KR100597943B1

KR100597943B1 - 광픽업

Info

Publication number: KR100597943B1
Application number: KR1020047021489A
Authority: KR
Inventors: 오야마미노루
Original assignee: 닛뽕빅터 가부시키가이샤
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2006-07-06
Also published as: US7180845B2; AU2003243979A1; CN1666269A; CN1320539C; US20050207316A1; KR20050016654A; JPWO2004003901A1; TWI254295B; WO2004003901A1; TW200401279A

Abstract

제1 파장을 가지며, 기록 가능한 파워를 갖는 제1 레이저광을 출사하는 제1 레이저 광원과; 제1 파장보다 파장이 긴 제2 파장을 가지며 기록 가능한 파워를 갖는 제2 레이저광을 출사하는 제2 레이저 광원과, 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 구비하는 집적 디바이스와; 제1 레이저광에 대해 편광 선택성을 가지며 제2 레이저광에 대해 편광비 선택성을 갖는 편광 빔 분할기를 포함하는 복수 파장을 기록할 수 있는 구조를 단순화한 광픽업을 제공한다.

Description

광픽업{OPTICAL PICKUP}

본 발명은 광디스크 등의 광 정보 기록 매체의 기록 또는 재생에 이용되는 광픽업에 관한 것이다.

콤팩트 디스크(CD: Compact Disc)의 약 7배의 용량을 갖는 DVD(Digital Versatile Disc)가 최근 급속히 보급되고 있다. 또, 대량 복제가 가능한 DVD-Video는, 영화 등의 컨텐츠 배포 및 대여 매체로서, VHS 등의 테이프 매체를 대신하고 있다.

또한, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW 등의 기록용 규격도, PC용 드라이브나 단일 비디오 레코더로서 보급이 예정되어 있다.

상기 CD에 대해서도 기록 가능한 CD-R이 널리 보급되고 있다.

이러한 상황에 따라, 광디스크 기록 장치에 대해서, 상기 DVD를 중심으로 하는 650nm 대역과 CD를 중심으로 하는 780nm 대역의 어느 것에 대해서도 기록 가능한 기능이 요구되고 있다.

또, DVD계에서 다양한 규격의 모두에 대해서 재생 및 기록의 호환성이 요구되고 있어, 이들에 이용되는 광픽업의 기능 및 구조가 더 복잡해지고 있다.

한편, 개인 용도의 보급에 따라, 장치의 저가격화 및 소형화, 경량화의 요구 도 높아지고 있어, 복잡하고 다기능이면서 단순하고 소형이며 저가의 광픽업의 개발이 요구되고 있다.

이하, 상기 기능을 갖는 광픽업을 2파장 기록 픽업(또는, 기록용 2파장 픽업)이라고 한다.

상기 2파장 기록 픽업은 일반적으로, 이하의 요구를 만족시킬 필요가 있다.

1. 편광계(偏光係), 비편광계(非偏光係)

DVD 기록형 픽업에서는, PBS(polarizing beam splitter: 편광 빔분할기)와 파장판(波長板)의 조합(편광계)에 의해 왕로(往路) 및 귀로(歸路; 즉, 복귀로)의 효율을 100%에 가깝게 하고 레이저 광원의 부담을 경감하면서 기록 파워를 확보하는 것이 필요하다.

한편, CD계에서는, 레이저 광원의 부담이 크다. 또, 시장에는 복굴절이 큰 CD 디스크가 많이 출현하고 있다. 따라서 CD계에서는, 디스크의 재생 성능이 열화되는 부작용을 피하기 위해, 비편광계가 사실상 표준으로 되어 있다.

2. 빔 정형

레이저 출사광의 타원형 빔 강도 분포를 효과적으로 이용하기 위해, DVD 기록 광학계 등에서는, 광로상에 쐐기모양(wedge-shaped)의 투과 부품을 삽입해 강도 분포를 완전한 원모양(빔 정형)으로 하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 특히, DVD-RAM에서는 필요한 기록 파워가 높고 특히 빔 정형이 필수로 된다. 그리고, 빔 정형에 대하여는, 1) 평행 광속(光束) 중에서 행할 필요가 있고, 2) 2파장을 동시에 동일한 프리즘으로 빔 정형하는 것이 곤란하다는(색수차에 의함) 등의 제약이 있다.

그리고, CD계에서는 상기와 같은 레이저 광원의 부담이 적고 빔 정형이 불필요하다.

도 1은 상기 요구를 대체적으로 충족하는 종래의 2파장 기록 픽업의 일례를 나타낸다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 픽업은 DVD 레이저 광원(601), 콜리메이터 렌즈(602), 회절격자(603), 프론트(전방) 모니터(604), 편광 빔분할기(605) 1/4 파장(4분의 1 파장)판(606), 다이크로익 미러(607), 직립 미러(608), 제2 콜리메이터 렌즈(609), 검출 렌즈(610), 수광 소자(611), CD 레이저 광원 부착식 집적 디바이스(612), 콜리메이터 렌즈(613), 미러(614) 및 제2 프론트 모니터(615)를 포함한다. 그리고, 상기 편광 빔분할기(605)는 상기 강도 분포(强度分布) 정형 기능을 가진다.

상기 픽업에 있어서, CD 레이저광은 집적 디바이스(612)의 레이저 광원으로부터 출사된 후, 콜리메이터 렌즈(613)에서 평행화 되어(빔 정형을 거치지 않고), 미러(614)를 경유하여, 도시하지 않은 광디스크에 조사되며, 광디스크로부터의 귀로 광이 동일 경로에서 집적 디바이스(612) 내의 수광 소자로 되돌아온다.

한편, DVD 레이저광은 레이저 광원(601)으로부터 P편광파로서 출사되어 콜리메이터 렌즈(602)에서 평행화된 후, 회절격자(603)를 통하여 편광 빔분할기(PBS)(605)의 일단(605a)으로 입사하고, 반사면(605b)에서 반사되며, PBS 막면(膜面)(605d)을 통하여 타단(605c)으로부터 출사하며, 이 타단(605c)에 접촉하여 장착 된 1/4 파장판(606)에서 원편광으로 되어, 도시하지 않은 광디스크에 조사된다. 상기 광디스크로부터의 귀로 광은, 다시 1/4 파장판(606)에서 S편광으로 되어, 상기 편광 빔 분할기(605)의 타단(605c)에 재입사되고, 편광 빔 분할기(605)의 PBS 막면(605d)에서 반사되어(그래서, 귀로 광학계가 분리되는 것임), 제2 콜리메이터 렌즈(609)에서 평행화된 후, 검출 렌즈(610)을 통하여 수광 소자(611)에 도달하게 된다.

그러나, 이러한 픽업은, 예컨대 DVD측에 있어서 왕로 및 귀로에 대해 각각 별개로 콜리메이트계를 가지고, 또한 CD측 및 DVD측에서의 공용부(共用部)도 거의 없으므로, 집적 디바이스를 사용하고 있는 것에도 불구하고, 부품 개수가 많아져 복잡한 구성으로 된다.

도 2 및 도 3은 상기 종래의 광픽업과 유사한 광픽업의 일례를 나타낸다(일본 특허공개 평6-325405호 공보).

이 픽업은 CD측만 기록 가능하게 한, 이른바「콤보 드라이브」용의 광픽업이며, 780nm 대역의 레이저광을 출력하는 레이저 광원의 출력이 충분하지 않은 경우에 대응하여, 780nm 대역의 레이저광에 대응하는 빔 정형 수단을 갖는 동시에, 편광계로 되어 있다.

즉, CD용 레이저광은 광원(702)로부터 출사되고, 콜리메이터 렌즈(712)를 통하여 프리즘(713)에서 빔 정형되어, 빔 분할기(705, 706), 파장판(707) 및 대물 렌즈(708)을 통하여 디스크(709)에 조사된다. 디스크(709)로부터의 귀로 광은 대물 렌즈(708), 파장판(707) 및 빔 분할기(706)을 통하여 빔 분할기(705)에 입사하며, 이 빔 분할기(705)의 PBS 특성에 의해 콜리메이터 렌즈(704)측으로 광로 변환된다. 이 귀로 광은, 또한 PBS(703)에서 광로 변환되고 검출계 렌즈(710)를 거쳐 수광 소자(711)에 도달하게 된다.

한편, DVD용 레이저광은 광원(701)으로부터 출사하고, PBS(703) 및 콜리메이터 렌즈(704)를 통하여 빔 분할기(705)에 도달한다. 여기서, 빔 분할기(705)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 단파장(λ1)의 반사 특성을 가지고, 또 장파장(λ2)의 PBS 특성을 가진다. 따라서 상기 광원(701)으로부터의 DVD용 레이저광은, 상기 프리즘(705)에서 전(全)반사된다. 또, 당해 DVD용 레이저광은 빔 분할기(706), 파장판(707) 및 대물 렌즈(708)를 통하여 디스크(709)에 조사된다. 디스크(709)로부터의 귀로 광은, 대물 렌즈(708), 파장판(707), 빔 분할기(706), 프리즘(705) 및 콜리메이터 렌즈(704)를 거쳐 동일 경로로 PBS(703)로 되돌아온다. 이 귀로 광은 또한, PBS(703)에서 분기되고 검출계 렌즈(710)를 거쳐 수광 소자(711)에 도달한다.

그러나, 이 픽업에 있어서는, 왕복의 광로를 분기하기 위해 PBS(703)를 이용하고 있다. 따라서, 발광 광축 및 수광 광축이 서로 대략 90˚로 분기되기 때문에, 수발광부(受發光部)의 집적화가 사실상 불가능하다.

또한, CD용 레이저광 및 DVD용 레이저광의 2파장 모두 편광계로 되어 있다. 따라서, 복굴절이 큰 CD 디스크의 재생 성능이 저하될 우려가 있다.

도 4는 일본 특허공개 평10-334500호 공보에 개시된 다른 광픽업의 예를 나타낸다.

이 광픽업은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 재생용 픽업에 있어서, 2파장 각각 에 수발광 집적 디바이스(801, 802)를 사용하고, 2파장의 광로를 분리 및 합성하는 프리즘(803)을 발산광에 삽입한 것을 특징으로 한다. 이로써, 콜리메이터 렌즈(804)를 공용할 수 있게 된다.

즉, 제1 수발광(受發光) 집적 디바이스(801)의 레이저 칩(805)으로부터 출사된 제1 레이저광은, 발산하면서 쐐기모양의 프리즘(803)에 입사하고, 이 프리즘(803)의 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(804)에 입사한다. 이 콜리메이터 렌즈(804)에 의해 평행 광속으로 된 제1 레이저광은, 개구 제한 조리개(806)를 거쳐, 대물 렌즈(807)에 의해 디스크(709)의 신호 기록면상에 집광된다. 이 디스크(709)에 의해 반사된 제1 레이저광은, 대물 렌즈(807), 개구 제한 조리개(806) 및 콜리메이터 렌즈(804)를 거쳐, 프리즘(803)으로 되돌아온다. 이 제1 레이저광은 프리즘(803)의 표면에서 반사되어 제1 수발광 집적 디바이스(801)의 홀로그램(808)을 거쳐, 수광 소자(809)에 의해 수광된다.

한편, 제2 수발광 집적 디바이스(802)의 레이저 칩(810)으로부터 출사되는, 상기 제1 레이저광과 파장이 상이한 제2 레이저광은, 발산하면서 쐐기모양의 프리즘(803)에 입사하고, 이 프리즘(803)을 투과하여 콜리메이터 렌즈(804)에 입사한다. 이 콜리메이터 렌즈(804)에 의해 평행 광속으로 된 제2 레이저광은, 개구 제한 조리개(806)를 거쳐, 대물 렌즈(807)에 의해 디스크(709)의 신호 기록면상에 집광된다. 이 디스크(709)에 의해 반사된 제2 레이저광은, 대물 렌즈(807), 개구 제한 조리개(806) 및 콜리메이터 렌즈(804)를 거쳐, 프리즘(803)으로 되돌아온다. 이 제2 레이저광은 프리즘(803)을 투과하고, 제2 수발광 집적 디바이스(802)의 홀 로그램(811)을 거쳐, 수광 소자(812)에 의해 수광된다.

이 광픽업도 집적화를 목적으로 한 것이다. 그러나, 집적 디바이스가 2개 필요하므로, 여전히 구성이 복잡하게 되는 문제점을 가진다. 또한, 이 광픽업은 재생용이며, 빔 정형이나 편광계 등의 광 이용 효율 개선이 이루어진 광학계로 되어 있지 않고, 예를 들면 고출력 레이저를 사용한다 해도, 사실상 이 구조에서는, 광디스크에 대한 기록을 행할 수 없다.

또, 이 광픽업에 있어서는, 프리즘(803)의 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 편광 빔 분할기막의 파장 의존성을 이용하고 있는 것 같지만, 사실상 650nm 대역(제1 레이저광)에서는 편광비에 따라 전반사되고, 780nm 대역(제2 레이저광)에서는 편광비에 따라 전투과되기 때문에, 이 편광 빔 분할기막은 단지 다이크로익 미러로서 기능하고 있을 뿐이다.

이 광픽업의 특징은, 이와 같은 파장 선택막이 입사각에 대한 의존이 크다는 것에 주목하고, 각도폭(角度幅)의 피할 수 없는 발산광 중에서, 편광에 의하지 않고 충분한 다이크로익 특성을 얻는 막 설계를 제시하는 동시에, 프리즘에 쐐기 각을 갖게 함으로써, 발산광 안에 평판을 삽입할 때 발생하는 수차를 상쇄시키도록 한 것에 있다.

따라서, 이 광픽업에서는, 편광 홀로그램에의 적용을 가능하게 한 것이지만, 2파장의 분리에 대하여는 편광을 이용하고 있지 않다.

또, 집적화를 진행시킨 결과, 2개의 집적 디바이스를 필요로 하게 되어, 제조의 곤란화, 제조 비용의 증가를 피할 수 없다.

그런데, 전술한 같은 종래의 광픽업에 있어서는, 전반적으로 기록형의 광픽업을 집적화 및 소형화하려고 할 때, 전술한 각각의 파장에 대응하는 시스템의 현재 상태에서의 요구, 즉 이하와 같은 과제가 존재한다.

1. 왕복 광로 분기 소자의 효율

전술한 편광계의 광학계에 있어서는, 편광 빔 분할기에 의해, 대략 이상적인 왕복에서의 효율을 얻을 수 있지만, CD계에서는 비편광계이므로, 충분한 효율을 얻을 수 없다. 따라서, CD계에서는, 왕복로 분기 소자에 비편광 빔 분할기를 사용하고, 왕로의 효율(왕로가 투과인 경우는 투과율)을 60% 내지 90%로 하고, 기록시에 필요한 반면(盤面) 광 강도를 우선시키는 효율 배분을 채용할 필요가 있다.

2. 발열과 집적화

기록형의 광픽업에서는, 대체로 100mW 내지 200mW 등급의 고출력 레이저를 필요로 한다. 따라서, 기록할 때, 즉 레이저가 고출력으로 발광할 때는, 소비 전력도 크게 되어, 발열에 의한 온도 상승을 피할 수 없게 된다.

한편, 종래의 이른바 CAN 패키지의 레이저 광원에서는, 레이저 칩의 발열을 외부로 방열하는 것이 비교적 용이한데 비해, 수광 소자나 홀로로그램 소자와 일체화시킨 집적 디바이스에 있어서는, 레이저 칩으로부터의 열전도 경로에 복수개의 부품이 있기 때문에, 충분한 방열이 이루어지지 않는다.

