부터의 귀환광은, 디스크에의 입사광과 비교하여, λ/4판(116)을 왕복하고 있으므로, 편광면이 90도 회전하게 된다. 그 결과, 귀환광은, 편광빔스플리터(114)에서 반사되어, 멀티렌즈(119)를 통해, 포트 다이오드(PD)(120)에 입사된다. 포트 다이오드(120)의 출력으로부터, 디스크에 기록되어 있는 정보를 재생할 수 있다.
그러나, 먼저 제안된 발명에 있어서는, 상이한 파장의 레이저광을 발생하는 2개의 방사광원(11A,111B)을, 각각 굴절형 대물렌즈(118)의 광축내에 배치하도록 하고 있으므로, 광축을 약 90도로 분할하기 위한 다이크로익프리즘(113)을 필요로 하여, 부품개수가 많아져, 코스트 상승으로 될 뿐만 아니라, 장치가 대형화되는 과제가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 상항을 감안하여 이루어진 것이고, CD-R을 재생할 수 있도록 하는 동시에, 보다 소형화를 가능하게 하는 것이다.
본 출원에 기재된 기록재생장치는, 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을, 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 집속하여 조사하는 집속수단과, 집속수단의 광축외에 배치되고, 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단과, 집속수단의 광축상에 배치되고, 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단과, 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차를 보정하여, 집속수단의 광축상에 안내하는 보정수단과, 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 수광수단과를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 출원에 기재된 기록재생방법은, 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단을, 집속수단의 광축외에 배치하는 스텝과, 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단을, 집속수단의 광축내에 배치하는 스텝과, 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차를 보정하여, 집속수단의 광축상에 안내하는 스텝과, 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 스텝과를 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 기록재생장치 및 청구항 13에 기재된 기록재생방법에 있어서는, 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단이, 집속수단의 광축외에 배치되고, 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단이, 집속수단의 광축내에 배치된다. 그리고, 제1의 길이의 파자의 광이, 코마수차를 보정하여, 집속수단의 광축상에 안내된다.
다음에 본 발명의 실시의 형태를 설명하지만, 특허청구의 범위에 기재된 발명의 각 수단과 다음의 실시의 형태와의 대응관계를 명확히 하기 위해, 각 수단의 뒤의 괄호내에, 대응하는 실시의 형태(단 일예)를 부가하여 본 발명의 특징을 기술하면, 다음과 같이 된다. 단 물론 이 기재는, 각 수단을 기재한 것에 한정하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 실시예의 기록재생장치는, 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을, 제1의 기록매체(예를 들면 도 3의 CD(41A)) 또는 제2의 기록매체(예를 들면 도 2의 DVD(41B))에 집속하여 조사하는 집속수단(예를 들면 도 2의 굴절형 대물렌즈(26))과, 집속수단의 광축외에 배치되고, 상기 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단(예를 들면 도 3의 레이저칩(21A))과, 집속수단의 광축상에 배치되고, 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단(예를 들면 도 2의 레이저칩(21B))과, 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차를 보정하여, 집속수단의 광축상에 안내하는 보정수단(예를 들면 도 3의 HOE(25))과, 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 수광수단(예를 들면 도 2의 포트 다이오드(28))과를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또 본 실시예의 기록재생장치는, 보정수단은, 제1의 길이의 파장의 광에 위상차를 부여하고, 제2의 길이의 파장의 광에는 실질적으로 위상차를 부여하지 않는 높이의 3단 이상의 계단형상을 가지는 톱니파형상(鋸波形狀)의 요철이 동심원형으로, 또한, 편심(偏心)한 상태로 형성된 위상변조수단(예를 들면 도 4의 위상부(25A))을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 실시예의 기록재생방법은, 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단(예를 들면 도 3의 레이저칩(21A))을, 집속수단(예를 들면 도 2의 굴절형 대물렌즈(26))의 광축외에 배치하는 스텝과, 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단(예를 들면 도 2의 레이저칩(21B))을, 집속수단의 광축내에 배치하는 스텝과, 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차를 보정하여, 집속수단의 광축상에 안내하는 스텝과, 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 스텝과를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은, 본 발명의 기록재생장치의 실시의 형태의 구성예를 나타내고 있다.이 실시의 형태에 있어서는, 광학헤드부(1)는 내장하는 2개의 방사광원으로서의 레이저칩(21A,21B)(도 2)중의 한쪽에서 소정의 파장의 레이저광을 발생하고, 소정의 광학계(후술)을 통해, 광디스크(41A)(예를 들면 CD) 또는 광디스크(41B)(예를 들면 DVD)에 집광하고, 그 반사광을, 복수의 수광부를 가지는 포토디텍터(PD)(28)(도 2)에서 검출하고, 각 수광부의 출력신호를 PD출력신호로서 연산회로(2)에 출력하도록 되어 있다.
연산회로(2)는, PD출력신호(각 수광부의 신호)로부터, 광디스크 재생용의 데이터검출신호(RF신호), 광축방향에 있어서의 레이저광의 포커스의 어긋남을 나타내는 포커스에러신호, 및, 광디스크의 반경방향의 트래킹의 어긋남을 나타내는 트래킹에러신호를 산출하고, 데이터검출신호를 재생회로(3)에 출력하고, 포커스에러신호 및 트래킹에러신호를 제어회로(4)에 출력하도록 되어 있다.
재생회로(3)는, 연산회로(2)로부터 공급된 데이터검출신호를 이퀄라이즈한 후, 2치화하고, 또한, 에러정정하면서 복조(複調)한 신호를, 재생신호로서, 소정의 장치(도시하지 않음)에 출력하도록 되어 있다.
제어회로(4)는, 연산회로(2)로부터 공급된 포커스에러신호에 따라, 포커스서보용 액튜에이터(6)를 제어하고, 광학헤드부(1)의 굴절형 대물렌즈(26)(도 2)를 광축방향으로 이동시켜, 포커스를 조정하고, 연산회로(2)로부터 공급된 트래킹에러신호에 따라, 트래킹서보용 액튜에이터(7)를 제어하고, 광학헤드부(1)를 광디스크(41A,41B)의 반경방향으로 이동시켜, 트래킹을 조정하도록 되어 있다.
제어회로(4)는, 광원변환용 회로(8)를 제어하여, 재생하는 디스크에 따라, 광디스크(41A(CD))를 재생할 때, 레이저칩(21A)으로부터, 제1의 길이(예를 들면 780 nm)의 파장 λ1의 레이저광을 발생시켜, 광디스크(41B(DVD))를 재생할 때, 레이저칩(21B)으로부터, 제2의 길이(예를 들면 650 nm)의 파장 λ2의 레이저광을 발생시키도록 되어 있다.
또, 제어회로(4)는 모터(9)를 제어하여, 광디스크(41A,41B)를 소정의 속도로 회전시키도록 되어 있다.
그리고, 제어회로(4)는, 입력장치(5)로부터 유저에 의한 조작에 따라 신호를 수취하면, 그 신호에 따라, 각 회로를 제어하도록 되어 있다.
도 2와 도 3은, 도 1의 광학헤드부(1)의 구성예를 나타내고 있으며, 도 2는, 광디스크(41B)의 재생시에 있어서의 광로를, 도 3은, CD(41A)의 재생시의 광로를, 각각 나타내고 있다. 복합레이저다이오드(21)는, 레이저칩(21A)과 레이저칩(21B)과를 가지고 있으며, 제1의 파장 λ1의 레이저광을 발생하는 레이저칩(21A)은, 굴절형 대물렌즈(26)의 광축외에 배치되어 있고, 제2의 파장 λ2의 레이저광을 발생하는 레이저칩(21B)은, 굴절형 대물렌즈(26)의 광축상에 배치되어 있다. 굴절형 대물렌즈(26)의 광축상에 배치되어 있는 레이저칩(21B)은, 제2의 파장 λ2의 레이저광을 빔스플리터(BS)(23)에 입사시키도록 되어 있다.
굴절형 대물렌즈(26)의 광축외에 배치되어 있는 레이저칩(21A)은, 제1의 파장 λ1의 레이저광을 그레이팅(22A)으로 향해 출사하도록 되어 있다. 그레이팅(22A)은, 레이저칩(21A)으로부터의 레이저광을, 실질적으로 소정의 개수(예를 들면 3개)로 분할하여, 그들의 레이저광을 빔스플리터(BS)(23)에 입사시키도록 되어 있다.
BS(23)는, 그레이팅(22A) 또는 레이저칩(21B)으로부터의 레이저광을 투과시켜, 콜리메이터렌즈 (24)에 입사시키는 동시에, 콜리메이터렌즈 (24)로부터 입사한 레이저광(광디스크(41A,41B)로부터의 반사광)을 반사하여, 멀티렌즈(27)를 통해 포토디텍터(PD)(28)에 입사시키도록 되어 있다.
콜리메이터렌즈 (24)는, BS(23)로부터의 레이저광을 평행광선으로 조정하여, 홀로그래픽광학소자(HOE)(25)에 입사시키는 동시에, 홀로그래픽광학소자(HOE)(25)로부터 입사한 평행광선(반사광)을 집속광으로 하여, BS(23)에 입사시키도록 되어 있다.
HOE(25)는, 콜리메이터렌즈 (24)로부터 입사한 레이저광의 파장이 제2의 파장 λ2인 경우, 그 레이저광을 실질적으로 회절하지 않고 그대로(0차 회절광으로서) 투과하여, 굴절형 대물렌즈(26)에 입사시키도록 되어 있다. 굴절형 대물렌즈(26)는, 입사된 파장 λ2의 레이저광을 광디스크(41B)의 기록면에, 그 기판을 통해 집광한다. 굴절형 대물렌즈(26)는, 광디스크(41B)의 기록면에 대하여, 그 기판을 통해 레이저광을 집광했을 때, 최적의 광스폿을 형성하도록 그 NA나 파워 등의 설계가 행해져 있다.
또, HOE(25)는, 콜리메이터렌즈 (24)를 통해 광축외로부터 입사한 레이저광의 -1차 회절광(+1차 회절광이라도 됨)을 굴절형 대물렌즈(26)의 광축상으로 안내(합성)한다. 이 때 특별한 조치를 실시하지 않으면, 코마수차가 발생해 버린다. 그래서, HOE(25)는, 이 코마수차를 상쇄하도록 최적화가 되어 있다. 그러므로, HOE(25)는, 그 고리띠가 동심원이기는 하지만, 편심한 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이 점에 대해서는, 도 5를 참조하여 후술한다.
또한, 전술한 바와 같이, 굴절형 대물렌즈(26)는, 예를 들면 0.6 mm의 두께의 기판을 가지는 광디스크(41B)에 대하여 최적화가 행해지고 있어, 광디스크(41B)와 상이하다. 예를 들면 1.2mm의 두께의 기판을 가지는 광디스크(41A)에 그대로 -1차 회절광을 집광하면, 구면수차가 발생한다. 그래서, HOE(25)는, 그 기판의 두께의 차에 따라 발생하는 구면수차도 캔슬하도록 최적화되어 있다.
또, HOE(25)는, 굴절형 대물렌즈(26)로부터 입사한 레이저광(반사광)의 파장이 제1의 파장 λ1인 경우, 광디스크(41A)의 기판의 두께와, 광디스크(41B)의 기판의 두께와의 차에 기인하는 구면수차를 보정하는 각도만큼 회절시킨 -1차 회절광을, 또, 입사한 레이저광(반사광)의 파장이 제2의 파장 λ2인 경우, 그 레이저광을 실질적으로 회절시키지 않고 그대로 (0차 회절광을) 투과하여, 각각 콜리메이터렌즈 (24)에 입사시키도록 되어 있다.
굴절형 대물렌즈(26)는, HOE(25)에서 회절한 레이저광을 광디스크(41A)의 기록면(정보기록층)에 회절한계까지 집속시키도록 되어 있다. 또, 굴절형 대물렌즈(26)는, 광디스크(41A,41B)에서 반사한 레이저광을 HOE(25)에 입사시키도록 되어 있다.
멀티렌즈(27)는, BS(23)로부터 입사된 레이저광에 포커스제어를 위한 비점수차(非点收差)를 부여하여, 포토디텍터(PD)(28)에 입사시킨다. 포토디텍터(PD)(28)는, 복수의 수광부를 가지고, 각 수광부에 있어서, 광디스크(41A,41B)에서 반사하여 전술한 광학계를 통해 입사한 반사광을 전기신호로 변환하고, 그 전기신호를 PD출력신호로서 연산회로(2)에 출력하도록 되어 있다.
도 4는, 포토디텍터(28)의 패턴의 구성예를 나타내고 있다. 이 도에 나타낸 바와 같이, 포토디텍터(28)는 CD용의 (파장 λ1의) 반사광을 수광하는 포토디텍터(28A)와, DVD용의 (파장 λ2의) 반사광을 수광하는 포토디텍터(28B)와에 의해 구성되어 있다. CD재생시, 그 트래킹은, 이른바 3빔법에 의해 행해지도록 되어 있으므로, 포토디텍터(28A)는, 기본적으로, 수광소자(61,62,63)에 의해 구성되어 있다. 연산회로(2)는, 수광소자(61)의 출력과 수광소자(62)의 출력과의 차로부터 트래킹에러신호를 연산한다. 또, 수광소자(63)는, 수광소자(63A 내지 63D)로 4분할되어 있고, 비점수차법에 따른 포커스제어를 행하므로, 연산회로(2)는, 소광수자(63A)와 (63C)의 출력의 합과, 수광소자 (63B)와 (63D)의 출력의 합의 차로부터, 포커스에러신호를 연산한다.
이에 대하여, DVD재생시에는, 그 트래킹은, Differential Phase Detection(DPD)법에 의해 행해지고, 또한, 포커스제어는, 비점수차법에 의해 행해지므로, 수광소자(64)가 수광소자(64A 내지 64D)로 4분할되어 있다. 연산회로(2)는, 수광소자 (64A)와 (64C)의 출력의 합과, 수광소자 (64B)와 (64D)의 출력의 합의 차를 연산하여, 포커스에러신호를 생성한다. 또, 수광소자 (64A)와 (64B)의 합(A+B)과, 수광소자 (64C)와 (64D)의 합(C+D)이 구해지고, 또한 그들의 합((A+B+(C+D))와 차((A+B)-(C+D))의 위상차로부터 트래킹에러신호가 생성된다.
또한, 연산회로(2)는, CD의 데이터검출신호는, 수광소자(63A 내지 63D)의 출력의 합으로부터 구하고, DVD의 데이터검출신호는, 수광소자(64A 내지 64D)의 출력의 합으로부터 구한다.
여기서, HOE(25)에 대하여, 더 상술한다. HOE(25)의 회절효율특성은, HOE(25)가 입사광에 등가적으로 부여하는 위상차로 나타낼 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, HOE(25)의 회절부(25A)의 회절면에, 광축과의 교점 O을 중심으로 한 xy좌표를 설정할 때, 구면수차를 보정하기 위한 위상차함수는, 교점 O을 정점으로 한 광축 주위에 회전대칭특성을 가지는 곡면으로 나타난다. 이 곡면은, 도 6 (A)에 나타낸 øs로 나타난다. 이 경우, øs는, 다음 수학식으로 나타난다.
øs=C1r2+C2r4+C3r6+C4r8+…
단, r2≡≠x2+y2이고, C1' C2'…는, 상수이다.