즉, 방열을 양호하게 하려고 하면, 부품수가 많은 복잡한 구성으로 된다. 특히, 2파장의 광로를 공용화하거나, 양쪽에 집적 디바이스를 사용하도록 한 경우에는, 구성의 간소화와 양호한 방열을 동시에 만족하는 것이 곤란해진다.

본 발명의 목적은 복수 파장에 대하여 재생 가능하며, 복수 파장 중 적어도 어느 하나의 파장에 대하여는 기록 가능함과 동시에, 구조를 간략화 및 소형화하고, 또 기록을 행하는 파장의 광원으로부터의 방열을 양호하게 행할 수 있는 광픽업을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 광픽업은, 정보 기록 매체에, 상이한 제1 및 제2 파장을 가지는 제1 및 제2 레이저광을 조사하는 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저광을 출사하는 제1 레이저 광원과; 상기 제2 레이저광을 출사하는 제2 레이저 광원 및 수광 수단을 집적 소자로 하여 기판의 주면상에 일체로 구비하는 집적 디바이스와; 레이저광 광로 분기 소자를 구비하고,

상기 정보 기록 매체로 향하는 상기 제1 레이저광의 왕로 광은 상기 제1 레이저광이 상기 제1 레이저 광원과 상기 레이저광 광로 분기 소자를 연결한 제1 광로를 따라 상기 레이저광 광로 분기 소자에 입사된 후 출사되고; 다시 상기 레이저광 광로 분기 소자와 정보 기록 매체를 연결하는 제2 광로를 따라 상기 정보 기록 매체에 출사되어 상기 정보 기록 매체로 향하는 상기 제2 레이저광의 왕로 광은, 상기 제2 레이저 광원이 상기 집적 디바이스와 상기 레이저광 광로 분기 소자를 연결하는 제3 광로를 따라 상기 레이저광 광로 분기 소자에 입사된 후 출사되고; 다시 상기 제2 광로를 따라 상기 정보 기록 매체에 출사되어 상기 정보 기록 매체로부터 돌아오는 상기 제1 및 제2 레이저광의 귀로 광은 상기 제2 광로를 따라 상기 레이저광 광로 분기 소자에 입사된 후 출사되고, 다시 상기 제3 광로를 따라 상기 집적 디바이스의 수광 수단에 입사된다.

본 발명의 광픽업에 의하면, 제1 레이저에 대하여는 양호한 방열을 할 수 있으며, 제2 레이저에 대하여는 수광 소자와의 집적화에 의해 구성이 간소화된다. 또, 제1 및 제2 레이저의 광축을 레이저광 광로 분기 소자를 통하여 완전하게 동축으로 할 수 있다.

또, 본 발명의 광픽업에 의하면, 상기 제1 및 제2 레이저광이 적어도 어느 한쪽은 기록 가능한 파워를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 광픽업에 있어서, 제1 및 제2 레이저광의 적어도 어느 한쪽에 의해 정보 기록 매체에 대한 기록을 행할 수 있다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 레이저광에 대해 일부를 투과시키고 일부를 반사하는 반투과성을 가지며, 상기 제2 레이저광에 대해 대략 전투과성 또는 대략 전반사성을 가지고, 상기 제1 및 제2 레이저광을 상기 제2 광로를 따라 정보 기록 매체측에 출사하는 동시에, 상기 정보 기록 매체측으로부터의 상기 제1 및 제2 레이저광의 귀로 광을 상기 제3 광로를 따라 상기 집적 디바이스 측에 출사하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사한 왕로 광을 반사하는 동시에, 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사한 왕로 광을 투과시키고, 또한 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사하여 정보 기록 매체로부터 반사된 귀로 광 및 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사하여 정보 기록 매체로부터 반사된 귀로 광을 투과시킨다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광에 대해 70% 내지 90%를 반사시키고, 남는 성분을 투과하는 분기 비율을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사한 왕로 광을 투과시키는 동시에, 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사한 왕로 광을 반사시키고, 또한 상기 제l 레이저 광원으로부터 출사 하여 정보 기록 매체로부터 반사된 귀로 광 및 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사 하여 정보 기록 매체로부터 반사된 귀로 광을 함께 반사시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광에 대해 70% 내지 90%를 투과시키고, 남는 성분은 반사하는 분기 비율을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광이 입사되는 면과, 상기 제1 레이저광을 상기 정보 기록 매체에 출사시키는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 입사시키는 면이 동일 면으로 된 평판형 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사된 제2 레이저광의 입사각이 40˚미만으로 되는 동시에, 평판형 부재의 두께가 대략 1mm 미만으로 되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제l 레이저광을 입사시키는 제1 면과, 상기 제1 레이저광을 정보 기록 매체측으로 출사시키는 동시에 상기 정보 기록 매체 측으로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 입사시키는 제2 면과, 상기 귀로 광을 상기 집적 디바이스측으로 출사시키는 제3 면을 갖는 편광 빔 분할기인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저광은 상기 제2 레이저광보다 파장이 길게, 또 기록 가능한 파워를 가지고 있으며, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광을 편광 상태에 의존하지 않고 분기시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저광은 780nm 대역의 파장을 가지고, 상기 제2 레이저광은 650nm 대역의 파장을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저광은 상기 제2 레이저광보다 파장이 짧고, 또 기록 가능한 파워를 가지고 있고, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광을 편광 상태에 의존하여 분기시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저광은 650nm 대역의 파장을 가지며, 상기 제2 레이저광은 780nm 대역의 파장을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저 광원과, 상기 집적 디바이스는 서로 물리적으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업은 제1 파장을 가지며, 또 기록 가능한 파워를 가지는 제1 레이저광을 출사하는 제1 레이저 광원과; 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장 을 가지며, 또 기록 가능한 파워를 가지는 제2 레이저광을 출사하는 제2 레이저 광원과 상기 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 구비한 집적 디바이스와; 상기 제1 파장을 가지는 상기 제1 레이저광에 대해 편광 선택성을 가지며 상기 제2 파장을 가지는 상기 제2 레이저광에 대해 편광비 선택성을 가지고, 또한 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사된 상기 제1 레이저광을 입사시키는 제1 면과, 상기 제1 레이저광을 정보 기록 매체측에 출사시키는 동시에 상기 정보 기록 매체측으로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 입사시키는 제2 면과, 상기 귀로 광을 상기 집적 디바이스 측에 출사시키는 제3 면을 구비한 편광 빔 분할기인 레이저광 광로 분기 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 레이저 광원에 대하여는 양호한 방열을 할 수 있으며, 상기 제2 레이저 광원에 대하여는 수광 소자와의 집적화에 의해 구성이 단순화된다. 또, 제1 및 제2 레이저광의 광축을 레이저광 광로 분기 소자를 통하여 완전하게 동축상으로 할 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 레이저광의 어느 하나에 의해서도, 정보 기록 매체에 대한 기록을 행할 수 있다. 제1 레이저광에 대해서는 편광계의 광학계가 구성되어 있어 왕로 효율이 향상되고, 제2 레이저광에 대해서는 비편광계의 광학계가 구성되어 있어, 복굴절이 큰 매체에 대해서도 해독 능력(playability)을 확보할 수 있다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 레이저광 광로 분기 소자에 대해서 P편광을 가지는 상기 제1 레이저광을 전투과하고, 또 S편광을 가지는 상기 제1 레이저광을 전반사하는 동시에, 편광 상태에 의하 지 않고 상기 제2 레이저광을 전반사하는 특성을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 레이저광 광로 분기 소자에 대해서 P편광을 가지는 상기 제1 레이저광을 전투과하고, 또 S편광을 가지는 상기 제1 레이저광을 전반사하는 동시에, 편광 상태에 의존하지 않고 상기 제2 레이저광을 전투과하는 특성을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 편광 빔 분할기는 상기 제1 파장에 대해서만, 투과율에 대하여 편광 의존성을 가지고, 상기 제1 레이저 광원으로부터의 입사 편광에 대해서는 10% 내지 30%의 투과율을 가지는 동시에, 이것에 직교하는 편광에 대해서는 20% 내지 60%의 투과율을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 편광 빔 분할기는 상기 제1 파장에 대해서만, 투과율에 대하여 편광 의존성을 가지고, 상기 제1 레이저 광원으로부터의 입사 편광에 대해서는 투과율을 T_i, 이것에 직교하는 편광에 대한 투과율을 T_v로 할 때, 각 투과율 T_i, T_v에 대하여,

10% ≤ T_i ≤ 30% 및

T_v ≤ 2T_i

를 만족시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광 중의 편광 빔 분할기에 대한 P편광 성분을 투과시키고, 또 S편광 성분의 5% 내지 20%를 투과시키고, 나머지를 반사하는 동시에, 상기 제2 레이저광을 편광 방향에 의하지 않고 전반사하는 동시에, 상기 제1 레이저광의 5% 내지 20%를 전방 광량 검출 소자에 출사시키는 제4 면을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사되는 상기 제1 레이저광을 상기 정보 기록 매체측으로 투과하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스측에 반사하고, 또 상기 제2 레이저 광원으로부터의 상기 제2 레이저광을 상기 정보 기록 매체측에 반사하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스 측으로 반사하고, 상기 수광 수단은 상기 레이저광 광로 분기 소자로부터 출사된 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 수광하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광의 파장에 대해서, P편광을 투과하고, 또 S편광을 반사하는 기능을 가지며, 상기 제2 레이저광의 파장에 대해서, P편광 및 S편광의 모두 반사하는 전반사 프리즘으로서 기능하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저 광원과, 상기 집적 디바이스와, 상기 레이저광 광로 분기 소자는, 이들을 연결하는 광축이 동일 평면에 위치하도록 배치되고, 상기 제1 레이저 광원은 상기 제1 레이저광의 편광 방향이 상기 평면에 평행으로 되도록 배치되고, 상기 제2 레이저 광원은 상기 제2 레이저광의 편광 방향이 상기 평면에 수직이 되도록 배치된 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자와 대물 렌즈의 사이에, 당해 레이저광 광로 분기 소자로부터 대물 렌즈로 향하는 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광을 평행화하는 콜리메이터 렌즈를 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사되는 상기 제1 레이저광을 상기 정보 기록 매체측으로 반사하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 제1 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스 측에 투과하고, 또 상기 제2 레이저 광원으로부터의 상기 제2 레이저광을 상기 정보 기록 매체측에 투과하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스측에 투과하고, 상기 수광 수단은 상기 레이저광 광로 분기 소자로부터 출사된, 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 수광하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 레이저광의 파장에 대해서, S편광을 반사하고, 또 P편광을 투과하는 기능을 가지고, 상기 제2 레이저광의 파장에 대해서, P편광 및 S편광의 모두 투과하는 투명 부재로서 기능하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저 광원과, 상기 집적 디바이스와, 상기 레이저광 광로 분기 소자는, 이들을 연결하는 광축이 동일 평면에 위치하도록 배치되고, 상기 제1 레이저 광원은 상기 제1 레이저광의 편광 방향이 레이저광 광로 분기 소자에 입사하는 위치에서 상기 평면에 평행으로 되도록 배치 되고, 상기 제2 레이저 광원은 상기 제2 레이저광의 편광 방향이 레이저광 광로 분기 소자에 입사하는 위치에서 상기 평면에 수직이 되도록 배치된 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저광은 650nm 대역의 파장을 가지고, 상기 제2 레이저광은 780nm 대역의 파장을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 제1 레이저 광원과 상기 레이저광의 광로 분기 소자의 사이에, 당해 제1 레이저 광원으로부터의 제1 레이저광을 평행화하는 제1 콜리메이터 렌즈를 가지고, 상기 집적 디바이스와 상기 레이저광의 광로 분기 소자의 사이에, 당해 제2 레이저 광원으로부터의 제2 레이저광을 평행화하는 제2 콜리메이터 렌즈를 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 광픽업에 있어서, 상기 레이저광 광로 분기 소자는 상기 제1 콜리메이터 렌즈에 의해 평행화된 제1 레이저광의 평행 광속의 입사 평면을 원형으로 정형하기 위해, 상기 평행 광속의 광축에 대해서 경사진 경사면을 가지는 것이 바람직하다.

도 1은 종래의 광픽업의 일례를 나타낸 개략도이다.

도 2는 다른 종래의 광픽업의 예를 나타낸 개략도이다.

도 3은 도 2에 있어서의 광픽업에서 사용되는 편광 빔 분할기의 파장 특성을 나타낸 그래프이다.

도 4는 다른 종래의 광픽업의 예를 나타낸 개략도이다.

도 5는 도 4에 있어서의 광픽업에서 사용되는 편광 빔 분할기의 파장 특성을 나타낸 그래프이다.

도 6은 본 발명에 의한 광픽업의 제1 실시예의 개략적 구성을 나타낸다.

도 7은 도 6에 있어서의 개략적 구성의 사시도를 나타낸다.

도 8은 제1 실시예에서 사용되는 편광 빔 분할기를 나타낸 개략도이다.

도 9는 상기 편광 빔 분할기의 파장 특성을 나타낸다.

도 10은 도 9에 나타낸 파장 특성을 가지는 PBS막의 면 구성을 나타낸 도면이다.

도 11은 제1 실시예에서 사용되는 집적 디바이스로서의 집적 디바이스의 개략 구성을 나타낸 개략도이다.

도 12는 상기 집적 디바이스에 설치되는 수광 소자의 개략 구성을 나타낸 개략도이다.

도 13은 상기 집적 디바이스에 설치되는 수광 소자의 다른 실시예의 개략 구성을 나타낸 개략도이다.

도 14는 도 13에 나타낸 수광 영역의 확대도이다.

도 15는 도 13에 나타낸 수광 영역에 있어서, 4개의 수광 소자 영역으로부터 DPD 방식에 의한 트래킹 에러 신호를 구하는 방법을 나타낸 설명도이다.

도 16은 도 13에 나타낸 수광 영역에 있어서, 4개의 수광 소자 영역으로부터 SSD 방식에 의한 포커스 에러 신호를 구하는 방법을 나타낸 설명도이다.

도 17은 본 발명에 의한 광픽업의 제2 실시예의 개략적 구성을 나타낸다.

도 18은 본 발명에 의한 광픽업의 제3 실시예 및 제4 실시예의 개략적 구성 을 나타낸다.

도 19는 상기 제3 실시예에 설치되는 편광 빔 분할기의 파장 특성을 나타낸다.

도 20은 도 19에 나타낸 특성을 가지는 PBS막의 면 구성을 나타낸 도면이다.

도 21a 및 도 21b는 본 발명에 의한 광픽업의 제4 실시예에서의 편광 빔 분할기 내의 레이저광의 동작을 나타낸다.

도 22는 본 발명에 의한 광픽업의 제4 실시예에서의 편광 빔 분할기의 특성을 나타낸 그래프이다.

도 23은 본 발명에 의한 광픽업의 제4 실시예에서의 편광 빔 분할기의 특성의 다른 예를 나타낸 그래프이다.

도 24a 및 도 24b는 도 23에 나타낸 특성을 가지는 편광 빔 분할기의 PBS 막면의 구성을 나타낸 설계예이다.

도 25a, 도 25a 및 도 25c는 본 발명에 의한 광픽업의 제4 실시예에서의 다른 편광 빔 분할기의 설계예 및 특성을 나타낸다.

도 26은 본 발명에 의한 광픽업의 제5 실시예의 개략적 구성을 나타낸다.

도 27은 본 발명에 의한 광픽업의 제6 실시예의 개략적 구성을 나타낸다.

도 28a, 도 28b 및 도 28c는 본 발명에 의한 고 광픽업의 제6 실시예에 적합한 편광 빔 분할기의 설계예 및 특성을 나타낸다.

도 29는 본 발명에 의한 광픽업의 제7 실시예의 개략적 구성을 나타낸다.