한편, 광축외에 배치되어 있는 레이저칩(21A)으로부터의 광을 광축상에 합성하기 위한 HOE(25)의 위상차함수 øg는, 도 6 (B)에 나타낸 바와 같이 직선적 특성으로 되어, 다음 수학식으로 나타난다.
øg=C0y
그리고, C0는, 상수이다.
그래서, HOE(25)는, 도 6 (C)에 나타낸 바와 같이, 광을 합성하기 위한 기능과 구면수차를 보정하기 위한 기능을 겸비하는 다음 수학식으로 나타내는 위상차함수를 가지는 것으로 한다.
ø=øs+øg
=C0y+C1r2+C2r4+C3r6+C4r8+…
도 7은, HOE(25)의 굴절형 대물렌즈(26)측의 표면을 확대하여 나타내고 있다. 이와 같이, HOE(25)에는, 각 단의 높이가 d인 4단의 계단형상의 사면부(斜面部)를 가지는 톱니파형상의 요철이 동심원형으로 편심하여 형성되어 있다. 이 요철은, 광디스크(41A)의 기록면상에 있어서, 최적의 광스폿 사이즈가 얻어지도록, 최적의 직경으로(즉, 광디스크(41A)에 대하여 최적의 NA로 되도록) 형성되어 있다. 즉, HOE(25)의 계단형상의 단차부(段差部)가 형성되어 있는 범위의 직경은, 굴절형 대물렌즈(26)의 NA보다 작은 소정의 값으로 설정되어 있고, 이에 따라, 파장 λ1의 광(광디스크(41A))에 대한 NA가 실질적으로 규정되어 있다. 그리고, HOE(25)의 콜리메이터렌즈 (24)측의 표면은 평면을 나타내고 있다.
HOE(25)의 계단형상의 피치는, 파장 λ1의 레이저광을 두께 t1의 기판을 가지는 광디스크(41A)에 조사한 경우에, 두께 t2의 광디스크(41B)와의 기판두께의 상이에 의해 발생하는 구면수차와, 파장의 상이에 의해 발생하는 축상 색수차(色收差)를 보정하는 원하는 회절각이 얻어지는 값에 설정되어 있다.
또, HOE(25)의 계단형상의 단수 N와 각 단의 높이 d(단수 N와 높이 d에서 HOE(25)의 높이(깊이)((N-1)d)가 규정됨)는, 레이저광의 파장 λ1, λ2의 값에 따라 설정되어 있다. 즉, 요철에 있어서의 계단형상의 단수 N는, 다음의 수학식
N0=λ1/(q×λ1-p×λ2) 또는
N0=λ1/(p×λ2-q×λ1)
(p, q는 소정의 플러스의 정수)
로 산출되는 N0의 값(정수)으로 설정되어 있다. 또한, 값 N0의 근방의 정수로서, 파장 λ1에 대한 0차 광의 회절효율(입사광의 광량과 출사광의 광량의 비)이, 1차 광 또는 -1차광의 회절효율보다 작아지는 경우의 값에 설정된다. 요컨데, N과 λ1, λ2의 관계는, 완전히 최적화하지 않더라도, 실용상 문제가 없는 회절효율과 미광량(迷光量)이 작아지는 것을 실현할 수 있는 범위에서 설정된다.
또한, 각 단의 높이 d는 다음의 수학식
d0=p×λ2/(n-1)
(p는, 소정의 플러스의 정수, n은, HOE(25)의 굴절률)
에서 산출되는 d0의 값에 설정되어 있다(d=d0). 또한, 값 d0의 근방의 값으로서, 파장 λ2에 대한 0차 광의 회절효율(입사광의 광량과 출사광의 광량의 비)이, 1차 광과 -1차 과의 회절효율보다 커지는 경우의 값에 설정된다.
예를 들면, 정수 p, q를 p=1, q=1로 하여 산출된 1단의 높이가 d0 인 N0단의 요철을 가지는 HOE(25)에 레이저광(평행광선)이 입사된 경우, HOE(25)는, 각 부의 두께에 따라, 입사한 레이저광의 위상을 변화시킨다, 제1의 파장 λ1의 레이저광이 입사된 경우, 도 8 (A)에 나타낸 바와 같이, 도 7의 영역 A을 통과한 레이저광을 기준으로 하여, 도 7의 영역 B을 통과한 레이저광에는, 약(3/2)π라디언의 위상차를 부여하고, 도 7의 영역 C을 통과한 레이저광에는, 약 (6/2)π라디언(radian)의 위상차를 부여하고, 도 7의 영역 D을 통과한 레이저광에는, 약(9/2)π라디언의 위상차를 부여한다.
위상차는, 2π라디언의 정수배의 위상을 가감하더라도, 원래의 위상차와 등가(等價)이므로, 도 8 (A)의 위상차를 도 8 (B)에 나타낸 바와 같이 개서할 수 있다. 즉, 파장 λ1의 레이저광이 HOE(25)에 입사된 경우, 영역 A을 통과한 레이저광을 기준으로 하고, 영역 B을 통과한 레이저광에는, 약(1/2)π라디언의 위상차가 부여되고, 영역 C을 통과한 레이저광에는, 약 π라디언의 위상차가 부여되고, 영역 D을 통과한 레이저광에는, 약 (3/2)π라디언의 위상차가 부여된다. 이와 같이, 파장 λ1의 레이저광은, 입사한 HOE(25)의 부위에 따라 위상차가 부여되므로 회절한다.
한편, 제2의 파장 λ2의 레이저광이 입사된 경우, 도 9 (A)에 나타낸 바와 같이, 도 7의 영역 A을 통과한 레이저광을 기준으로 하고, 도 7의 영역 B을 통과한 레이저광에는, 약 2π라디언의 위상차가 부여되고, 도 7의 영역 C을 통과한 레이저광에는, 약4π라디언의 위상차가 부여되고, 도 7의 영역 D을 통과한 레이저광에는, 약6π라디언의 위상차가 부여된다.
전술한 바와 같이, 위상차는, 2π라디언의 정수배의 위상을 가감하더라도, 원래의 위상차와 등가이므로, 도 9 (A)의 위상차를 도 9 (B)에 나타내도록 개서할 수 있다. 즉, 파장 λ2의 레이저광이 HOE(25)에 입사된 경우, 영역 A 내지 D중 소정의 영역을 통과한 레이저광과, 다른 영역을 통과한 레이저광의 위상차는 거의 제로이다. 따라서, 파장 λ2의 레이저광은, HOE(25)에서 실질적으로 회절하지 않고, 그대로 투과한다.
이와 같이, HOE(25)에 대하여, 한쪽의 파장 λ1에 대하여 파워를 가지게 하고, 다른 쪽의 파장 λ2에 대하여 파워를 가지지 않도록 함으로써, 각각의 파장의 광을 상이한 위치에 집속시켜, 상이한 종류의 광디스크를 재생하는 경우에 있어서의 굴절형 대물렌즈(26)의 이동량(굴절형 대물렌즈(26)의 선단(先端)과 광디스크와의 거리(워킹 디스턴스)의 차)을 저감시킬 수(예를 들면 0.2 mm 이내로 하게 함) 있다.
또, 굴절형 대물렌즈(26)는 파장 λ2의 광을 광디스크(41B)에 집속하는데 최적화되어 있으므로, 수차는 발생하지 않는다. 또한, 굴절형 대물렌즈(26)와 광디스크(41A)에서 발생하는 파장 λ1의 광에 대한 수차는 HOE(25)에서 보정된다. 따라서, 어느 파장의 광도 각 광디스크상에 양호한 스폿형상으로 하여 집광시킬 수 있다.