도 30a, 도 30b 및 도 30c는 본 발명에 의한 광픽압의 제7 실시예의 광픽업 에 적절한 프리즘의 설계예 및 특성을 나타낸다.

도 31은 본 발명의 제8 실시예의 개략도를 나타낸 평면도이다.

도 32는 본 발명의 광픽업의 참고예를 나타낸 개략도이다.

도 33은 본 발명의 광픽업에 대한 다른 참고예를 나타낸 개략도이다.

이하, 도 6 내지 도 31을 참조하여 본 발명의 광픽업의 실시예를 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일 또는 유사한 번호를 갖는 부재는 동일 또는 유사한 구성을 갖는 것으로 한다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 광픽업의 제1 실시예의 개략 구성을 나타낸다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 제1 실시예(100)는 제1 파장을 가지고, 또 기록 가능한 파워를 가지는 제1 레이저광을 출사하는 제1 레이저 광원(101)과, 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 가지며 기록 가능한 파워를 가지는 제2 레이저광을 출사하는 제2 레이저 광원 및 상기 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 구비하는 집적 디바이스(112)와, 상기 제1 파장을 가지는 상기 제1 레이저광에 대해 편광 선택성을 가지고 상기 제2 파장을 가지는 상기 제2 레이저광에 대해 편광비 선택성을 가지며, 또 상기 제1 레이저 광원(101)으로부터 출사되는 상기 제1 레이저광을 입사시키는 제1 면(117)과, 상기 제1 레이저광을 정보 기록 매체(201)측에 출사시키고 상기 정보 기록 매체(201)측으로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 입사시키는 제2 면(155)과, 상기 귀로 광을 상기 집적 디바이스측으로 출사시키는 제3 면(153)을 구비한 편광 빔 분할기(105)를 구비한다.

제1 레이저 광원(101)은, 예를 들면 기록 가능한 파워(출력)를 가지는 제1 레이저광(예컨대, DVD에 사용하는 650nm 대역의 파장을 가지는 레이저광)을 출사하는 DVD용 레이저 광원으로 이루어진다. 제1 레이저 광원(101)은 제1 레이저광의 편광 방향이 편광 빔 분할기(105)에 대해서 P편광(즉, 도면 중의 X축, Y축을 포함하는 평면 내의 편광 방향)이 되도록 광축 회전의 회전 각도가 설정된다. 이 제1 레이저 광원(101)은, 이른바 CAN 패키지와 같은 단일 레이저원으로 이루어질 수 있다.

제1 레이저 광원(101)과 편광 빔 분할기(105)의 사이에는, 제1 콜리메이터 렌즈(102) 및 3빔 생성 수단(103)이 설치되어 있다.

제1 콜리메이터 렌즈(102)는 제1 레이저 광원(101)으로부터의 레이저광을 콜리메이트(평행화)한다.

3빔 생성 수단(103)은 상기 정보 기록 매체로서의 광디스크(201)상에서의 트래킹 에러를 검출하기 위한 3개의 빔을 생성한다. 이 3빔 생성 수단(103)은, 예를 들면 회절격자로 구성된다.

편광 빔 분할기(105)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 제1 프리즘(105a)과 제2 프리즘(105b)를 구비한다.

제1 프리즘(105a)은 제1 레이저 광원(101)으로부터의 제1 레이저광이 입사하는 제1 면인 경사면(117)을 가진다. 이 경사면(117)의 법선 n은 상기 제1 레이저광을 빔 정형하기 위해, 제1 레이저광의 광축에 대해서 경사져 있다. 이에 의하 면, 예컨대 타원형 단면을 갖는 제1 레이저광이 원형 단면으로 정형된다[따라서, 경사면(117)은 빔 정형면 또는 단면 형상 정형면이라고도 한다].

도 8은 상기 제1 레이저광의 단면 형상이 프리즘(105a)에 의해 정형되는 형태를 나타낸다.

보다 상세하게, 도 8에 있어서, 제1 레이저 광원(101)으로부터의 제l 레이저광 L1은 프리즘(105a)에 입사하기 직전에 타원형 단면 S1을 갖지만, 경사면(117)에 입사함으로써 원형 단면 S2로 정형된다.

제1 레이저광 L1의 광축에 대한 경사면(117)의 법선의 경사각은 경사면(117)상에의 단면 형상 S1의 투영이 가능한 완전한 원으로 되도록 결정된다.

또한, 도 8을 사용하여 설명하는 경우, L1'는 제1 레이저광 L1이 광디스크(201)에 조사된 후, 편광 빔 분할기(105)측으로 돌아오는 경우의 귀로 광을 나타내고, L2는 상기 제2 레이저 광원으로부터 출사되는 제2 레이저광을 나타내며, L2'는 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 나타낸다.

다시, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 프리즘(105a)과 제2 프리즘(105b)의 접합면은, 예컨대 도 6에 있어서 Y축[후술하는 대물 렌즈(203)의 광축(Z축)과 직립 미러(108)의 법선을 포함하는 면 내에 있으며 상기 Z축에 직교하는 축]에 대해서 45˚만큼 경사져 있고, 또 상기 Z축에 평행하게 설정된다.

상기 접합면에는, 편광 빔분할기(PBS) 막면(膜面)(118)이 형성되어 있다. 이 PBS 막면(118)은 상기 제1 레이저광의 P편광에 대해서는 투과 특성을 가지며, 제1 레이저광의 S편광에 대해서는 반사 특성을 가진다. 보다 상세하게는 이하와 같다.

도 9는 편광 빔분할기 막면(118)의 파장 특성을 나타낸다.

도 9에 있어서 가로축은 광의 파장을 나타내고, 세로축은 광의 투과율을 나타낸다. 또 곡선 Tp는 P편광의 투과율을 나타내고 곡선 Ts는 S편광의 투과율을 나타낸다.

도 9에 나타낸 바와 같이, P편광 투과율 Tp는 제1 레이저광의 파장 대역(650nm 대역)에서는 대략 100%의 투과율을 가지고, 제2 레이저광의 파장 대역(780nm 대역)에서는 제로(0)에 가까운 투과율을 가진다. 또 S편광의 투과율 Ts는 상기 제1 레이저광의 파장 대역 및 제2 레이저광의 파장 대역의 어느 것에서도 대략 제로(0)의 투과율(100%에 가까운 반사율)을 가진다.

도 10은 유리 재질에 끼워진 11층의 다층막 구조로 이루어지는, 상기 파장 특성을 가지는 PBS 막면의 구성을 나타낸 도면이다.

여기에 SF57은 쇼트사의 유리재료를 나타내고, 제1 및 제2 프리즘(105a, 105b)에 상당한다. Na₃AlF₆(클리오라이트) 및 TiO₂(산화 티탄)는 각각 공지의 광학 용 막 재질이다. 또, 굴절률은 587.56nm의 광에 대한 굴절률이며, 두께는 nm 단위이다.

그리고, Na₃AlF₆대신에, 동등한 굴절률(nd = 1.35)을 갖는 증착재로서, Na₅A1₃F₁₄(티오라이트)를 사용하는 것도 가능하다. 또 TiO₂(산화티탄)의 대체물로서 Ta₂O₅(5산화탄탈)를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 유리 재질은 SF57의 대체로서 PBH53W, PBH55 등을 사용하는 것도 가능하다.

상기 구성에 의해, P편광을 가지는 제1 레이저광은 편광 빔 분할기막(118)을 대략 100% 투과한다.

다시 말하면, 편광 빔 분할기(105)의 편광 빔 분할기 막면(118)은, 제1 레이저광에 대해 편광 선택성을 가지고, 상기 제2 레이저광에 대해 편광비 선택성을 가진다. 즉, 편광 빔 분할기(105)의 편광 빔 분할기 막면(118)은, 제1 레이저광의 P편광(제1 편광)에 대해서 투과 특성을 가지고, 제1 레이저광의 S편광(제2 편광)에 대해서 반사 특성을 가지며, 또 제2 레이저광의 제1 및 제2 편광에 대해서 반사 특성을 가진다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(100)은 또한, 경사면(117)의 전방에, 상기 제1 레이저광의 파워를 검출하기 위한 제1 프론트 모니터(104)를 구비한다. 이 프론트 모니터(104)로부터의 신호에 의해, 제1 레이저 광원(101)으로부터 출력되는 제1 레이저광의 출력을 제어할 수 있다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(100)은 또한, 편광 빔 분할기(105)와 광디스크(201) 사이의 광로상에, 파장판(106), 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 구비한다.

파장판(106)은, 예를 들면 상기 제1 레이저광의 파장(650nm 대역)에 대해서1/4 파장판으로서 기능하도록 설정되어 있다. 따라서, 제2 프리즘(105b)의 제2 면(155)으로부터 출사되는 제1 레이저광은 P편광으로부터 원 편광으로 변환된다.

직립 미러(108)는 파장판(106)으로부터 출사되는 레이저광을 광디스크(201) 의 방향으로 반사한다.

대물 렌즈(203)는 직립 미러(108)로부터의 평행 빔형상의 제1 레이저광을 광디스크(201)의 트랙(201a)(도 7)상에 수속하는 동시에 트랙(20la)로부터의 반사 확산광을, 다시 평행 빔으로서 직립 미러(108)측에 출사한다.

도 11은 집적 디바이스(112)를 상세하게 나타낸다.

도 11에 나타낸 바와 같이 집적 디바이스(112)는 상기 제2 레이저광(예를 들면 CD에 사용하는 파장 780nm 대역의 파장을 가지는 레이저광)을 출력하는 제2 레이저 광원(128)과 광디스크(201)로부터의 반사광을 수광하는 수광 수단(수광 소자)(136)을 포함한다.

제2 레이저 광원(128)은 상기 제2 레이저광으로서의, 예를 들면 780nm 대역의 파장을 가지며, 또 기록 가능 파워(출력)를 가지는 레이저광을 출사한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 제2 레이저 광원(128)은 서브 마운트(129) 및 수광 소자 기판(135)을 통하여 패키지(상자체)(138)에 지지된다. 여기서, 제2 레이저 광원(128)은 제1 및 제2 레이저광의 귀로 광이 집적 디바이스(112)의 같은 위치에 집광하도록 수광 소자 기판(135)상에 위치 결정되어 있다. 다시 말해서, 제2 레이저 광원(128)은 제1 및 제2 레이저 광의 귀로 광의, 수광 소자(136)에 대한 광축이 서로 일치하도록 설정되어 있다. 다시 말해서, 제2 레이저 광원(128)은 제1 레이저광의 발광점의 공역점과 제2 레이저광의 발광점이 일치 또는 동일 광축상에 위치하도록 설정되어 있다. 그리고, 상기 공역점이란, 상기 경사면 및 PBS 막면 등을 포함하는 광학계에 의한 상기 제1 레이저광의 발광점의 이미지 점을 의미한 다.

마찬가지로 상기 수광 소자 또는 수광 수단(l36)은 수광 소자 기판(135)을 통하여 패키지(138)에 지지되어 있다.

또, 이 집적 디바이스(112)는 수광 소자 기판(135)의 평면에 평행(도 11에 있어서 Y'축 방향)하게 제2 레이저 광원(128)으로부터 출사된 제2 레이저 광을 수광 소자 기판(135)의 평면에 수직인 방향(도 11에 있어서 Z'축 방향)으로 반사하는 마이크로 미러(130)를 포함한다.

또, 이 집적 디바이스(112)에는, 제2 레이저 광원(128)으로부터 출사되고 마이크로 미러(130)에서는 반사되지 않는 일정 비율의 제2 레이저광을 검출하는 제2 레이저광을 위한 프론트 모니터(131)가 설치되어 있다. 이 제2 프론트 모니터(131)에 의해, 제2 레이저 광원(128)으로부터 출사되는 제2 레이저광의 파워 또는 출력 상태가 검출된다.

집적 디바이스(112)는 마이크로 미러(130)로부터의 제2 레이저광을 3빔으로 분할하고, 트래킹 에러 검출을 위한 3빔을 생성하는 3빔 생성수단으로서의 회절격자(132)가 설치되어 있다. 이 회절격자(132)는 3빔 생성용 그레이팅(grating)이라고도 한다.

또, 이 집적 디바이스(112)에는 상기 제1 레이저광 및 제2 레이저광의 광디스크(201)상에서의 트래킹 에러 및 포커스 에러를 검출하기 위해, 광디스크(201)로부터 반사되는 제1 레이저광 및 제2 레이저광을 ±1차 회절광으로 회절시키기 위한 홀로그램 소자(133)가 설치되어 있다.

홀로그램 소자(133)는 회절선이 서로 유한한 소정의 각도를 가지도록 배치된 제1 영역(133L) 및 제2 영역(133R)을 가진다. 또한 각 영역(133L, 133R)은 원을 2개로 분할한 반원의 형상을 가진다.

이에 의하여, 각 영역(133L, 133R)에서 회절된 제1 레이저광 또는 제2 레이저광의 ±1차 회절광은, 도 11에 있어서 X', Y' 평면상에서 서로 상이한 방향 A, B (0차 회절광이 만드는 스폿을 중심으로 하는 원에서 그 원의 중심으로부터 당해 원의 상이한 원주 위치로 향하는 방향 A, B)에 스폿(spot)을 형성한다.

또, 도 11에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(136)는 복수개의 수광 영역(205~219)을 가진다.

또한, 도 11에 있어서 광선(光線)(137)은 제1 레이저광의 제2 영역(133L)에 의한 ±1차 회절광을 나타내고, 광선(134)은 제2 레이저광의 동일 영역(133L)에 의한 ±1차 회절광을 나타낸다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 동일 홀로그램 영역(예를 들면, 133L)에 의해 생성되는 제1 레이저광 및 제2 레이저광의 ±1차 회절광은 동일 수광 영역(예를 들면, 209, 215)에 입사하도록 설계되어 있다. 환언하면, 수광 수단(136)은 어느 홀로그램 영역에서 회절된 어느 회절 차수를 가지는 제1 레이저광을 수광하는 수광 영역의 제1 위치와, 동일 홀로그램 영역에서 회절되고 또한 동일 회절 차수를 가지는 제2 레이저광을 수광하는 동일 수광 영역의 제2 위치를 가진다.

또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 3빔 생성용 회절격자(132) 및 홀로그램 소자(l33)는 기판(135)상에 설치한 적당한 광학 투과성 부재(139)의 양 평면상의 미 세한 요철 주기 구조로서 일체로 형성되어 있다.

도 12는 수광 소자(136)의 수광 영역(205~219)상에 형성되는 상기 각 회절광의 스폿을 나타낸다.

도 12에 있어서 각 수광 영역(205~219)상에 나타난 반원형 A1±, A0±, A2±, B1±, B0±, B2±는, 예컨대 상기 제1 레이저광의 귀로 광 3빔의 홀로그램 소자(133)에 의한 ±1차 회절광의 스폿을 나타낸다. 상기 귀로 광 3빔은 제1 레이저 광원(101)으로부터의 제1 레이저광이 3빔 생성 수단(103)에 의해 3빔으로 분할되고, 또한 이들 3빔이 각각 광디스크로 반사됨으로써 형성된다. 보다 상세하게는 이하와 같다.

A1±: 상기 3빔 중 제1 사이드빔의 제1 영역(133R)에 의한 ±1차 회절광의 스폿

A0±: 상기 3빔 중 메인빔의 제1 영역(133R)에 의한 ±1차 회절광의 스폿

A2±: 상기 3빔 중 제2 사이드빔의 제1 영역(133R)에 의한 ±1차 회절광의 스폿

B1±: 상기 3빔 중 제1 사이드빔의 제2 영역(133L)에 의한 ±1차 회절광의 스폿

B0±: 상기 3빔 중 메인빔의 제2 영역(133L)에 의한 ±1차 회절광의 스폿

B2±: 상기 3빔 중 제2 사이드빔의 제2 영역(133L)에 의한 ±1차 회절광의 스폿

또한 도시한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 스폿 A2+와 스폿 B1+는 수광 영역(207)과 영역(209)의 사이에서 겹치도록 설계되며, 스폿 A1-와 스폿 B2-는 수광 영역(215) 및 영역(217)의 사이에서 서로 겹치도록 설계되어 있다.

또, 제1 영역(133R)은 ±1차 회절광에 대해서 오목 렌즈의 렌즈 파워를 가지고, -1차 회절광에 대해서는 볼록 렌즈의 렌즈 파워를 가진다. 한편, 제2 영역(133L)은 ±1차 회절광에 대해서는 볼록 렌즈의 렌즈 파워를 가지고, -1차 회절광에 대해서는 오목 렌즈의 렌즈 파워를 가진다.

상기 구성에 의해, 영역(205 내지 219)으로부터의 출력에 따라 DPP (Differential Push-Pull 법) 트래킹 오차 신호를 생성할 수 있다.

보다 상세하게, 트래킹 오차 신호 TE_DPP는

TE_DPP= ((V₂₀₇+V₂₁₇)-V₂₀₉+V₂₁₅))-k((V₂₀₅+V₂₁₉)-(V₂₁₃+V₂₁₁))

로 주어진다. 그리고, 예를 들면 V₂₀₇ 등은 각 영역(예를 들면, 영역 207)으로부터의 출력 신호를 나타낸다.

또, k는 소정의 정수이며, 상기 3빔의 분기 비율로부터 정해진다. 여기서, k=O으로 한 경우, 즉 V₂₀₇, V₂₁₇, V₂₀₉, V₂₁₅의 메인 빔 신호만으로부터, 이른바 푸시풀법에 의한 트래킹 오차 신호 TE_PP가 아래와 같이 얻어진다.

TE_PP= (V₂₀₇+V₂₁₇)-(V₂₀₉+V₂₁₅)

또, 예를 들면, 영역(207 및 217)에 있어서의 분할 영역(207a, 207b, 207c) 및 (217a, 217b, 217c)으로부터의 신호에 따라 포커스 오차 신호를 생성할 수 있 다.

보다 상세하게, 상기 포커스 오차 신호 FE는, 예를 들면,

FE = (V_207a+V_207c+V_217b+V_209b+V_215a+V_215c)

-(V_207b+V_217a+V_217c+V_209a+V_209c+V_215b)

에 의해 주어진다. 그리고, 예를 들면 V_207a 등은 각 분할 영역(예를 들면 영역 207a)으로부터의 출력 신호를 나타낸다.

또한 상기 트래킹 오차 신호 TE_DPP 및 포커스 오차 신호 FE를 얻기 위한, 홀로그램 소자(133) 및 수광 소자(136)는 상기 예로 든 것에 한정되지 않고, 종래 주지된 다른 구성을 사용할 수도 있다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(100)은 또한 집적 디바이스(112)와 편광 빔 분할기(105) 사이의 광로상에, 집적 디바이스(112)로부터의 제2 레이저광을 평행화하기 위한 제2 콜리메이터 렌즈(109)를 구비한다.

도 13은 수광 소자(136)에 있어서의 수광 영역의 형성의 방법의 다른 실시예를 나타낸다.

본 실시예에 있어서는, 3빔 생성용 회절결자(132)를 이용하지 않는다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 수광 소자(136)에는 홀로그램 소자(133)의 제1의 영역(133R)에 의해 회절되는 ±1차 회절광의 스폿 A0+ A0- 와, 제2 영역(133L)에 의해 회절되는 ±1차 회절광의 스폿 BO+, B0- 를 수광하는 4개의 수광 영역(수광 소자 영역에 동일)(220, 221, 222, 223)이 도시된 바와 같은 위치 관계로 형성되어 있 다.

단, 수광 영역(220, 221)의 중앙을 지나는 제1의 직선과 수광 영역(222, 223)의 중앙을 지나는 제2 직선의 교점은 대략 광축 0의 근방에서, 또한 이들 2개 직선의 교각(예각)은, 대략 20번 미만, 바람직하게는 12번 미만이 되도록, 4개의 수광 영역(220, 221, 222, 223)이 수광 소자(136)상에 배치되어 있다.

본 실시예에 있어서, 제2 레이저 광원(128)으로부터 발광된 제2 레이저광은 홀로그램 소자(133)를 거쳐, 광디스크(1)상에 집광되고, 이 집광된 광이 기록 트랙의 기록 정보에 따라 변조되어 입사할 때와 동일 경로를 통하여 반사된다. 이 반사광의 광축이 광축 0에서, 지면에 수직인 방향으로 된다. 이 반사광은, 대물 렌즈 등의 광학계를 통하여, 홀로그램 소자(133)에 입사한다.

홀로그램 소자(133)는, 전술한 바와 같이 제1 영역(133R)과 제2 영역(133L)으로 분할되어 있으므로, 제1 영역(133R)에서 반사광이 회절되어 ±1차 회절광의 광속 A0+, A0- 로 되어, 이것이 수광 소자(136)상의 수광 영역(220, 221)에 입사되며, 제2 영역(133L)에서 반사광이 회절되어 ±1차 회절광의 광속 B0+, B0- 로 되고, 이것이 수광 소자(136)상의 수광 영역(222, 223)에 입사된다.

도 14는 상기한 수광 영역(220)의 확대도이다.

수광 영역(220)은 분할선(224, 225)에 의해 4개의 광전 변환 영역(220a, 220b, 220c, 220d)으로 분할되어 분할선(224)이 제1 직선과 일치하고 있다. 홀로그램 소자(133)의 제1 영역(133R)에서 반사광이 회절되어 생기는 +1차의 광속 A0+ 가 반월 모양으로 수광 영역(220)의 4개 영역(220a, 220b, 220c, 220d)에 입사된 다. 다른 수광 영역(22l, 222, 223)도 마찬가지로 구성되며, 대응하는 광속 A0-, B0+, B0- 가 반월 모양으로 각각의 수광 영역에 입사한다.

여기서, 광전 변환 영역(220a 및 220c)을 함께 광전 변환 영역(226)으로 하고, 광전 변환 영역(220b 및 220d)을 함께 광전 변환 영역(227)으로 하면, 수광 영역(220, 221, 222, 223)은 각각 영역이 2분할 된다. 또한, 2분할의 분할선(224)은 홀로그램 소자(133)의 분할선에 대해서, 대체로 직각 방향이 되므로, 결국 홀로그램의 제1 및 제2 영역(133R, 133L)과 각 수광 영역을 2분할한 광전 변환 영역(226, 227)에 의해, 반사광은 4분할되어 수광된다.

그러나, 2분할의 분할선(224)은 홀로그램 소자(133)의 분할선에 대해서 정확하게 직각은 아니기 때문에, 각 영역에서 DPD 방식에 있어서의 이상적인 광속 분할로부터의 편차가 생긴다. 따라서, 본 실시예에 있어서는, 편차는 있지만, DPD 방식의 필요 조건인 광속의 4분할은 만족하는 것이 된다.

다음에, 도 14를 다시 참조하여, 수광 영역(220)의 내측의 광전 변환 영역(220a, 220b)을 함께 하나의 광전 변환 영역(228)으로 하면, 수광 영역(220, 221, 222, 223)은 각각 광전 변환 영역(228)으로 외측의 광전 변환 영역(220c, 220d)으로 3분할된다. 그러므로, 어느 한쪽의 1차 회절광에 대해서는 SSD 방식의 필요 조건이 만족되지만, ±의 2개의 1차 회절광에 대해서 SSD 방식을 적용하는데는, +1차측의 회절광을 위한 수광 영역 +와 -1차 측의 회절광을 위한 수광 영역 -가 반사광의 광축 0이 통과하는 홀로그램 소자(l33)의 중심점으로부터 반사광의 수속 점과 대략 광학적으로 등 거리에 두지 않으면 안 되지만, 본 실시예는 이 조건이 만족 되도록, 수광 영역(220, 221, 222, 223)이 수광 소자(136)상에 배치되고, 이 배치를 얻기 위해 홀로그램 소자(133)에 렌즈 작용을 갖게 한 것이다.

도 15는 4개의 수광 소자 영역(220, 221, 222, 223)으로부터 DPD 방식에 의한 트래킹 에러 신호를 구하는 방법을 나타낸 설명도이다. 수광 소자 영역(220)의 2분할의 광전 변환 영역(226, 227)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 Rd, Ru로 하고, 수광 영역(221)의 2분할의 광전 변환 영역(226, 227)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 Ru, Rd로 하며, 수광 영역(222)의 2분할의 광전 변환 영역(226, 227)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 Ld, Lu로 하고, 수광 영역(223)의 2분할의 광전 변환 영역(226, 227)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 Lu, Ld로 한다.

먼저, ±1차 회절광에 의한 신호를 가산한다. 즉, 예를 들면 Ru+Ru=Ru와 같이 동일 기호의 신호를 가산함으로써, Ru, Rd, Lu, Ld를 얻을 수 있다. 다음에[(Ru+Δt)] + Ld와 [(Lu+Δt) + Rd]의 위상을 비교함으로써, 트래킹 에러 신호가 구해진다. 단, Δt는 DPD 방식에서 이상적인 광속 분할로부터의 편차에 의해 생기는 오차이다.

도 16은 4개의 수광 소자 영역(220, 221, 222, 223)으로부터 SSD 방식에 의한 포커스 에러 신호를 구하는 방법을 나타낸 설명도이다.

수광 영역(220)의 외측의 2광전 변환 영역(220c, 220d)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 가산하여 R_+O, 내측의 광전 변환 영역(228)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 R_+i로 하고, 수광 영역(221)의 외측의 2광전 변환 영역(221C, 221d)으 로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 가산하여 R_-o, 내측의 광전 변환 영역(228)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 R_-i로 하고, 수광 영역(222)의 외측의 2광전 변환 영역(222c, 222d)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 가산하여 L_+o 내측의 광전 변환 영역(228)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 L_+i로 하고, 수광 영역(223)의 외측의 2광전 변환 영역(223c, 223d)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 가산하여 L_-o, 내측의 광전 변환 영역(228)으로부터 얻어지는 광전 변환 신호를 L_-i로 한다.

이와 같이 신호를 결정하면, 포커스 에러 신호는, 이하의 연산에 의해 구할 수 있다.

〔 (L_+i - L_+o) + (R_+i - R_+o)〕-〔(L_-i - L_-o) + (R_-i- R_-o) 〕

그리고, 각 수광 영역의 4분할 광전 변환 영역으로부터는 동시에 신호를 얻을 수 있으므로, 도 15에서 설명한 트래킹 신호와 도 16에서 설명한 포커스 에러 신호가 동시에 얻어진다.

다음에 상기 실시예의 작용을 설명한다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 레이저 광원(101)으로부터 출사된 제1 레이저광은, 제1 콜리메이터 렌즈(102)에서 평행화되어 상기 3빔 생성 수단으로서의 회절격자(103)에 의해 3빔으로 분할된다. 또한, 상기한 바와 같이, 상기 제1 레이저광의 편광 방향은, 편광 빔분할기(105)의 입사각(117)에 대해서 P편광이 되도록 설정되어 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 회절격자(103)에 의해 분할된 각각의 빔은 편광 빔 분할기(105)의 경사면(117)에 입사하고, 그 단면 형상이 대략 완전한 원으로 정형된다. 또한 도 8에 있어서 제1 레이저광 L1은 상기 3빔 중 하나의 빔을 나타낸다.

경사면(117)에서 정형된 각 빔은, PBS 막면(118)에 약 45도의 각도로 입사한다.

이미 말한 것처럼, PBS 막면(118)은 650nm 대역의 P편광에 대해서 대략 100%의 투과율을 가진다(도 9). 따라서, 상기 각 빔은 대략 100%의 투과율로 PBS 막(118)을 투과하고, 편광 빔분할기(105)의 제2 면(l55)으로부터 파장판(106)에 입사한다. 이미 말한 것처럼, 파장판(106)은 제1 레이저광에 대해 1/4 파장판으로서 작용한다.

따라서, 파장판(106)에 입사된 각 빔은 당해 파장판(106)에 의해 원 편광으로 변환되고, 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)의 트랙(20la)상에 조사된다.

트랙(20la)에서 반사된 귀로 광은, 대물 렌즈(203) 및 직립 미러(108)를 통하여 다시 파장판(106)에 입사된다. 그리고, 광디스크(201)로부터 반사되는 광을 귀로 광이라고 하는데 대해, 제1 레이저 광원(101)으로부터 광 디스크(201)로 향하는 광을 왕로 광이라고 할 수도 있다(이하의 각 실시예에 있어서도 같다).

상기 각 귀로 광은 파장판(106)에 의해 S편광으로 변환되고, 편광 빔 분할기(105)의 제2 면(155)에 Y축을 따라 입사한다(도 8).

제2 면(155)에 입사 한 귀로 광은 PBS 막면(118)에 다시 약 45도의 입사각으로 입사한다.

이미 말한 것처럼, PBS 막면(118)은 S편광에 대해서는 파장에 의하지 않고 반사 특성을 가진다(도 9). 따라서, 상기 각 귀로 광은 당해 PBS 막면(118)에 의해 X축 방향으로 반사되어 편광 빔 분할기(105)의 제3 면(153)으로부터 출사하고, 제2 콜리메이터 렌즈(109)에 입사한다.

제2 콜리메이터 렌즈(109)에 입사된 각각의 귀로 광은 집적 디바이스(112)상의 홀로그램 소자(133)를 통하여 수광 영역(205~219)에 집광된다(도 11).

그리고, 수광 영역(205~219)으로부터의 신호에 의해 DPP 트래킹 에러 신호, 포커스 에러 신호 및 판독 신호가 생성된다.

한편, 집적 디바이스(112)의 제2 레이저 광원(128)(도 11)으로부터 출사된 제2 레이저광은 3빔 생성용 회절격자(132)에 의해 3빔으로 분할된다.

3빔 생성용 회절격자(132)에 의해 분할된 각 빔은 제2 콜리메이터 렌즈(109)에 입사하여 평행하게 된다.

상기 평행하게 된 각각의 빔은 편광 빔 분할기(105)의 제3 면(153)에 X축을 따라 입사하고, PBS 막면(118)에 약 45도의 입사각으로 입사한다.

이미 말한 것처럼, PBS 막면(118)은 780nm 대역의 제2 레이저광에 대해 편광 상태에 관계없이 100%의 반사 특성을 가진다(도 9). 따라서, 상기 각 빔은 PBS 막면(118)에 의해 도 6 및 도 7에 있어서 Y축 방향으로 반사된다.

PBS 막면(118)에 의해 반사된 각 빔은 제2 면(155)으로부터 출사하고, 파장 판(106)으로, 예를 들면 적당한 타원 편광으로 변환된다.

파장판(106)에서 적당한 타원 편광으로 변환된 각 빔은 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)상의 트랙(201a)에 집광된다.

트랙(20la)에서 반사된 귀로 광은, 대물 렌즈(203) 및 직립 미러(108)를 통하여 파장판(106)에 입사하고, 다시 예컨대 적당한 개략적인 직선 편광(예컨대, S편광) 또는 다른 타원 편광으로 변환된다.

상기 변환된 각 빔은 편광 빔 분할기(105)의 제2 면(155)에 Y축을 따라 입사하고, PBS 막면(118)에 약 45도의 입사각으로 입사한다.