도 10은, HOE(25)의 회절효율(입사광의 광량과 출사광의 광량의 비)의 일예를 나타내고 있다. 이와 같은 특성은, 회절부(25A)의 계단의 단수를 4단(4스텝)으로 하고, 1단(1스텝)의 높이 d를, 650/(n-1)nm보다 약간 낮은 쪽으로 시프트시킨 상태로 형성함으로써 실현된다. 파장 λ2에 있어서는, 0차의 회절광(즉, 투과광)의 회절효율이 거의 90%를 나타내고 있으므로, 제2의 파장 λ2의 레이저광은, 그 광량의 90%가, 0차의 회절광으로서 HOE(25)를 통과(투과)한다.
이와 같이, HOE(25)를 통과할 때의 제2의 파장 λ2의 레이저광의 광량의 감쇠는, 10%이므로, HOE(25)를 2회(광디스크(41B)로 향할 때와, 광디스크(41B)로부터 반사하여 왔을 때) 통과하더라도, 제2의 파장 λ2의 레이저광의 광량은, 약 20%밖에 감쇠(減衰)하지 않아, 발생한 레이저광의 광량의 약 80%를, 광디스크의 재생 또는 기록에 이용할 수 있다.
한편, 파장 λ1에 있어서는, -1차의 회절광의 회절효율이 약 70%를 나타내고 있으므로, 제1의 파장 λ1의 레이저광은, 그 광량이 약 72%로 감쇠하여, -1차의 회절광으로서 HOE(25)를 소정의 회절각만큼 회절하여 통과한다.
이와 같이, HOE(25)를 통과할 때, 제1의 파장 λ1의 레이저광의 광량은, 약 72%로 감쇠하므로, HOE(25)를 2회(광디스크(41A)로 향할 때와, 광디스크(41A)로부터 반사해 올 때) 통과한 후의 제1의 파장 λ1의 레이저광의 광량은, 약 52%(=0.72×0.72×100%)로 되지만, 광디스크의 기록 또는 재생에는 충분한 광량이다.
그리고, 레이저칩(21A,21B)에서 발생하는 레이저광의 파장대역은, 충분히 좁아, 실질적으로 단일파장의 광으로 생각할 수 있다. 따라서, HOE(25)에서 파장 λ2의 0차 광을 얻고 있을 때, 또는, 파장 λ1의 -1차 광을 얻고 있을 때, 다른 차수(次數)의 불필요한 회절광은 거의 발생하지 않는다. 따라서, 광의 에너지의 이용효율을 향상시켜, 미광의 발생을 억제할 수 있다.
또, HOE(25)의 표면의 요철을 3단(N=3) 이상으로 함으로써, 광의 이용효율(회절효율)이 양호한 HOE(25)를 작성할 수 있고, 특히, 4단 이상으로 하면, 전술한 바와 같이 레이저광의 이용효율(회절효율)이 높아진다. 2단으로 하면, 레이저광의 이용효율(회절효율)이 낮아지는 동시에, 불필요한 1차의 회절광이, 재생 또는 기록에 이용되는 -1차의 회절광과 동일회절효율로 발생해 버려, 미광으로 되므로 바람직하지 않다.
또한, 2단이면, 파장 λ1과 λ2의 간격이 길어 지고, 파장 λ1을 780nm의 근방에, 또한, 파장 λ2을 650nm의 근방에, 각각 배치하는 것이 곤란하게 된다. 4단으로 하면 이들의 값의 근방에 배치할 수 있다. 5단으로 한 경우, 파장 λ1과 λ2를 각각 780nm 또는 650nm에 가장 가까운 값으로 할 수 있다. 단, HOE(25)의 4단의 구조는, 기판을 2회 마스킹하여 에칭함으로써 제조할 수 있지만, 5단의 구조는, 금형 등으로부터 제조하는 것이 필요하게 되어, 코스트가 높아진다.
다음에, 도 2와 도3의 실시의 형태의 동작에 대하여 설명한다. 입력장치(5)를 조작하여, DVD(41B)의 재생을 지령하면, 제어회로(4)는, 광원변환용 회로(8)를 제어하고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 레이저칩(21B)을 구동시켜, 파장 650 nm의 레이저광을 발생시킨다. 이 레이저광은, BS(23)를 통해, 콜리메이터렌즈 (24)에 입사되어, 평행광으로 변환된다. 콜리메이터렌즈 (24)는, 이 레이저광을 HOE(25)에 입사한다.
전술한 바와 같이, HOE(25)는, 입사광의 거의 (90%)를 그대로 투과한다. 즉,도 11에 나타낸 바와 같이, 90%의 0차 회절광을 출사한다. 굴절형 대물렌즈(26)는, 입사된 레이저광을 집속하여, DVD(41)에 조사시킨다. 굴절형 대물렌즈(26)는, 0.6mm의 두께의 기판을 통해, 이 0차 회절광이 DVD(4B)의 기록면에 조사되었을 때 발생하는 구면수차를 보정하도록 적정화되어 있다. 따라서, DVD(41B)의 기록면에는, 대략 회절한계까지 집광된 양호한 광스폿이 형성된다.
DVD(41)의 기록면에서 반사된 레이저광은, 굴절형 대물렌즈(26)에 의해 집광되어, 평행광으로서 HOE(25)에 입사된다. HOE(25)에 있어서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 입사된 레이저광을 실질적으로 그대로 통과시킨다. 즉, 0차 회절광을 출사한다. 여기서도, 90%의 회절효율이므로, 입사광과 반사광의 2회의 회절 때문에, 귀환광의 에너지는, 입사광의 에너지의 약 80%(=0.9×0.9×100%)로 된다.
이 귀환광은, 콜리메이터렌즈 (24)에 의해 집속되어, BSS(23)에 입사된다. BS(23)는, 입사된 광을 반사하여, 멀티렌즈(27)에 출사한다. 멀티렌즈(27)는, 입사된 레이저광에 비점수차를 부여하여, 포토디텍터(28)에 입사시킨다.
포토디텍터(28)에 있어서는, 이와 같이 하여 DVD(41B)로부터 반사되어 되돌아 온 레이저광이, 포토디텍터(28B)에서 수광된다. 연산회로(2)는, 수광소자(64A 와 64C)의 출력의 합과, 수광소자(64B와 64D)의 출력의 합의 차((A+C)-(B+D))로부터, 포커스에러신호를 생성한다. 또, 각각의 출력의 합((A+B)+(C+D))과 차((A+B)-(C+D))의 위상차로부터, 트래킹에러신호가 생성된다. 또한, 수광소자(64A 내지 64D)의 합으로부터 데이터검출신호가 생성된다.
제어회로(4)는, 연산회로(2)로부터 공급된 포커스에러신호와 트래킹에러신호에 대응하여, 각각 포커스서보용 액튜에이터(6)와 트래킹서보용 액튜에이터(7)를 제어하여, 포커스서보와 트래킹서보를 제어한다.
또, 데이터검출신호는, 재생회로(3)에 입력되어, 복조된 후, 재생신호로서 도시하지 않은 회로에 출력된다.
한편, 입력장치(5)를 제어하여, CD(41A)의 재생을 지령하면, 제어회로(4)는, 광원변환용 회로(8)를 제어하고, 도 3에 나타난 바와 같이, 레이저칩(21A)을 구동하여, 파장이 780nm인 레이저광을 출사시킨다. 이 레이저광은, 그레이팅(22A)에 입사되어, 실질적으로 3개의 레이저광으로 분할된다(3빔법에 의한 트래킹제어때문). 그리고, 이 3개의 레이저광은, BS(23), 콜리메이터렌즈 (24)를 통해, HOE(25)에 입사된다.
레이저칩(21A)은, 굴절형 대물렌즈(26)의 광축외에 배치되어 있으므로, 이 레이저광은, HOE(25)에 광축외로부터 입사된다. 그래서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 이 HOE(25)는, 입사된 레이저광을 회절하여, 입사광의 약 70%의 에너지의 -1차 회절광을 광축상의 광으로서 출사한다.