PBS 막면(118)에 입사한 빔은 당해 PBS 막면(l18)의 반사 특성(도 9)에 의해 X축 방향으로 반사되어 편광 빔 분할기(105)의 제3 면(153)으로부터 출사된다.

제3 면(153)으로부터 출사된 각 빔은 제2 콜리메이터 렌즈(109)에서 수속광으로 된 후, 홀로그램 소자(133)상에 집광된다.

홀로그램 소자(133)상에 집광된 각 빔은 홀로그램 영역(133L 및 133R)에 의해 각각 ±1차 회절광으로 분리되어 수광 영역(205~219)상에 각각의 스폿을 형성한다.

수광 영역(205~219)상에 각 스폿이 형성되면, 당해 각 수광 영역(205~219)으로부터의 출력에 따라, 상기 제1 레이저광의 경우와 마찬가지로, 제2 레이저광에 대한 트래킹 에러 신호 및 포커스 에러 신호 및 판독 신호가 생성된다.

따라서 본 실시예는, 이하의 작용 효과를 갖는다.

(1) 제2 레이저광의 출력원으로서의 제2 레이저 광원(128)과 상기 제1 및 제 2 레이저광의 수광 수단으로서의 수광 영역(205~219)을 1개의 집적 디바이스(112)로 집적화하여, 제1 및 제2 레이저광의 귀로 광을 수광 영역(205~219)에서 수광할 수 있다.

(2) 제1 레이저 광원(101)은 집적 디바이스(112)와 별도로 설치하도록 했기 때문에, 예컨대 간단하고 용이한 단일의 CAN 패키지 레이저로 구성하는 것이 가능하기 때문에, 방열 또는 냉각을 용이하게 행할 수 있다.

(3) 파장판(106)은 650nm 대역에서는 1/4 파장의 차를 가지는 1/4 파장판으로서 기능하지만, 780nm 대역에서는 1/4 파장판으로서 작용하지 않고 파장판(106)으로부터의 출력광이 타원 편광으로 된다. 따라서 제2 레이저광의 귀로 광은 파장판(106)을 통과한 뒤 완전한 직선 편광으로 편광되지 않고 P편광 및 S편광이 혼재하는 타원 편광으로 된다. 그러나, 780nm 대역에서는 도 9에 나타낸 바와 같이, PBS 막면(118)이 편광 방향에 관계 없이 전반사 특성을 가진다. 따라서, 상기 제2 레이저광의 귀로 광은, 완전하게 집적 디바이스(112)로 되돌아와, 적당한 광속 분할과 연산 처리에 의해 상기 트래킹 오차 신호 및 포커스 오차 신호 및 판독 신호를 얻을 수 있다.

(4) 집적 디바이스(112)의 내부에서, 제1 레이저광의 발광 점의 공역점(당해 발광점의, 상기 경사면 및 PBS 막면 등을 포함하는 광학계에 의한 이미지점)과 제2 레이저광의 발광점이 일치 또는 동일 광축상에 위치하도록 설정되어 있기 때문에, 홀로그램 소자(133)의 분할선 및 대물 렌즈(203), 눈동자에 대한 위치 오프셋이 사실상 제로가 되어, 양호한 트래킹 오차 신호 및 포커스 오차 신호를 얻을 수 있다.

(5) 프론트 모니터(104)로부터의 신호에 의해 광 출력 제어를 용이하게 행할 수 있다.

또한 상기 실시예에 있어서, 제1 레이저광은 650nm 대역의 파장을 가지고, 제2 레이저광은 780nm 대역의 파장을 가진다고 했다. 그러나, 상기 제1 레이저광은 400nm 대역 또는 780nm 대역의 파장을 가져도 된다. 또, 제2 레이저광은 650nm 대역 또는 400nm 대역의 파장을 가져도 된다.

그리고, 이 제1 실시예에 있어서, 편광 빔 분할기(105)는 프리즘(105a 및105b)과 편광 빔 분할기 막면(118)으로 이루어지는 프리즘이라고 할 수도 있다(이하의 실시예에 대해서도 마찬가지이다).

도 17은 본 발명의 광픽업의 제2 실시예를 나타낸 개략도이다.

도 17에 있어서, 도 6 내지 도 12에서 동일 또는 유사한 번호를 갖는 부재는, 제1 실시예에서의 각 부재와 동일 또는 유사한 부재를 나타낸다.

이 제2 실시예의 광픽업(240)은, 대략적으로 제1 실시예와 마찬가지의 구성을 가진다.

즉, 도 17에 나타낸 바와 같이, 광픽업(240)은 기록 가능한 파워를 갖는 제1 레이저광(파장 650nm 대역)을 출사하는 제1 레이저 광원(241)과, 편광 빔분할기(PBS) 막면(118)을 포함하는 편광 빔 분할기(244)와, 기록 가능한 파워를 갖는 제2 레이저광(파장 780nm 대역)을 출사하는 제2 레이저 광원(128)(도 11) 및 상기 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 구비하는 집적 디바이스(112)를 포함한다. 또, 편광 빔 분할기(PBS) 막면(118)은 도 10에 나타낸 구성을 가지며, 도 9에 나타낸 파장 특성을 가진다.

제2 실시예에 있어서, 제1 실시예와 다른 점은, 이하와 같다.

(1) 제1 레이저 광원(241)은 제1 실시예의 제1 레이저 광원(l01)과 비교하여, 고출력을 가지며, 또 출사광 강도 분포의 종횡비가 작은 완전한 원에 가까운 제1 레이저광을 출사한다. 따라서, 제1 레이저광에 의해 광디스크(201)상에 기록을 행할 때에 빔 정형은 불필요하고, 제1 실시예에서의 경사면(117)을 가지는 편광 빔 분할기(105) 대신에, 입방체 형상을 가지는 편광 빔 분할기(244)가 사용된다.

(2) 또, 제1 실시예에서의 2개의 콜리메이터 렌즈(102, 109) 대신에, 1개의 콜리메이터 렌즈(245)가 사용된다. 즉, 콜리메이터 렌즈가 제1 레이저광 및 제2 레이저광에 대해 공용된다. 그리고, 도시한 바와 같이, 콜리메이터 렌즈(245)는 편광 빔 분할기(244)와 대물 렌즈(203) 사이의 광로상에 배치된다.

이 제2 실시예의 광픽업은 상기 제1 실시예의 광픽업과 마찬가지의 작용 효과를 갖는다.

또, 제2 실시예의 광픽업에 의하면 제1 실시예에 비하여, 소형이고 간단한 광학계를 실현할 수 있다.

도 18은 본 발명에 의한 광픽업의 제3 실시예의 개략 구성을 나타낸다.

제1 및 제2 실시예와 동일 구성은 동일한 부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

이 제3 실시예의 광픽업(300)은 이하의 점에서 제2 실시예와 유사하다.

(1) PBS 막면(318)을 가지는 편광 빔 분할기(344)가 입방체 형상을 가진다.

(2) 상기 제1 레이저광과 제2 레이저광에 대해 콜리메이터 렌즈를 공용하기 위해, 당해 콜리메이터 렌즈(245)가 PBS 막면(318)을 가지는 편광 빔 분할기(344)와 직립 미러(108) 사이에 배치된다.

한편, 이하의 점은 제2 실시예와 다르다.

(1) PBS 막면(318)이 도 19에 나타낸 파장 특성을 가진다.

(2) 상기 (1)에 따라, 제2 레이저 광원(l28) 및 수광 수단(136)을 가지는 집적 디바이스(112)는 PBS 막면(318)을 가지는 편광 빔 분할기(344)를 사이에 끼워 콜리메이터 렌즈(245)로 대향하는 위치에 Y축 방향을 향해 배치되고, 제1 레이저 광원(301)은 상기 Y축과 직교하는 X축 방향을 향해 배치된다.

보다 상세하게는, 아래와 같다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(300)은 기록 가능한 파워를 가지는 제1 레이저광(650nm 대역)을 출사하는 제1 레이저 광원(301)과, PBS 막면(318)을 포함하는 편광 빔 분할기(344)와, 기록 가능한 파워를 갖는 제2 레이저광(780nm 대역)을 출사하는 제2 레이저 광원과 상기 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 구비하는 집적 디바이스(112)를 포함한다.

제1 레이저 광원(301)은, 예컨대 상기 제1 레이저광을 출사하는 DVD용 레이저 광원으로 이루어진다. 제1 레이저 광원(301)은 제1 레이저광의 편광 방향이 편광 빔 분할기(344)에 대해서 S편광(즉, 도면 중의 X축 및 Y축을 포함하는 평면에 직교하는 방향의 편광 방향)으로 되도록, 광축 회전의 회전 각도가 설정된다. 이 제1 레이저 광원(301)은, 전술한 바와 같이, 이른바 CAN 패키지와 같은 단일 레이 저원으로 이루어지는 것이 가능하다.

제1 레이저 광원(301)과 편광 빔 분할기(344) 사이의 광로상에, 3빔 생성 수단(303)이 설치되어 있다. 이 3빔 생성 수단(303)은 광디스크(201)상에서의 트래킹 에러를 검출하기 위한 3개의 빔을 생성한다. 이 3빔 생성 수단(303)은, 예를 들면 회절격자로 구성된다.

편광 빔 분할기(344)는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 제1 프리즘(344a)과 제2 프리즘(344b)을 가진다. 제1 프리즘(344a)은 제1 레이저 광원(301)으로부터의 제1 레이저광이 입사하는 제1 면(317)을 가진다.

제1 프리즘(344a)과 제2 프리즘(344b)의 접합면은, 예를 들면 도 8에 있어서, Y축(도 6 내지 도 8의 Y축과 같은 축)에 대해서 45˚만큼 경사지게 하고, 또 대물 렌즈(203)의 광축에 평행하게 설정할 수 있다.

상기 접합면에, PBS 막면(318)이 형성된다. 이 PBS 막면(318)은 상기 제1 레이저광의 S편광에 대해서 반사 특성을 가지고, 당해 제1 레이저광의 P편광에 대해서 투과 특성을 가진다. 보다 상세하게는, 이하와 같다.

도 19는 편광 빔 분할기 막면(318)의 파장 특성을 나타낸다.

도 19에 있어서 가로축은 광의 파장을 나타내고, 세로축은 광의 투과율을 나타낸다. 3개의 곡선 T_p는, P편광을 가지는 3개의 입사광선의 투과율을 나타낸다. 각 곡선 T_p에 첨부된 숫자 48.1˚, 45˚, 41.9˚는 각각 PBS 막면(318)에 대한 각 입사광선의 입사각을 나타낸다. 이 48.1˚~ 41.9˚의 입사각의 범위는 본 실시예 에 있어서, 콜리메이터 렌즈(245)에서의 NA 0.1의 범위에 상당한다. 마찬가지로, 3개의 곡선 T_S는, S편광을 가지는 3개의 입사광선의 투과율을 나타낸다. 각 곡선 T_S에 첨부된 숫자 48.1˚, 45˚, 41.9˚의 의미는 상기 T_P에 대한 것과 같다.

따라서, 이 PBS 막면(318)은 이하의 파장 특성을 가진다. 즉, 650nm 대역의 S편광(제1 편광)에 대해서 대략 제로의 투과율(거의 100%의 반사율)을 가지고, 780nm 대역의 S편광에 대해 100%의 투과율을 가진다. 또 P편광(제2 편광)에 대해서는, 상기 어느 파장 대역에 대해서도 대략 100%의 투과율을 가진다. 그리고 이것은, 평행광 대해서도 확산광[예컨대, PBS 막면(318)에 대한 입사각이 48.1˚~ 41.9˚의 범위 있는 광선]에 대하여도 성립한다.

도 20은 유리재에 끼워진 11층의 다층막 구조로 이루어지는 상기 파장 특성을 가지는 PBS 막면(318)의 구성을 나타낸 도면이다.

여기에 SF57는 쇼트사의 유리재질을 나타내고, 제1 및 제2 프리즘(344a, 344b)에 상당한다. LaF₃ 및 TiO₂는 각각 공지의 광학용 막재질이다. 또 도시한 바와 같이, 굴절률은 587.56 nm의 광에 대한 굴절률이며, 두께는 nm 단위이다.

그리고, 유리재질로서는, SF57의 대체로서 PBH53W, PBH55 등을 사용하는 것이 가능하다.

상기 구성에 의해, 제1 레이저 광원(301)으로부터의 S편광을 가지는 제1 레이저광은 확산광이라도, PBS 막(318)에서 거의 100% 반사된다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(300)은, 또한 편광 빔 분할기(344)와 광디스크(201) 사이의 광로 상에, 파장판(306), 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 가진다.

파장판(306)은, 상기 실시예와 마찬가지로, 상기 650nm 대역의 제1 레이저광에 대해 1/4 파장판으로서 기능하도록 설정되어 있다. 따라서, 상기 제1 레이저 광원(301)으로부터 출사되는 제l 레이저광은 파장판(306)에 의해 S편광으로부터 원 편광으로 변환된다.

직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)는 상기 제1 및 제2 실시예에 대한 것들과 마찬가지의 구성 및 작용을 가진다.

다음에 상기 제3 실시예의 작용을 설명한다.

제1 레이저 광원(301)으로부터 S편광의 제1 레이저광이 X축을 따라 출사된다.

이 제1 레이저광은, 예를 들면 도 18에 있어서 지면에 평행한 방향으로 길게, 지면에 직교하는 방향으로 짧은 강도 분포(322)를 가지고, 또한 이 강도 분포의 길이 방향이, 광디스크(201)상에서 트랙에 직교하는 반경 방향에 상당하기 때문에, 렌즈 시프트 특성이 개선된다.

상기 제1 레이저광은, 3빔 생성 수단(회절격자)(303)에 의해 3빔으로 분할된다.

3빔 생성 수단(303)에 의해 분할된 각 빔은 편광 빔 분할기(344)의 제1 면(317)에 입사한다.

상기 각 빔은, 상기 입사 후, 약 45도의 입사각을 중심으로 하는 확산광으로 서 PBS 막면(318)에 입사한다.

이미 말한 것처럼, PBS 막면(318)은 650nm 대역의 S편광에 대해서, 확산광이라도 거의 100%의 반사율(제로의 투과율)을 가진다(도 19). 따라서, 상기 각 입사광은 100%의 반사율로 PBS막(344)에서 Y축 방향으로 반사되고 편광 빔 분할기(344)의 제2 면(355)로부터 1/4 파장판(306)에 입사한다.

1/4 파장판(306)에 입사된 각 빔은 당해 1/4 파장판(306)에 의해 원 편광으로 변환된다.

상기 원 편광으로 변환된 각 빔은 콜리메이터 렌즈(245)에서 평행화되어 직립 미러(l08) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)의 트랙(201a)상에 조사된다.

트랙(201a)에서 반사된 귀로 광은, 대물 렌즈(203) 및 직립 미러(108)를 통하여 콜리메이터 렌즈(245)에 입사하고, 당해 콜리메이터 렌즈(245)에 의해 수속광으로 된다.

콜리메이터 렌즈(245)로부터 출사되는 귀로 광은, 파장판(306)에 입사하고, 파장판(306)에 의해 P편광으로 변환되고, 편광 빔 분할기(344)의 제2 면(355)에 입사한다.

제2 면(355)에 입사한 각각의 귀로 광(P편광)은 PBS 막면(318)에 대해서 약 45도의 입사각을 중심으로 하는 수속광으로 입사한다.

이미 말한 것처럼, PBS 막면(318)은 P편광에 대해서는 파장에 의하지 않고 또 소정의 각도 범위 내에서 입사각도에 의하지 않는 투과 특성을 가진다(도 19). 따라서, 상기 각 귀로 광은 당해 PBS 막면(318)을 투과하고, 편광 빔 분할기(344)의 제3 면(353)으로부터 출사한다. 그리고, 도시한 바와 같이, 제3 면(353), 제2 면(355)의 법선은 Y축 방향을 향하고, 제1 면(317)의 법선은 X축 방향을 향한다.

제3 면(353)으로부터 출사한 수속광으로서의 각 귀로 광은 집적 디바이스(112)상의 홀로그램 소자(133)(도 11)를 통하여 수광 영역(205~219)에 조사된다.

한편, 집적 디바이스(112)의 제2 레이저 광원(128)(도 11)으로부터 출사된 제2 레이저광은 3빔 생성 수단(132)에 의해 3빔으로 분할된다.

3빔 생성 수단(132)에 의해 분할된 각 빔은 Y축을 따라 편광 빔 분할기(344)의 제3 면(353)에 입사하고, 45˚를 중심으로 하는 입사각을 가지는 확산광으로서 PBS 막면(318)에 입사한다.

이미 말한 것처럼(도 19), PBS 막면(318)은 제2 레이저 광원(128)으로부터의 780nm 대역의 제2 레이저광에 대해 편광 상태에 관계없이, 대략 100%의 투과 특성을 가진다. 또 이 특성은, PBS 막면(318)에 대해서 45˚를 중심으로 하는 소정 범위 내의 임의의 입사각을 가지는 입사광에 대해서 성립한다.

따라서, 상기 제2 레이저광의 각 빔은 PBS 막면(318)을 투과한다. PBS 막면(318)을 투과한 각 빔은 제2 면(355)으로부터 출사하고, 파장판(306)에서 예를 들면 적당한 타원 편광으로 변환된다.

파장판(306)에서 타원 편광으로 변환된 각 빔은 콜리메이터 렌즈(245)에서 평행화되어, 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)상의 트랙(20la)에 조사된다.

트랙(20la)에서 반사된 귀로 광은 대물 렌즈(203) 및 직립 미러(108)를 통하여 콜리메이터 렌즈(245)에 입사되어 수속광으로 된다. 이 수속광은 파장판(306)에 입사하고, 다시 예를 들면 적당한 대략의 직선 편광 또는 다른 타원 편광으로 변환된다.

상기 변환된 각 귀로 광은 제2 면(355)을 통하여 편광 빔 분할기(344)에 입사하고, PBS 막면(344)을 투과하며, 제3 면(353)으로부터 출사된다.

제3 면(353)으로부터 출사된 귀로 광은, 집적 디바이스(112)의 홀로그램 소자(133)(도 11)에 입사하고, 홀로그램 영역(133L 및 133R)에 의해 각각 ±1차 회절광으로 분리되어 수광 영역(205~219)상에 각각의 스폿을 형성한다.

수광 영역(205~219)상에 각 스폿이 형성되면, 당해 각 수광 영역(205~219)으로부터의 출력에 따라, 상기 제2 레이저광에 대한 트래킹 에러 신호 및 포커스 에러 신호 및 판독 신호가 생성된다.

따라서, 제3 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 실시예에 의한 효과에 추가로 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) PBS 막면(318)은 제1 및 제2 레이저광이 확산광 또는 수속광이라고 해도, 상기 제1 레이저광에 대해 편광 선택성을 가지며, 제2 레이저광에 대해서는 편광비 선택성을 가진다. 따라서, 집적 디바이스(112)를 이용하는 경우에, 콜리메이터 렌즈(245)를 상기 제1 레이저광과 상기 제2 레이저광으로 공용하기 위해 편광 빔 분할기(344)와 대물 렌즈(108) 사이에 배치해도, 광픽업의 성능을 높게 유지할 수 있다.

(2) 상기 제1 레이저광이, 예를 들면 도 18에 있어서 지면에 평행한 방향으로는 길게, 지면에 직교하는 방향으로는 짧은 강도 분포(322)를 가지고, 또한 이 강도 분포의 길이 방향이 광디스크(201)상에서 트랙에 직교하는 반경 방향으로 상당하기 때문에, 렌즈 시프트 특성이 개선된다.

다음에, 도 18, 도 21a, 도 21b 및 도 22를 사용하여, 본 발명에 의한 광픽업의 제4 실시에에 대하여 설명한다. 즉, 이 제4 실시예에서의 광픽업은, 전술한 제3 실시예에서의 광픽업과 마찬가지의 구성을 가진다.

즉, 이 제4 실시예의 광픽업은, 도 18에 나타낸 바와 같이, 제1 레이저 광원(301)을 가진다. 이 제1 레이저 광원(301)은 발광 파장 650nm 대역의 고출력 레이저이다. 이 제1 레이저 광원(301)은 TE 편광 레이저로서, 편광 방향은 도 18의 지면에 수직인 방향이며, 강도 분포(322)의 길이 방향은 지면에 평행(이른바 반경 리치 방향)인 방향으로 되어 있다.

이 제1 레이저 광원(301)으로부터 사출된 제1 레이저광(도 18에서 일점 쇄선으로 나타낸 부분)은, 전술한 바와 같이, 3빔 생성 수단(회절격자)(303)에 의해 3빔으로 분할되며, 편광 빔 분할기(344)에서 반사되어 파장판(306)을 거쳐, 콜리메이터 렌즈(245)에 의해 평행광으로 된다. 이 제1 레이저광은 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)상의 트랙(20la)에 조사된다.

이 광디스크(20l)에 의해 반사된 제1 레이저광은 대물 렌즈(203), 직립 미러 (108), 콜리메이터 렌즈(245) 및 파장판(306)을 거쳐, 편광 빔 분할기(344)를 투과하여, 집적 디바이스(112)의 수광 영역에 의해 수광된다.

한편, 집적 디바이스(112)로부터 출사하는 제2 레이저광(도 18에서 점선으로 나타낸 부분)은 편광 빔 분할기(344)를 투과하고, 파장판(306)을 거쳐, 콜리메이터 렌즈(245)에 의해 평행광으로 된다. 이 제2 레이저광은 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201) 위의 트랙(20la)에 조사된다.

이 광디스크(201)에 의해 반사된 제2 레이저광은, 대물 렌즈(203), 직립 미러(108), 콜리메이터 렌즈(245) 및 파장판(306)을 거쳐, 편광 빔 분할기(344)를 투과하여, 집적 디바이스(112)의 수광 영역에 의해 수광된다.

도 2la 및 도 21b는 이 제4 실시예에서의 편광 빔 분할기(344) 내의 레이저광의 동작을 나타내고 있다.

도 22는 이 제4 실시예에서의 편광 빔 분할기(344)의 특성을 나타낸 그래프이다.

도 23은 이 제4 실시예에서의 편광 빔 분할기(344)의 특성의 다른 예를 나타낸 그래프이다.

전술한 바와 같이, 제1 레이저광의 왕로 광은 도 21a에 나타낸 바와 같이, 지면에 수직인 편광, 즉 편광 빔 분할기(344)의 PBS 막면(318)에 대한 S편광이다. 여기서, 이 편광 빔 분할기(344)는, 도 22 및 도 23에 나타낸 바와 같이, 650nm 대역(D)에서는, Dl 및 D2에 나타낸 바와 같이, 편광 빔 분할기의 특성으로 되어 있으므로, S편광은 거의 100% 반사한다. 또한, 파장판(306)은 650nm 대역에서 입사광 에 λ/4의 위상차를 주도록 되어 있고, 제1 레이저광을 원 편광으로서 출사시킨다.

이 제1 레이저광의 광디스크로부터의 귀로 광은, 파장판(306)에 의해 직교 편광, 즉 편광 빔 분할기(344)의 PBS 막면(318)에 대한 P편광으로 된다. P편광인 제1 레이저광은, 도 22 및 도 23에 나타낸 특성에 따라, 도 21a에 나타낸 바와 같이, PBS 막면(318)을 대략 100% 투과한다. 이 제1 레이저광은, 콜리메이터 렌즈(245)가 검출렌즈로서 작용하고, 집적 디바이스(112)의 12개의 수광 영역에 의해 수광되며 광전 변환되어, 신호를 얻는다.

한편, 집적 디바이스(112)에 내장된 제2 레이저 광원으로부터의 출사 광은, 도 21b에 나타낸 바와 같이, 편광 빔 분할기(344)의 PBS 막면(318)에 대한 P편광이며, 도 22 및 도 23의 프리즘 특성에 따라, 780nm 대역(C)에서 대략 100% 투과하고, 또 파장판(306)을 투과한다.

파장판(306)은, 650nm 대역에서 λ/4의 위상차를 갖지만, 780nm에서는 이 조건이 만족하지 않고, 투과한 제2 레이저광이 타원 편광으로 된다. 따라서, 제2 레이저광의 왕로 광은 파장판(306)을 재투과한 후에도 타원 편광이며, PBS 막면(318)에 대한 P편광 및 S편광의 성분이 혼재하고 있다.

그러나, 도 22 및 도 23에 나타낸 바와 같이, 780nm 대역(C)에서는, PBS 막면(318)은 P편광, S편광을 불문하고 전투과 특성을 나타낸다. 그러므로, 제2 레이저광은 이 PBS 막면(318)에서는 사실상 전혀 손실 없고, 귀로 광도 집적 디바이스(112)로 되돌아와, 제1 레이저광과 마찬가지로 광전 변환되어 신호를 얻을수 있다.

이와 같이, 이 실시예의 광픽업에 있어서는, 650nm 대역(DVD 계)에서는 편광 계에서 기록에 바람직한 왕로 효율이 확보되며, 780nm 대역(CD 계)에서는 비편광계로 되어 있다.

또, 제1 레이저 광원(301)은 비집적의 CAN 레이저이며, 충분한 방열이 가능하고, 또한 제2 레이저광의 귀로와 제2 레이저광의 왕복로의 3개의 광로에 관해서는, 집적 디바이스(112)에 기능이 집약되어 있다.

이 제4 실시예에서의 광픽업은, 제2 레이저 광원을 저출력의 것으로 하면, 예를 들면 개인용 DVD 레코더 등과 같이, 제1 레이저광(DVD계)에 대해서만 기록 가능하게 한 광픽업을 염가로 구성할 수 있었다. 이 경우에는, 집적 디바이스(112) 내의 레이저 소자가 고출력이 아니기 때문에, 방열에는 불리한 집적 디바이스에서도 레이저 소자의 열화 등의 걱정이 없다.

또, 수발광 기능을 겸비하는 집적 디바이스를, CAN 레이저와 비교하면, 일반적으로 고비용이므로, 집적 디바이스 1개, CAN 레이저 1개를 사용한 본 실시예의 구성이 집적 디바이스를 2개 사용하는 구성에 비해, 매우 염가로 구성할 수 있게 된다.

그리고, 이 광픽업에서는, 2개의 레이저 칩을 근접시켜 위치시킬 필요가 없기 때문에, 배치에 여유가 있어, 2파장의 레이저광의 광축을 편광 빔 분할기(344)를 통하여 간격 없이 동일 상에 배치할 수 있다. 그러므로, 집적 디바이스에 있어서의 홀로그램 분할선이나 대물 렌즈 초점에 대한 각 광원의 위치 오프셋이 없고, 양호한 특성을 얻을 수 있다.

그리고, 집적 디바이스(112)에 있어서의 수광 기능은, 전술한 바와 같이, 2 파장 겸용이며, 동일한 홀로그램 소자를 통하여, 동일 평면상의 수광 소자에서 양호하게 수광하고 에러 검출이 가능하다. 이것은, 본 출원인이 먼저 출원한 일본 특허공개 2001-176119호 공보에도 기재되어 있다.

이 PBS 막면은, 유리재로 끼워진 11층의 다층막 구조로 구성되어 있다. 여기에 SF57는 쇼트사의 유리재질을 나타내고, 편광 빔 분할기를 이루는 제1 및 제2 프리즘에 상당한다. T는 TiO₂(산화티탄)를 나타내고, F는 LaF₃(불화란탄)을 나타낸다. 굴절률은 587.56nm의 광(d선)에 대한 굴절률이며, 두께는 nm 단위이다.

그리고, TiO₂(산화티탄)의 대체로서 Ta₂O₅(5산화탄탈)를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 유리재질은 SF57의 대체로서 PBH53W, PBH55 등을 사용하는 것도 가능하다.

도 25a, 도 25b 및 도 25c는 본원의 제4 실시예에서의 프리즘의 다른 설계예 및 특성을 나타낸다.

이 설계예에 있어서는, PBS 막면은, 유리재질로 끼워진 9층의 다층막 구조로 구성되어 있다. 여기에 SF1은 쇼트사의 유리재질 나타내고, 편광 빔 분할기를 이루는 제1 및 제2 프리즘에 상당한다. T는 TiO₂(산화티탄)를 나타내고, S는 SiO₂(산화실리콘)를 나타낸다. 굴절률은 587.56nm의 광(d선)에 대한 굴절률이며, 두께는 nm 단위이다.

그리고, TiO₂(산화티탄)의 대체로서 Ta₂O₅(5산화탄탈)를 사용하는 것도 가능하다.

이 설계예에 있어서, PBS 막면은, 제1 레이저 광원으로부터 입사한 제1 레이저광이 10% 정도 투과하는 특성으로 되어 있다. 이와 같이 하여 PBS 막면을 투과한 제1 레이저광은, 도 18에 나타낸 바와 같이, 프론트 모니터(104)에 의해 수광된다.

즉, 기록계에 사용하는 고출력 레이저에서는, 일반적으로 후방 모니터가 곤란하기 때문에, 전방 모니터인 프론트 모니터가 필수이다. PBS 막면에 있어서의 일정 비율의 투과광을, 프론트 모니터(104)에서 수광함으로써, APC(광 출력 제어)를 행할 수 있다. 이 경우의 PBS 막면에 있어서의 제1 레이저광의 왕로 광의 투과율은 10% 정도가 적절하고, 방사 각이나 광로길이 등의 각종의 조건을 고려하면, 5% 내지 20% 정도의 범위가 바람직하다.

도 26은 본 발명에 의한 광픽업의 제5 실시예의 개략 구성을 나타낸다.

제1 및 제2 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

이 제5 실시예의 광픽업(500)은, 도 19에 나타낸 파장 특성을 가지는 PBS막면(518)을 사용하는 점에서 제3 실시예와 유사하다. 한편, 빔 정형면으로서의 경사면(517)을 사용하는 것 및 2개의 콜리메이터 렌즈(502, 509)를 사용하는 점에서는 제1 실시예와 유사하다.

보다 상세하게는, 이하와 같다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(500)은 기록 가능한 파워를 가지는 제1 레이저광(650nm 대역)을 출사하는 제1 레이저 광원(501)과 PBS 막면(518)을 포함하는 편광 빔 분할기(544)와 기록 가능한 파워를 가지는 제2 레이저광(780nm 대역)을 출사하는 제2 레이저 광원 및 상기 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 구비하는 집적 디바이스(112)을 포함한다.

여기서, 제1 레이저 광원(501)은 제1 레이저 광원(301) 등과 마찬가지의 구성을 가진다. 단, 제1 레이저 광원(501)은 P편광의 방향으로 제1 레이저광이 출사 되도록 편광 빔 분할기(544)에 대해서 위치 설정된다.

또, 광픽업(500)은 제1 레이저 광원(501)과 편광 빔 분할기(544)의 사이에 3빔 생성 수단(503), 제1 콜리메이터 렌즈(502) 및 1/2 파장판(511)을 가진다.

3빔 생성 수단(503)은 3빔 생성 수단(303)과 마찬가지의 구성을 가진다.