이 -1차 회절광은, 굴절형 대물렌즈(26)에 의해 집속되고, 1.2mm의 두께를 가지는 기판을 통해, CD(41A)의 정보기록면상에 집속, 조사된다. 굴절형 대물렌즈(26)는, 두께가 0.6mm의 기판을 가지는 DVD(41B)를 재생하는 경우에, 구면수차가 상쇄되도록 최적화가 행해지고 있다. 따라서, 1.2mm의 두께의 기판을 가지는 CD(41A)를 재생하는 경우, 구면수차가 발생해 버린다. HOE(25)는, 이 구면수차도 보정하도록 설계되어 있다. 또, HOE(25)는, 광축외로부터 입사되어온 광을, 광축상의 광으로서 출사하는 경우에 발생하는 코마수차를 보정하도록 설계되어 있다. 따라서, CD(41A)의 정보기록면상에는, 레이저광이, 그 회절한계까지 집광되어, 최적의 스폿이 형성된다.
CD(41A)의 정보기록면에서 반사된 레이저광은, 굴절형 대물렌즈(26)에 의해 집광되어, HOE(25)에 입사된다. 도 14에 나타낸 바와 같이, HOE(25)에 있어서는, CD(41A)의 정보기록면상의 데이터에 의해 변조된 레이저광이 회절되어, -1차 회절광으로서 재차 광축외로 출사된다. 이 경우에도, -1차 회절광은, CD(41A)로부터 입사된 반사광의 약 70%의 에너지의 것으로 되므로, 결국, 레이저칩(21A)으로부터 출사된 레이저광의 에너지의 약 49%(=0.7×0.7×100%)를 이용하게 된다.
HOE(25)로부터 출사된 레이저광은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광축외의 광로상을 콜리메이터렌즈 (24)에 입사되어, 집속된 후, BS(23)에 입사되고, 거기서 반사되어, 멀티렌즈(27)에 입사된다. 또한, 멀티렌즈(27)에서 비점수차가 부여된 레이저광은, 포토디텍터(28)에 입사된다.
포토디텍터(28)에 있어서는, 이 레이저광이, 도 4에 나타낸 포토디텍터(28A)에서 수광된다. 그레이팅(22A)에서 3개로 분할된 레이저광중, 중앙의 레이저광의 반사광은, 수광소자(63)에서 수광되고, 그 전후에 배치되어 있는 2개의 레이저광은, 수광소자(61)와 수광소자(62)에서, 각각 수광된다. 연산회로(2)는, 수광소자(61)의 출력과 (62)의 출력의 차로부터 트래킹에러신호를 생성하고, 수광소자(63A)의 출력과 (63C)의 출력의 합과, 수광소자(63B)와 (63D)의 출력의 합의 차로부터, 포커스에러신호를 생성한다. 또, 수광소자(63A 내지 63D)의 출력의 합으로부터, 데이터검출신호를 생성한다.
굴절형 대물렌즈(26)의 유효동(瞳)반경은, DVD(41B)을 재생하는 경우에 최적의 NA(NA=0.6)기 얻어지도록 정해져 있다. 이에 대하여, CD(41A)의 최적의 NA는, 약 0.45로 되어 있다. 그래서, 이 최적의 NA가 얻어지도록, HOE(25)의 회절부(25A)가 형성되어 있는 영역은, 굴절형 대물렌즈(26)의 유효동영역보다 좁은 범위로 되어 있다. 그 결과, 도 13에 나타낸 바와 같이, 회절부(25A)의 외주의 회절부(25A)가 형성되어 있지 않은 영역을 투과한 레이저광이, 불필요한 광으로서 CD(41A)에 입사되고, 그 반사광이, 도 14에 나타낸 바와 같이, 재차 되돌아와, 그 일부가 포토디텍터(28A)에 입사되어, 서보신호 등에 약간의 영향을 미칠 우려가 있다. 그러나, 그 광량은 작고, 또 그 광은, 큰 수차를 가지는 것이므로, 실용상 거의 무시하는 것이 가능하다.
도 2 및 도 3에 나타낸 구성은, 도 31과 도 33에 나타낸 구성과 비교하여 명백한 바와 같이, 본 실시의 형태에 있어서는, 레이저칩(21B)을 굴절형 대물렌즈(26)의 광축상에 배치하고, 레이저칩(21A)을 광축외에 배치하고, 그 광축외에 배치한 레이저칩(21A)으로부터의 레이저광을, HOE(25)에서 광축상으로 안내하도록 했으므로, 도 32와 도 33에 나타낸 광로합성(光路合成)(광축분할)을 위한 다이크로익프리즘(113)이 불필요하게 된다. 그 결과, 부품개수를 적게 할 수 있을 뿐만 아니라, 도 32와 도 33에 나타낸 바와 같이, 2개의 방사광원(111A와 111B)의 양쪽을 광축상에 배치하도록 하면, 각각을 대략 수직의 관계로 배치하지 않으면 안되게 되므로, 장치가 대형화되어 버리게 되지만, 2개의 광원중의 한쪽을 광축외에 배치하도록 했으므로, 2개를 비교적 근접하여 1개의 패키지내에 배치할 수 있어, 보다 소형화가 가능하게 된다.
도 15와 도 16은, 도 2와 도 3에 나타낸 광학헤드부(1)를 더욱 소형화한 경우의 구성을 나타내고 있다. 도 15는, DVD(41B) 재생시의 광로를 나타내고, 도 16은, CD(41A) 재생시의 광로를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서는, 도 2와 도 3에 있어서의 그레이팅(22A), BS(23), 콜리메이터렌즈 (24), 및 멀티렌즈(27)가 생략된 구성으로 되어 있다. 그리고, 또한, 레이저칩(21A,21B), 포토디텍터(28)가 복합레이저커플러(LC)(71)로서 통합된 구성으로 되어 있다.
그리고, CD(41A)를 재생하는 경우에는, 포커스에러신호는, 차동동심원법(差動同心圓法)에 의해 생성되고, 트래킹에러신호는, 푸시풀(push-pull)법(톱 홀드(top hold) 푸시풀법)에 의해 생성된다. 또, DVD(41B)을 재생하는 경우에는, 포커스에러신호는, CD를 재생하는 경우와 동일하게, 차동동심원법에 의해 생성되지만, 트래킹에러신호는, DPD법에 의해 생성된다.
도 17은, 복합LC(71)의 외관구성을 나타내고, 도 18은, 복합LC(71)의 단면구성을 나타내고 있다.
이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저칩(21A와 21B)은, 베이스(72)에 소정의 거리를 떼어 고정되어 있다. 그리고, 이들의 레이저칩(21A와 21B)으로부터 출사된 레이저광은, 마이크로프리즘(73)의 면(73A)에서 반사되어, HOE(25), 굴절형 대물렌즈(26)를 통해, CD(41A) 또는 DVD(41B)에 조사된다.
그리고, 이들의 CD(41A) 또는 DVD(41B)로부터 반사된 레이저광이, 굴절형 대물렌즈(26), HOE(25)를 통해, 복합LC(71)의 마이크로프리즘(73)에 입사된다. 그리고, 이 입사된 레이저광은, 면(73A)으로부터 마이크로프리즘(73)의 내부로 진입하여, 마이크로프리즘(73)의 저면에 배치되어 있는 포토디텍터(28-1)상에 조사된다. 또 그 일부의 광은, 포토디텍터(28-1)에서 반사되어, 마이크로프리즘(73)의 상면(73B)의 결상점(結像点)에서 결상된다. 이 결상점은, 발광점으로서의 레이저칩(21A,21B)과 공역(共役)의 관계의 위치에 있다. 그리고, 결상점에서(상면(73B)에서) 반사된 레이저광이, 또한 마이크로프리즘(73)의 저면에 배설되어 있는 또 하나의 포토디텍터(28-2)에 입사된다.
도 19는, 마이크로프리즘(73)의 저면에 장착되어 있는 포토디텍터(28-1과 28-2)의 상면으로부터 본 구성을 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, CD신호 검출용의 포토디텍터(28A)는, 포토디텍터(28-1)를 구성하는 수광소자(60-1)와, 포토디텍터(28-2)를 구성하는 수광소자(60-2)에 의해 구성되어 있다. 이들의 수광소자 (60-1)과 (60-2)는, 각각 수광소자 (60-1A 내지 60-1D)와, 수광소자(60-2A 내지 60-2D)의 4개로 분할되어 있다.
DVD신호 검출용의 포토디텍터(28B)는, 포토디텍터(28-1)를 구성하는 수광소자(64-1)와 포토디텍터(28-2)를 구성하는 수광소자(64-2)에 의해 구성되어 있다. 수광소자 (64-1)는, 수광소자 (64-1A 내지 64-1H)로 8분할되어 있고, 수광소자 (64-2)는, 수광소자 (64-2A 내지 64-2D)로 4분할되어 있다.
연산회로(2)는, CD신호 검출용의 포토디텍터(28A)의 출력으로부터 차동동심원법에 따라 포커스에러신호를 생성하는 경우, 다음 수학식을 연산한다.
F1=(B+C)-(A+D)
F2=(G+F)-(E+H)
F2=F1-F2={(B+C)-(A+D)}-{(G+F)-(E+H)}
저스트포커스상태인 때, 이들의 신호 F1 내지 F3은, 모두 0으로 되고, 디스크 니어(near)인 때, F1과 F3은, 마이너스로 되고, F2는, 플러스로 된다. 이에 대하여, 디스크 파(far)인 때, F1과 F3은, 플러스로 되고, F2는, 마이너스로 된다.
푸시풀방식의 트래킹에러신호 T는, 다음 수학식으로부터 연산된다.
T=(A+B+E+F)-(C+D+G+H)
한편, DVD재생시에 있어서의 차동동심원법에 따른 포커스에러신호는, CD재생시에 있어서의 경우와 동일하게, 다음과 같이 연산된다.
F1=((B+b)+(C=c))-((A+a)+(D+d))
F2=(G+F)-(E+H)
F3=F1-F2
={((B+b)+(C+c))-((A+a)+(D+d))}
-{(G+F)-(E+H)}
또, DVD재생시에 있어서, DPD법에 의해 트래킹에러신호를 생성하는 경우, 연산회로(2)는, 다음 수학식을 연산한다.
P=A+B
Q=C+D
R=c+d
S=a+b
그리고, 또한, (P+S)+(Q+R)과, (P+S)-(Q+R)의 위상차를 검파(檢波)함으로써, 트래킹에러신호가 생성된다.
도 20과 도 21은, 광헤드부(1)의 또 다른 구성예를 나타내고 있다. 도 20은, DVD재생시에 있어서의 광로를 나타내고 있으며, 도 21은, CD재생시에 있어서의 광로를 나타내고 있다. 그 기본적인 구성은, 도 2와 도 3에 나타낸 경우와 동일하지만, HOE(25)의 특성과, 포토디텍터(28)의 패턴의 구성이, 도 2와 도 3에 나타낸 구성과 상이하다.
도 22는, 도 20과 도 21에 나타낸 HOE(25)의 회절효율을 나타내고 있다. 이 경우에 있어서는, 1단의 높이 d는, 650/(n-1)nm보다 약간 높은측으로 시프트되어 있다. 이 경우에 있어서는, 650nm의 파장의 레이저광이 입사된 경우, 약 87%의 광은 0차 회절광으로서 그대로 출사된다. 그 밖의 차수의 회절광은, 0차 회절광과 비교하여, 그 강도가 충분히 작게 되어 있다.
또, 파장이 780nm인 레이저광이 입사된 경우에는, 그 40% 정도의 광이, -1차 회절광으로서 HOE(25)에 의해 회절을 받고, 40% 정도의 광은, 0차 회절광으로서, 그대로 HOE(25)를 투과한다. 그 밖의 차수의 광은, 0차 회절광 또는 -1차 회절광과 비교하여 충분히 작게 되어 있다. 이 경우, CD의 광스폿과 DVD의 광스폿이 광학적으로 동일위치로 되도록, 고리띠 형상을 최적화하여, 동일한 포토디텍터에서 신호를 검출할 수 있다.
도 23은, 도 20과 도 23에 나타낸 포토디텍터(28)의 수광소자의 패턴을 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 이 예에 있어서는, 포토디텍터(28)는, 도 4에 나타낸 CD의 레이저광 검출용의 포토디텍터(28A)와 실질적으로 동일하게 형성되어 있다. 그리고, 이 포토디텍터(28)는, CD용의 레이저광 뿐만 아니라, DVD용의 레이저광도 수광하도록 되어 있다
도 20에 나타낸 바와 같이, DVD(41B)를 재생하고 있는 경우에는, 레이저칩(21B)으로부터 출사된 650nm의 파장의 광이 HOE(25)에 입사되면, 그 약 87%의 광이, 0차 회절광으로서, 굴절형 대물렌즈(26)를 통해, DVD(41B)에 입사된다. DVD(41B)에서 반사된 레이저광은, 굴절형 대물렌즈(26)에 의해 집속되어, 재차HOE(25)에 입사된다. 이 경우도, 입사된 레이저광중, 약 87%의 레이저광이, 0차 회절광으로서, 그대로 출사된다. 따라서, 결국, 약 76%의 광이 재생에 이용되게 된다.
HOE(25)로부터 출사된 레이저광은, 콜리메이터렌즈 (24), PB(23), 멀티렌즈(27)를 통해, 포토디텍터(28)의 수광소자(63)에 입사된다. 연산회로(2)는, 수광소자(63A 내지 63C)의 출력으로부터, 비점수차법에 따라, 포커스에러신호를 연산하여, DPD법에 따라, 트래킹에러신호를 생성한다.
한편, 도 21에 나타낸 바와 같이, 780nm의 레이저광이 레이저칩(21A)으로부터 출사되면, 이 레이저광은, 그레이팅(22A)에 의해, 실질적으로 3개로 분할되어, PB(23), 콜리메이터렌즈 (24)를 통해, HOE(25)에 입사된다. HOE(25)에서는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 광축외로부터 입사된 레이저광중, 그 40%가, -1차 회절광으로서, 광축상에 출사되고, 그 약 40%가, 0차 회절광으로서, 그대로 광축외로 출사된다. -1차 회절광은, HOE(25)가, 코마수차나 비점수차, 및 디스크기판의 두께의 상이에 의한 구면수차 등을 상쇄하도록 최적화되어 있으므로, 굴절형 대물렌즈(26)를 통해, CD(41A)상에, 수차가 없는 양호한 광스폿을 형성한다. 그리고, 이 스폿의 위치는, DVD용의 레이저칩(21B)의 발광점과 공역의 위치로 되도록 정해 둔다.
HOE(25)로부터 출사된 -1차 회절광은, 굴절형 대물렌즈(26)를 통해 CD(41A)에 입사되어, 거기에 기록되어 있는 기록데이터에 대응하여 변조된다. 이 변조광이, CD(41A)에서 반사되어 굴절형 대물렌즈(26)에서 집속되고, 재차 HOE(25)에 입사된다. 이 때, 도 25에 나타낸 바와 같이, HOE(25)에서는, 입사된 광의 40%가, -1차 회절광으로서, 광축외로 출사되고, 그 40%가, 0차 회절광으로서, 그대로 광축상을 투과한다. 이 0차 회절광은, 콜리메이터렌즈 (24), BP(23), 멀티렌즈(27)를 통해, 포토디텍터(28)에 입사된다. 지금의 경우, 그레이팅(22A)에 의해, 광은, 실질적으로 3개로 분할되어 있으므로, 각각이 수광소자(61 내지 63)에 의해 수광된다. 그리고, 연산회로(2)에 의해, 포커스에러신호는, 비점수차법에 따라 연산되고, 트래킹에러신호는, 3빔법의 원리에 의해 생성된다.