제1 콜리메이터 렌즈(502)는 콜리메이터 렌즈(102, 245)와 마찬가지의 구성을 가진다.

1/2 파장판(511)은 제1 레이저 광원(501)으로부터 출사되는 제1 레이저광이 P편광인 경우, 그 편광 방향을 회전시켜 S편광으로 한다.

편광 빔 분할기(544)는 1/2 파장판(511)을 통하여 편광 빔 분할기(544)에 입사하는 제1 레이저광의 빔 단면 형상을 정형하는 경사면(빔 정형면)(517)을 가진다. 이 경사면(517)은 상기 제1 실시예의 경사면(117)과 동일한 구성 및 기능을 가진다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(500)은, 또한 프론트 모니터(104) 등과 동일한 구성 및 기능을 가지는 프론트 모니터(504)를 가진다.

또, 집적 디바이스(112)는, 상기 제1 내지 제3 실시예의 집적 디바이스(112)와 동일한 구성 및 기능을 가진다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(500)은, 또한 집적 디바이스(112)와 편광 빔 분할기(544) 사이에 제2 콜리메이터 렌즈(509)를 가진다.

이 콜리메이터 렌즈(509)는 상기 제1 실시예의 제2 콜리메이터 렌즈(109)와 동일한 구성 및 기능을 가진다.

편광 빔 분할기(544)는 제1 프리즘(544a) 및 제2 프리즘(544b)를 가지는 동시에, 이들 프리즘의 접합면에, 도 19의 파장 특성을 가지는 PBS 막면(518)을 가진다.

도 26에 나타낸 바와 같이, PBS 막면(518)은 제1 내지 제3 실시예에 대한 설명에 있어서, X축 및 Y축과 동일하게 설정한 X축 및 Y축에 대해 대략 45˚의 각도를 가지는 방향으로 배치된다.

또, 도 26에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업(500)은 편광 빔 분할기(544)와 광디스크(201) 사이에, 1/4 파장판(506), 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)을 가진다.

1/4 파장판(506)은 l/4 파장판(106, 306) 등과 동일한 구성 및 기능을 가진다.

이 광픽업(500)은, 대략적으로 제3 실시예의 광픽업(300)과 동일한 작용 효 과를 가진다.

이 광픽업(500)에 있어서, 제3 실시예의 광픽업의 작용 효과와 다른 점은, 이 광픽업(500)에 있어서는, 제1 레이저광의 강도 분포의 단면 형상을 (제1 실시예의 경우와 동일하게)빔 정형할 수 있는 것이다.

보다 상세하게는, 이하와 같다.

상기한 바와 같이 제1 레이저 광원(501)은 P편광의 방향으로 제1 레이저광이 출사되도록 편광 빔 분할기(544)에 대해서 위치 설정된다. 이 때, 도 26에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 레이저광의 출사 강도 분포(522)는, 일반적으로 도 26에 있어서 지면에 평행한 방향(XY 방향)으로 짧은 직경을 가지며, 지면에 직교하는 방향(Z 방향)으로 긴 직경을 가지는 타원 형상을 가진다.

상기 P편광을 가지는 제1 레이저 광원(501)으로부터 출사된 제1 레이저광은 3빔 생성 수단(503)에 의해 3빔으로 분할된 후, 콜리메이터 렌즈(502)에 의해 평행화되고, 또한 1/2 파장판(511)에 의해, 그 편광 방향이 90˚회전되어 S편광으로 된다. 이 때, 상기 제1 레이저광의 출사 강도 분포(522)는 변경을 받지 않으며, 상기와 마찬가지의 타원 형상(522)을 가진다.

따라서, 이 제1 레이저광은 상기 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 경사면(517)에 입사할 때, 당해 경사면(517)에 의해 빔 정형을 받아 단면 형상이 거의 원형으로 된다.

그리고, 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광도, 편광 빔 분할기(544)의 입사 전에 콜리메이터 렌즈(502, 509)를 통과하고, 편광 빔 분할기(544)에의 입사 시에는 평행 광속으로 되어 있다.

도 27은, 본원의 제6 실시예(CD 계에만 기록을 행하는, 이른바「콤보 드라이브」용)에 있어서의 광픽업의 광학계를 나타낸다.

전술한 제2 실시예 이후는, 제1 파장이 650nm(DVD 용), 제2 파장이 780nm(CD 용)으로 되어 있다. 이것은, 제1 레이저 광원 측을 기록용의 고출력 레이저로 하고, 이 왕로 만이 광학계로서 분리되어 있고, 이 관점의 분류에서 통일되어 있기 때문이다.

이 제6 실시예에 있어서, 제1 레이저 광원(401)은 780nm 대역의 출력 레이저(CD용)이며, 방열을 양호하게 하기 위해 집적화하지 않고, CAN 패키지의 독립 부품으로서 배치되어 있다. 또, 집적 디바이스(402)에는 제2 파장인 650nm(DVD용)의 제2 레이저광을 발하는 제2 레이저 광원이 내장되어 있다.

제1 레이저 광원(401)으로부터 출사된 제1 레이저광(도 27중 파선으로 나타낸 부분)은, 3빔 생성 수단(회절격자)(303)에 의해 3빔으로 분할되어 콜리메이터 렌즈(245)에 의해 평행광으로 되어, 편광 빔 분할기(344)에 입사한다. 이 제1 레이저광은 편광 빔 분할기(344)에서 반사되어 파장판(306)을 거쳐, 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)상의 트랙(201a)에 조사된다.

이 광디스크(201)에 의해 반사된 제1 레이저광은, 대물 렌즈(203), 직립 미러(108) 및 파장판(306)을 거쳐, 편광 빔 분할기(344)를 투과하고, 집적 디바이스(402)의 수광 영역에 의해 수광된다.

한편, 집적 디바이스(402)로부터 출사된 제2 레이저광(도 27 중 점선으로 나 타낸 부분)은, 콜리메이터 렌즈(403)에 의해 평행광으로 되어, 편광 빔 분할기(344)를 투과하고, 파장판(306)을 거쳐, 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)상의 트랙(201a)에 조사된다.

이 광디스크(201)에 의해 반사된 제2 레이저광은 대물 렌즈(203), 직립 미러(108) 및 파장판(306)을 거쳐, 편광 빔 분할기(344)를 투과하고, 콜리메이터 렌즈(403)를 거쳐, 집적 디바이스(402)의 수광 영역에 의해 수광된다.

이와 같이, 이 실시예에서의 광픽업은 광학계 배치로서는 기본적으로 전술한 실시예와 같고, 기록계의 왕복 광만을 별개의 광로로 한다. 단, 이 실시예에서는, 제1 레이저광의 왕복 광의 분리에 편광을 이용하지 않는다.

도 28a, 도 28b 및 도 28c는 제6 실시예의 광픽업에 적절한 프리즘의 설계예 및 특성을 나타낸다.

이 광픽업의 편광 빔 분할기에 있어서는, 제1 파장인 780nm(C)에서는, 편광계를 피해, P편광 투과율 T_p, S편광 투과율 T_s 모두, 대략 같은 20% 내지 30% 정도의 투과율으로 되어 있다. 따라서, 편광 빔 분할기(344)에 있어서의 반사광을 사용하는 제1 레이저광의 왕로에서는, 70% 내지 80%의 효율을 얻을 수 있고, 반면상의 기록 파워가 충분히 확보 가능하게 되어 있다.

여기서, 왕로의 효율에 대한 관점에서는, 반사율을 높이는 것이 바람직하지만, 한편 재생 신호의 레벨을 지배하는 왕복 효율은 반사율이 70% 에서는 21%, 반사율 80%에서는 16%, 반사율이 90%에서는 9%로 되어 반사율을 높이는 것에 의한 열 화가 심해진다. 왕복 효율로서는 10% 정도의 확보가 바람직하다. 따라서, 편광 빔 분할기에 있어서의 반사율은 70% 내지 90% 정도, 투과율은 10% 내지 30% 정도가 적당하다.

그리고, 제2 레이저광에 대해서는, P편광에 대해서 프리즘은 100%에 가까운 투과율을 가진다. 따라서 P편광에 의해 제2 레이저광의 왕복 광은 프리즘을 투과할 수 있다. S편광에 대해서는 30% 정도의 투과율을 가진다.

도 28a, 도 28b 및 도 28c에 나타낸 설계예에서는, 입사각도에 의한 특성의 변화가 크고, 확산광에의 삽입은 바람직하지 않다. 따라서, 이 제6 실시예에서는, 도 27에 나타낸 바와 같이, 콜리메이터 렌즈(245, 403)를 2개 사용하여, 제1 레이저광의 왕복의 광로 분리가 평행 광속 중에서만 행하는 구성으로 되어 있다.

이 제6 실시예에서의 편광 빔 분할기의 PBS 막면은, 유리재질로 끼워진 21층의 다층막 구조로 구성되어 있다. 도 28b에 있어서는, PBS 막면을 이루는 각 층의 두께를 광학 규격화 막 두께(QWOT=1)로 표현하고 있다. 여기에 BK7는 쇼트사의 유리재질을 나타내고, 편광 빔 분할기를 이루는 제1 및 제2 프리즘에 상당한다. H는 CeO₂(산화세륨)를 나타내고, M는 LaF₃(불화란탄)를 나타내고, L는 LiF(불화리튬)를 나타내고 있다. 굴절률은 587.56nm의 광(d선)에 대한 굴절률이다. 이것을 실제(물리적) 막 두께〔nm〕로 환산하면, 아래와 같이 된다. 두께의 단위는 nm이다.

1층: 47.14H〔nm〕

2층: 204.22M〔nm〕

3층: 236L〔nm〕

4층: 159.73M〔nm〕

5층: 113.47H〔nm〕

6층: 158.87M〔nm〕

7층: 217.54L〔nm〕

8층: 145.92M〔nm〕

9층: 104.55H〔nm〕

10층: 181.47M〔nm〕

11층: 231.15L〔nm〕

12층: 181.47M〔nm〕

13층: 104.55H〔nm〕

14층: 145.92M〔nm〕

15층: 217.54L〔nm〕

16층: 158.87M〔nm〕

17층: 113.47H〔nm〕

18층: 159.73M〔nm〕

19층: 236L〔nm〕

20층: 204.22M〔nm〕

21층: 47.14H〔nm〕

도 29는, 본원의 제7 실시예(CD계만 기록을 행하는 이른바「콤보 드라이브」 용)에 있어서의 광픽업의 광학계를 나타낸다.

전술한 제6 실시예에 있어서는, 제1 레이저광(CD계의 780nm 대역)에 관해서는, 비편광 광학계으로 하고 있지만, 약간의 편광 의존을 갖게 하는 것으로, 역으로 종합적인 특성을 향상시키는 것이 가능하다.

즉, 전술한 바와 같이, CD계에서는, 시장에 많이 출시된 복굴절이 큰 디스크의 해독 능력의 열화를 피하고, 비편광 광학계를 사용하는 것이 일반적이다.

여기서, 직교하는 2개의 편광 성분의 감도차가 1:1인 경우를 비편광계라고 하고, 직교하는 2개의 편광 성분의 감도차가 1:0인 경우를 편광계라고 하면, 이들 감도차가 1:0.5 정도인 경우에는, 문제로 되는 편광 교란에 의한 레벨 변동이 양 광학계의 정확히 중간 정도가 되는 것을 알 수 있다.

시판되고 있는 광디스크에서의 가장 바람직하지 않은 예에서의 시스템 측의 허용도가 한계를 약간 초과한 정도라고 하는 경험적 사실에 근거하면, 직교하는 2개의 편광 성분의 감도차를 1:0.5 정도로 완화하면, 광디스크의 가장 바람직하지 않은 예를 시스템에서의 허용 범위 내로 억제하여 재생하는 것이 가능해진다.

이 제7 실시예는, 이와 같은 발견에 근거하여, 왕로와 귀로에서의 프리즘의 효율(투과율 또는 반사율)의 차를 2배 정도로 억제하는 설계로 한 것이다.

이 제7 실시예의 광픽업에 있어서는, 제1 레이저 광원(40l)로부터 출사된 제1 파장(780nm 영역)의 제1 레이저광(도 29 중 파선으로 나타낸 부분)은, 3빔 생성 수단(회절격자)(303)에 의해 3빔으로 분할되어 편광 빔 분할기(4O4)에 입사한다.

이 편광 빔 분할기(404)는 제6 실시예까지의 편광 빔 분할기와 달리, 제1 레 이저광이 입사되는 면과 이 제1 레이저광을 광디스크 측에 출사시키고 이 광디스크로부터의 제1 레이저광의 귀로 광을 입사시키는 면이 모두 동일 면으로 이루어진 평판형 부재로 되어 있다. 즉, 이 편광 빔 분할기(404)에 입사한 제1 레이저광은 이 편광 빔 분할기(404)의 표면에 형성된 PBS 막면에 의해 반사된다.

편광 빔 분할기(404)에 있어서, 반사된 제1 레이저광은 콜리메이터 렌즈(245)에 의해 평행광으로 되어, 파장판(306)을 거쳐, 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)를 통하여 광디스크(201)상의 트랙(201a)에 조사된다.

이 광디스크(201)에 의해 반사된 제1 레이저광은 대물 렌즈(203), 직립 미러(108), 파장판(306) 및 콜리메이터 렌즈(245)를 거쳐, 편광 빔 분할기(404)를 투과하여, 집적 디바이스(402)의 수광 영역에 의해 수광된다.

한편, 집적 디바이스(402)로부터 사출된 제2 파장(650nm 영역)의 제2 레이저광(도 29 중 점선으로 나타낸 부분)은 편광 빔 분할기(404)를 투과하고, 콜리메이터 렌즈(245)에 의해 평행광으로 되어, 파장판(306)을 거쳐, 직립 미러(108) 및 대물 렌즈(203)을 통하여 광디스크(201)상의 트랙(20la)에 조사된다.

이 광디스크(201)에 의해 반사된 제2 레이저광은 대물 렌즈(203), 직립 미러(108), 파장판(306) 및 콜리메이터 렌즈(245)를 거쳐, 편광 빔 분할기(404)를 투과하여, 집적 디바이스(402)의 수광 영역에 의해 수광된다.

도 30a, 도 30b 및 도 30c는 제7 실시예의 광픽업에 적절한 프리즘의 설계예 및 특성을 나타낸다.

이 설계예는, 제1 레이저광(C)에 대하여, 예를 들면 S편광의 왕로 광을 반사 시키면 70% 이상의 효율을 얻을수 있고, 한편, P편광으로 된 귀로 광을 투과시키면 4O% 정도의 효율을 얻을 수 있다. 그리고, 도 30a는 편광 빔 분할기의 표면에의 입사각이 25˚, 30˚, 35˚인 경우의 P편광의 반사율 T_p 및 S편광의 반사율 T_s를 나타내고 있다.

또, 이 광픽업에 의하면, 복굴절이 큰 디스크를 재생한 것에 의해 귀로 광에 S편광 성분이 혼입해도, 30% 미만의 투과율이 확보된다. 따라서, 비편광계의 광학계에 있어서와 마찬가지의 낮은 신호 레벨 변동을 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 왕로의 기록용 레이저광의 효율과 복굴절이 큰 디스크의 해독 능력을 양호하게 양립시킬 수 있다.

또, 이 제7 실시예에서는, 편광 빔 분할기가 삼각기둥 부재를 접합시킨 것이 아니라, 평판형 부재로 되어 있으므로, 재료비나 조립 공정의 수를 줄일 수 있어 염가로 된다. 또한, 이와 같은 평판형의 편광 빔 분할기는 양면의 면 정밀도를 얻기 쉽다는 이점도 있다.