이 예에 있어서는, HOE(25)를 투과하여, 재생용의 광으로서 이용되는 광의 에너지는, CD(41A)에 입사되는 광의 약 16%(=0.4×0.4×100%)로 된다.
도 24에 나타낸 바와 같이, 광축외로부터 입사한 레이저광의 40%가 0차 회절광으로서, 그대로 HOE(25)를 투과한다. 또, HOE(25)의 회절부(25A)의 외주를 투과하는 광도 있다. 이들의 광은, 모두 불필요한 광으로 되지만, 그 일부는, CD(41A)에서 반사되어, 도 25에 나타낸 바와 같이, 재차 HOE(25)에 입사된다. HOE(25)를 0차 회절광으로서 투과한 광의 반사광은, HOE(25)에 있어서, 재차 입사된 성분의 40%가, 0차 회절광으로서, 그대로 HOE(25)를 투과하고, 그 40%가, -1차 회절광으로서, HOE(25)로부터 출사된다. 그러나, 이들의 성분은, 모두 광축외의 성분이므로, 포토디텍터(28)에는 입사되지 않는다. 또, 회절부(25A)의 외주를 투과한 성분도 포토디텍터(28)에는 입사되지 않으므로, 이들의 신호에 의해 서보신호 등이 악영향을 받을 우려는 적다.
이 구성예에 의하면, 전술한 도 2와 도 3의 구성예로부터, 광량은 적어지지만, 미광도 적어지고, 또 포토디텍터의 패턴을 간략화하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 보다 소형화가 가능하게 된다.
도 26과 도 27은, 도 20과 도 21에 나타낸 광헤드부(1)를 보다 간략화한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 도 26은, DVD재생시의 광로를 나타내고, 도 27은, CD재생시의 광로를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서도, 도 20과 도 21에 있어서의 PB(23), 콜리메이터렌즈 (24), 및 멀티렌즈(27)가 생략되고, 레이저칩(21A,21B)과 포토디텍터(28)가, 복합LC(71)로서, 하나의 패키지내에 수용되어 있다.
도 28은, 복합LC(71)에 있어서의 포토디텍터(28)의 패턴을 나타내고 있다. 이 패턴은, 도 19에 나타낸 DVD신호 검출용 포토디텍터(28B)와 실질적으로 동일한 구성으로 되어 있다. 단, 도 28에 나타낸 패턴에서는, DVD용의 광 뿐만 아니라, CD용의 광도 수광된다. 연산회로(2)는, 포커스에러신호는, CD재생시에 있어서의 경우도, DVD재생시에 있어서의 경우도, 차동동심원법에 따라 구하지만, 트래킹에러신호는, CD재생시에는, 푸시풀법에 의한 연산으로부터 생성하고, DVD재생시에는, DPD법에 의한 연산으로부터 생성한다.
이와 같이 구성함으로써, 도 19에 나타낸 경우와 비교하여, CD신호 검출용의 포토디텍터(28A)가 불필요하게 되는 만큼, 더 소형화하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 본 발명은, 재생 뿐만 아니라, 정보를 기록하는 경우에도, 적용이 가능하다.
이상과 같이, 청구항 1에 기재된 기록재생장치 및 청구항 13에 기재된 기록재생방법에 의하면, 상이한 길이의 파장의 광을 발생하는 발생수단의 한쪽을 광축상에 배치하고, 다른 쪽을 광축외에 배치하도록 하여, 광축외로부터 입사되는 광의 코마수차를 보정하도록 했으므로, DVD 뿐만 아니라, CD-R을 포함하는 CD를 재생하는 것이 가능한, 보다 소형의 장치를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기록재생장치의 1실시의 형태의 구성예를 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 구성예를 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 구성예를 나타낸 도면.
도 4는 도 2의 포토디텍터(photo detecter)(28)의 수광소자의 패턴을 나타낸 도면.
도 5는 도 2의 홀로그래픽(holographic)광학소자(25)의 구성예를 나타낸 도면.
도 6은 구면수차(球面收差)와 코마수차의 보정을 설명하는 도면.
도 7은 도 2의 홀로그래픽광학소자(25)의 일예의 일부를 확대한 단면도.
도 8은 홀로그래픽광학소자(25)를 통과한 파장 λ1의 레이저광의 위상(位相)특성의 일예를 나타낸 도면.
도 9는 도 2의 홀로그래픽광학소자(25)를 통과한 파장 λ2의 레이저광의 위상특성의 일예를 나타낸 도면.
도 10은 도 2의 홀로그래픽광학소자(25)의 회절(回折)효율특성을 나타낸 도면.
도 11은 도 2의 홀로그래픽광학소자(25)에 제2의 파장의 레이저광이 입사된 경우의 동작을 설명하는 도면.
도 12는 도 2의 홀로그래픽광학소자(25)에 디스크로부터의 반사광이 입사된 경우의 동작을 설명하는 도면.
도 13은 도 3의 홀로그래픽광학소자(25)에 광축외(外)로부터 광이 입사된 경우의 동작을 설명하는 도면.
도 14는 도 3의 홀로그래픽광학소자(25)에 디스크로부터의 반사광이 입사된 경우의 동작을 설명하는 도면.
도 15는 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 16은 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 17은 도 15의 복합LC(71)의 외관의 구성을 나타낸 사시도.
도 18은 도 15의 복합LC(71)의 내부의 구성을 나타낸 단면도.
도 19는 도 15의 복합LC(71)에 있어서의 포토디텍터(28)의 패턴을 나타낸 도면.
도 20은 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 또 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 21은 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 또 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 22는 도 20의 홀로그래픽광학소자(25)의 회절효율특성을 나타낸 도면.
도 23은 도 20의 포토디텍터(28)의 수광소자의 패턴을 나타낸 도면.
도 24는 도 21의 홀로그래픽광학소자(25)에 광축외로부터의 광이 입사되었을 때의 동작을 설명하는 도면.
도 25는 도 21의 홀로그래픽광학소자(25)에 디스크로부터의 반사광이 입사된 경우의 동작을 설명하는 도면.
도 26은 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 또 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 27은 도 1의 실시의 형태의 광헤드부(1)의 또 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 28은 도 26의 복합LC(71)에 있어서의 수광소자의 패턴을 나타낸 도면.
도 29는 종래의 2중초점 홀로그래픽광학소자의 광로를 설명하는 도면.
도 30은 도 29의 홀로그래픽광학소자(101)의 구성을 나타낸 도면.
도 31은 도 29의 홀로그래픽광학소자(101)에 광이 입사된 경우의 동작을 설명하는 도면.
도 32는 종래의 광픽업부의 구성예를 나타낸 도면.
도 33은 종래의 광픽업부의 구성예를 나타낸 도면.
도 34는 도 32의 홀로그래픽광학소자(117)의 동작을 설명하는 도면.
도 35는 도 33의 홀로그래픽광학소자(117)의 동작을 설명하는 도면.

Claims (20)

  1. 제1의 길이의 파장의 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 제1의 기록매체와, 제2의 길이의 파장의 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 제2의 기록매체에 대하여, 정보를 기록 또는 재생하는 기록재생장치에 있어서,
    상기 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을, 상기 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 집속(集束)하여 조사(照射)하는 집속수단과,
    상기 집속수단의 광축외에 배치되고, 상기 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단과,
    상기 집속수단의 광축상에 배치되고, 상기 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단과,
    상기 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차와 구면수차를 보정하여, 상기 집속수단의 광축상에 안내하는 보정수단과,
    상기 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 수광수단을 구비하고,
    상기 제1의 발생수단과 상기 제2의 발생수단은 하나의 패키지 내에 내장되어 있으며,
    상기 제1의 기록매체와 제2의 기록매체는, 각각 상이한 두께의 기판을 가지며,
    상기 보정수단은, 홀로그래픽 광학소자로서, 상기 제1의 길이의 파장의 광에 위상차를 부여하면서 상기 제2의 길이의 파장의 광에는 실질적으로 위상차를 부여하지 않는 높이의 5단 이상의 계단형상을 가지는 톱니파형상(鋸波形狀)의 요철( )이, 상기 광축과의 교점에 대해 편심된 점을 중심으로 하는 동심원 형상으로 형성된 위상변조수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1의 기록매체와 제2의 기록매체는, 각각 상이한 두께의 기판을 가지고,
    상기 보정수단은, 상기 제1의 길이의 파장의 광의 구면수차(球面收差)도 보정하는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보정수단은, 상기 계단의 1단의 높이 d가, 상기 홀로그래픽 광학소자의 기판의 굴절률을 n, 플러스의 정수(整數)를 p, 제2의 길이의 파장을 λ2로 할 때, 다음의 수학식
    d＝pλ2/(n-1)
    을 만족하거나, 또는 그 근방의 값인 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보정수단에 있어서는, 상기 제1의 길이의 파장의 광의 플러스 또는 마이너스의 1차 회절효율(回折效率)이, 다른 차수(次數)의 회절효율보다, 충분히 커지도록, 상기 계단의 단수(段數) N과 높이 d가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 보정수단에 있어서는, 상기 제1의 길이의 파장의 광의 0차 회절효율과 플러스 또는 마이너스의 1차 회절효율이, 대략 동일하게 되도록, 상기 계단의 단수 N과 높이 d가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보정수단은, 그 위상변조수단이, 상기 집속수단의 유효경(徑)보다 작은 범위로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 수광수단은, 상기 보정수단을 투과하는 상기 제1의 길이의 파장의 0차 회절성분 또는 상기 보정수단을 투과하는 상기 제2의 길이의 파장의 0차 회절성분을 수광하는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보정수단은, 제1의 두께를 가지는 제1의 기록매체의 기록면에, 상기 제1의 길이의 파장의 광이 상기 집속수단에 의해 집속되어 생성되는 광스폿과, 제2의 두께를 가지는 제2의 기록매체의 기록면에, 상기 제2의 길이의 파장의 광이 상기 집속수단에 의해 집속되어 생성되는 광스폿의 광학적 위치가 일치하도록 최적화되어 있는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1의 발생수단과 제2의 발생수단은, 하나의 패키지내에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 수광수단이, 상기 패키지 내에 더 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  11. 제1의 길이의 파장의 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 제1의 기록매체와, 제2의 길이의 파장의 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 제2의 기록매체에 대하여, 상기 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을, 집속수단에 의해 집속하여 조사하고, 정보를 기록 또는 재생하는 기록재생방법에 있어서,
    상기 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단을, 상기 집속수단의 광축외에 배치하는 스텝과,
    상기 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단을, 상기 집속수단의 광축내에 배치하는 스텝과,
    홀로그래픽 광학소자로서, 상기 제1의 길이의 파장의 광에 위상차를 부여하면서 상기 제2의 길이의 파장의 광에는 실질적으로 위상차를 부여하지 않는 높이의 5단 이상의 계단형상을 가지는 톱니파형상(鋸波形狀)의 요철()이, 상기 광축과의 교점에 대해 편심된 점을 중심으로 하는 동심원 형상으로 형성된 위상변조수단을 가지는 보정수단에 의해, 상기 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차와 그 구면수차를 보정하여, 상기 집속수단의 광축상에 안내하는 스텝과,
    상기 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 스텝으로 이루어지고,
    상기 제1의 발생수단과 상기 제2의 발생수단은 하나의 패키지 내에 내장되어 있으며,
    상기 제1의 기록매체와 제2의 기록매체는, 각각 상이한 두께의 기판을 가지는 것을 특징으로 하는 기록재생방법.
  12. 제1의 길이의 파장의 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 제1의 기록매체와, 제2의 길이의 파장의 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 제2의 기록매체에 대하여, 정보를 기록 또는 재생하는 광학헤드장치에 있어서,
    상기 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을, 상기 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 집속하여 조사하는 집속수단과,
    상기 집속수단의 광축외에 배치되고, 상기 제1의 길이의 파장의 광을 발생하는 제1의 발생수단과,
    상기 집속수단의 광축상에 배치되고, 상기 제2의 길이의 파장의 광을 발생하는 제2의 발생수단과,
    상기 제1의 길이의 파장의 광을, 그 코마수차와 그 구면수차를 보정하여, 상기 집속수단의 광축상에 안내하는 보정수단과,
    상기 제1의 기록매체 또는 제2의 기록매체에 의해 반사된 제1의 길이의 파장의 광 또는 제2의 길이의 파장의 광을 수광하는 수광수단
    을 구비하고,
    상기 제1의 발생수단과 상기 제2의 발생수단은 하나의 패키지 내에 내장되어 있으며,
    상기 제1의 기록매체와 제2의 기록매체는, 각각 상이한 두께의 기판을 가지고,
    상기 보정수단은, 홀로그래픽 광학소자로서, 상기 제1의 길이의 파장의 광에 위상차를 부여하면서 상기 제2의 길이의 파장의 광에는 실질적으로 위상차를 부여하지 않는 높이의 5단 이상의 계단형상을 가지는 톱니파형상(鋸波形狀)의 요철( )이, 상기 광축과의 교점에 대해 편심된 점을 중심으로 하는 동심원 형상으로 형성된 위상변조수단을 가지는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보정수단은, 상기 계단의 1단의 높이 d가, 상기 홀로그래픽 광학소자의 기판의 굴절률을 n, 플러스의 정수를 p, 제2의 길이의 파장을 λ2로 할 때, 다음의 수학식
    d＝pλ 2/(n-1)
    을 만족하거나, 또는 그 근방의 값인 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보정수단에 있어서는, 상기 제1의 길이의 파장의 광의 플러스 또는 마이너스의 1차 회절효율이, 다른 차수의 회절효율보다, 충분히 커지도록, 상기 계단의 단수 N과 높이 d가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 보정수단에 있어서는, 상기 제1의 길이의 파장의 광의 0차 회절효율과 플러스 또는 마이너스의 1차 회절효율이, 대략 동일하게 되도록, 상기 계단의 단수 N과 높이 d가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 보정수단은, 그 위상변조수단이, 상기 집속수단의 유효경(徑)보다 작은 범위로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 수광수단은, 상기 보정수단을 투과하는 상기 제1의 길이의 파장의 0차 회절성분 또는 상기 보정수단을 투과하는 상기 제2의 길이의 파장의 0차 회절성분을 수광하는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 보정수단은, 제1의 두께를 가지는 제1의 기록매체의 기록면에, 상기 제1의 길이의 파장의 광이 상기 집속수단에 의해 집속되어 생성되는 광스폿과, 제2의 두께를 가지는 제2의 기록매체의 기록면에, 상기 제2의 길이의 파장의 광이 상기 집속수단에 의해 집속되어 생성되는 광스폿의 광학적 위치가 일치하도록 최적화되어 있는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 제1의 발생수단과 제2의 발생수단은, 하나의 패키지내에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 수광수단이, 상기 패키지 내에 더 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
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