또한, 도 30a에 나타낸 바와 같이, 이 편광 빔 분할기는 입사각을 중심으로 하여 ±5˚이상의 각도 범위에 걸쳐 충분한 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 확산광에의 삽입이 가능하며, 도 29에 나타낸 바와 같이, 콜리메이터 렌즈를 1개로 하는 구성을 채용할 수 있다.

그리고, 도 29에 나타낸 바와 같이, 이 광픽업에 있어서는, 제2 레이저 광원(650nm)의 왕로에 경사진 평행 평판이 들어가기 때문에, 약간의 비점수차의 발생이 염려 된다. 그래서, 레이저 소자가 가지는 고유의 비점수차를 이 편광 빔 분할기에 의해 발생하는 비점수차를 상쇄시키는 양 및 방향으로 하면 된다. 코마수차에 관해서는, 다른 광학 부품에 고의로 틸트를 발생시킴으로써 보정할 수 있다. 또, 이 코마수차는 편광 빔 분할기를 평행 평판형이 아니라, 쐐기 모양의 비평행판으로함으로써도 보정할 수 있다.

또, 이와 같은 수차의 발생량을 작게 하는 관점으로부터 편광 빔 분할기에 대한 제2 레이저광의 입사각을 작게 하는 동시에 판두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 도 30b 나타낸 설계예에서는, 제2 레이저광의 입사각을 30˚로 하여 양호한값을 얻고 있다. 이 외에도, 입사각을 40˚미만의 범위에서 복수개의 값을 구하는 것이 가능하며, 발생 수차량과의 공용에서 적당히 설정하는 것이 가능하다.

도 30b에 있어서는, PBS 막면을 이루는 각 층의 두께를 광학 규격화 막두께(QWOT=1)로 표현한 설계예를 나타낸다. 유리재질로서는 백판(白板) 유리를 사용하고 있다. H는 TiO₂(산화티탄)를 나타내고, L는 MgF₂(불화 마그네슘)를 나타내고 있다. 굴절률은 587.56nm의 광(d선)에 대한 굴절률이다. 이것을 실제(물리적) 막 두께〔nm〕로 환산하면, 아래와 같이 된다. 두께의 단위는 nm이다.

1층: 256.0lH

2층: 463.92L

3층: 248.91H

4층: 335.28L

도 31은 본 발명의 제8 실시예를 나타낸 개략도이다.

제1 및 제2 실시예와 동일 구성은 동일 부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

도 31에 나타낸 바와 같이 이 제8 실시예는 상기 제1 내지 제5 실시예에서의 광픽업(100, 240, 300, 500)을 포함하는 2파장 재생 기록 광학 시스템과, 예를 들면 4OOnm 대역의 레이저광을 출사하는 레이저 광원을 가지는 고밀도 디스크 시스템용 PU 광학계(148)를 포함한다. 도 31에 있어서, 상기 2파장 재생 기록 광학 시스템으로서 제2 실시예의 광픽업(240)이 도시되어 있지만, 이 광픽업(240)은 제1, 제3, 제5 실시예의 광픽업(100, 300, 500)이라도 된다.

이 제8 실시예는 상기 제1 내지 제5 실시예에서의 직립 미러(108) 대신에, 광픽업(100, 240, 300, 500)의 상기 제1 및 제2 레이저광을 직립시키기 위한 직립 면과 40Onm 대역의 레이저 빔을 지면에 수직인 방향으로 직립시키기 위한 직립면을 가지는 산(山) 모양의 프리즘(150)을 구비한다.

또, 제8 실시예는 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광을 위한 대물 렌즈(203) 및 상기 400nm 대역에 있어서의 레이저광을 위한 대물 렌즈(149)를 일체로 구동시키는 2렌즈 액추에이터(151)을 구비한다.

상기 구성에 의해, 제8 실시예에 의하면, 3개의 파장의 레이저 빔에 의한 기록 재생 광학 시스템을 용이하게 소형화할 수 있다.

도 32는 상기 각 실시예의 광픽업에 관련되는 제1 참고예를 나타낸다.

상기 각 실시예와 동일 또는 유사한 구성에는 동일 또는 유사한 참조 번호를 사용하고 그 설명을 생략한다.

도 32에 나타낸 바와 같이, 이 제1 참고예의 광픽업은, 예를 들면 650nm의 레이저광을 수발광(受發光)하기 위한 수발광 소자(402)와, 상기 650nm의 레이저광에 대하는 제1 콜리메이터 렌즈(102)와, 다이크로익 미러(418)과, 프론트 모니터(104)와, 780nm 레이저광을 수발광하기 위한 제2 수빌광 소자(112)와, 제2 콜리메이터 렌즈(109)와, 파장판(106)과, 직립 미러(108)와, 편광 홀로그램(440)을 포함한다.

상기의 경우, 편광 홀로그램(44O)은 도시하지 않은 광디스크에 대한 입사광과 상기 도시하지 않은 광디스크로부터의 반사광을 분리 또는 식별한다.

이 광픽업에 있어서, 제1 집적 디바이스(402)로부터의 제1 레이저광은 상기 도시하지 않은 광디스크로 반사된 뒤 당해 집적 디바이스(402)로 되돌아와 당해 디바이스 안의 수광 소자에 의해 수광된다. 또 제2 집적 디바이스(112)로부터 출사된 제2 레이저광은, 상기 도시하지 않은 광디스크에서 반사된 뒤 다이크로익 미러(418)에 의해 반사되고, 당해 디바이스(112)에 설치한 수광 소자에 의해 수광된다.

이 광픽업에서는, 4개의 수발광 기능이 2개의 소자로 집약된다. 그러나 집적 디바이스(402, 112)의 각각은 집적 구조를 가진다. 따라서 각 디바이스는 상기 실시예와 비교하여 복잡한 구조를 가진다. 또 편광 홀로그램(44O)이 필요하게 되므로 부품수가 증가한다.

도 33은 상기 실시예에 대하는 제2 참고예를 나타낸다.

도 33에 나타낸 바와 같이, 이 제2 참고예의 광픽업은, 제1 레이저광(예를 들면 650nm의 파장을 가진다) 및 제2 레이저광(예를 들면 780nm의 파장을 가진다)을 출력하는 각 레이저 광원을 구비한 제1 집적 디바이스(405)와, 제1 콜리메이터 렌즈(102)와, 제1 회절격자(103)와, 모니터(104)와, PBS(편광 빔 분할기)(118)와, 파장판(106)과, 직립 미러(108)와, 제2 콜리메이터 렌즈(109)와, 복굴절 프리즘(406)과, 상기 제1 레이저광 및 제2 레이저광을 수광하기 위한 수광 소자를 구비한 제2 집적 디바이스(407)를 포함한다.

이 광픽업에 있어서, 집적 디바이스(405)로부터 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광이 출사된다. 이들 레이저광은 광디스크에 의해 반사된 뒤 PBS(118)에 의해 반사되어 콜리메이터 렌즈(109) 및 복굴절 프리즘(406)을 통하여 수광 소자(407)에 집광된다.

도 33에 나타낸 바와 같이, 이 참고예에 있어서는, 2파장의 빔 정형을 동일한 프리즘에서 행하게 된다. 통상, 단일의 경사면에서의 빔 정형은 색수차가 크기 때문에, 2파장에서의 양립은 곤란하다. 따라서, 이 구성으로 광학 성능을 만족하기 위해서는, 복수개의 굴절률의 유리재질과 복수개의 굴절계면을 사용하는, 이른바 「색 소거」가 필요해지므로, 복잡하게 되는 것 또는 비용 상승을 피할 수 없다.

또, 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저의 발광점이, 진행 방향을 향해 가로 방향으로 서로 어긋나 있다. 따라서, 복굴절율 프리즘(406)에 의해, 상기 제1 및 제2 레이저광의 광로를 수광 소자(407)상에서 일치하게 한다. 따라서, 부품수가 증대한다.

이상 설명한 것처럼, 상기 제1 내지 제8 실시예에 따르면, 2파장 기록 픽업의 구조를 간략화 및 소형화할 수 있다.

환언하면, 상기 제1 내지 제8 실시예에 따르면, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW 등의 650nm 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크 규격과 CD-R, CD-RW 등의 780nm 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크 규격에 대응할 수 있는 단순한 광픽업을 제공할 수 있다.

또, 상기 실시예에 따르면, 예를 들면 650nm 대역에서의 고출력 레이저 광원을 용이하게 방열할 수 있다.

또, 상기 제3 실시예에 따르면, 이른바 블루레이 디스크(Blu-Ray Disc) 등의 40Onm 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크와의 호환 기록 재생 시스템에 바람직한 광픽업을 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는, 상기 설명한 것에 한정되지 않는다.

예를 들면, 제1 레이저광은 대략 400nm 대역 또는 대략 650nm 대역 또는 780nm 대역 중 어느 하나의 파장대의 파장을 가지고, 제2 레이저광은 상기 제1 레이저광의 파장대와 다른 파장대로서, 대략 400nm 대역 또는 대략 650nm 대역 또는 780nm 대역 중 하나의 파장대의 파장을 가질 수가 있다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명에 의하면, DVD-RAM, -R, -RW, +R, +RW 등, 즉 650nm 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크 규격과, CD-R, RW 등의 780nm 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크 규격의 호환 기록, 재생이 행해지며, 또 어느 한쪽에서만의 기록을 목적으로 한 시스템에 대해서도, 바람직한 광픽업을 제공할 수 있다.

구체적으로는, 집적 디바이스 1개, CAN 레이저 1개라는 단순하고 용이한 디바이스 구성에 의해, 각 시스템 고유의 조건인, 편광계, 비편광계, 레이저의 방열 등의 모든 요구를 만족하는 것이 가능해진다.

또, 콜리메이터 렌즈의 수나 광로 분기 각이나, 큐브모양의 프리즘인 편광 빔 분할기와 판형 부재로 이루어지는 편광 빔 분할기의 선택 등, 복수개의 조합에 의해, 목적에 따른 최적인 설계를 얻을 수 있고, 비용 절감이나 장치의 소형화, 고성능화의 요구에 따라, 유연하고 가능한 설계가 가능하게 된다.

즉, 본 발명은 복수 파장에 대하여 재생 가능하며, 적어도 어느 하나의 파장에 대하여는 기록 가능하면서, 구조를 간략화, 소형화하고, 또 기록을 행하는 파장의 광원으로부터의 방열을 양호로 할 수 있는 광픽업을 제공할 수 있다.

Claims

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제1 파장을 가지며, 기록 가능한 파워를 갖는 제1 레이저광을 출사하는 제1 레이저 광원과;

상기 제1 파장보다 파장이 긴 제2 파장을 가지며 기록 가능한 파워를 갖는 제2 레이저광을 출사하는 제2 레이저 광원과, 상기 제1 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 수단을 각각 집적 소자로 하여 기판의 주면(主面)상에 일체로 구비하는 집적 디바이스와;

상기 제1 파장을 갖는 상기 제1 레이저광에 대해 편광 선택성을 가지며 상기 제2 파장을 갖는 상기 제2 레이저광에 대해 편광비 선택성을 가지고 또 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사되는 상기 제1 레이저광을 입사시키는 제1 면과, 상기 제1 레이저광을 정보 기록 매체측으로 출사시키는 동시에 상기 정보 기록 매체측으로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 입사시키는 제2 면과, 상기 귀로 광을 상기 집적 디바이스측에 출사시키는 제3 면을 구비하는 편광 빔 분할기로서의 레이저광 광로 분기 소자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 이 레이저광 광로 분기 소자에 대해서 P편광을 갖는 상기 제1 레이저광에 대해서는 전투과하고, S편광을 갖는 상기 제1 레이저광에 대해서는 전반사하는 동시에, 편광 상태에 관계 없이 상기 제2 레이저광을 전반사하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 이 레이저광 광로 분기 소자에 대해서 P편광을 갖는 상기 제1 레이저광에 대해서는 전투과하고, S편광을 갖는 상기 제1 레이저광에 대해서는 전반사하는 동시에, 편광 상태에 관계 없이 상기 제2 레이저광을 전투과하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 레이저광 중 상기 편광 빔 분할기에 대한 P편광 성분을 투과시키고, S편광 성분에 대해서는 5% 내지 20%를 투과시키고 그 나머지는 반사하는 동시에 상기 제2 레이저광을 편광 방향에 관계 없이 전반사하고, 상기 제1 레이저광의 5% 내지 20%를 전방 광량 검출 소자에 출사시키는 제4 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사되는 상기 제1 레이저광을 상기 정보 기록 매체측으로 투과시키는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스측으로 반사하고, 또 상기 제2 레이저 광원으로부터의 상기 제2 레이저광을 상기 정보 기록 매체 측으로 반사하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스측으로 반사하며,

상기 수광 수단은, 상기 레이저광 광로 분기 소자로부터 출사되는, 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 수광하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제19항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 레이저광의 파장에 대해서는 P편광을 투과하고 S편광을 반사하는 기능을 가지며, 상기 제2 레이저광의 파장에 대해서는 P편광 및 S편광을 모두 반사하는 전반사 프리즘으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제19항에 있어서,

상기 제1 레이저 광원, 상기 집적 디바이스 및 상기 레이저광 광로 분기 소자는 이들을 연결하는 광축이 동일 평면에 위치하도록 배치되고,

상기 제1 레이저 광원은 상기 제1 레이저광의 편광 방향이 상기 평면에 평행하게 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제18항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자와 대물 렌즈의 사이에, 상기 레이저광 광로 분기 소자로부터 대물 렌즈로 향하는 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광을 평행하게 하는 콜리메이터 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 레이저 광원으로부터 출사되는 상기 제1 레이저광을 상기 정보 기록 매체측으로 반사하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 제1 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스측으로 투과하고, 또 상기 제2 레이저 광원으로부터의 상기 제2 레이저광을 상기 정보 기록 매체측으로 투과하는 동시에 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 상기 집적 디바이스측으로 투과하며,

상기 수광 수단은 상기 레이저광 광로 분기 소자로부터 출사되는, 상기 정보 기록 매체로부터의 상기 제1 레이저광 및 상기 제2 레이저광의 귀로 광을 수광하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제23항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 레이저광의 파장에 대해서 S편광은 반사하고 P편광은 투과하는 기능을 가지며, 상기 제2 레이저광의 파장에 대해서 P편광 및 S편광을 모두 투과하는 투명 부재로서 기능하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 레이저 광원과 상기 레이저광 광로 분기 소자의 사이에, 상기 제1 레이저 광원으로부터의 제1 레이저광을 평행하게 하는 제1 콜리메이터 렌즈를 구비하고, 상기 집적 디바이스와 상기 레이저광 광로 분기 소자의 사이에, 상기 제2 레이저 광원으로부터의 제2 레이저광을 평행하게 하는 제2 콜리메이터 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제25항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제1 콜리메이터 렌즈에 의해 평행하게 된 제1 레이저광의 평행 광속의 입사 평면을 원형으로 정형하기 위해, 상기 평행 광속의 광축에 대해서 경사진 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
제15항 내지 제24항 및 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 레이저광은 650nm 대역의 파장을 가지며,

상기 제2 레이저광은 780nm 대역의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업.
삭제
제15항 내지 제24항 및 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 레이저 광원으로부터 출사되는 제1 레이저광의 강도 분포의 장축(長軸) 방향이 상기 제1 내지 제3 광로를 포함하는 면(面)내에 있는 것을 특징으로 하는 광픽업.
삭제
제15항 내지 제24항 및 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레이저광 광로 분기 소자는, 상기 제2 레이저광에 대하여 P편광의 투과율이 S편광의 투과율보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업.