KR100603869B1 - 광 픽업 장치 및 이를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치 - Google Patents

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

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Abstract

3 분할용 회절 격자의 회절 격자면은 반도체 레이저 소자로부터 출사된 레이저 광을 ±1차 회절 방향으로 회절한다. 회절 격자면은 직사각형 형상 혹은 타원형으로 형성되며 ±1차 회절 광속이 집광 렌즈 상에서 형성되는 광 스폿이 집광 렌즈의 개구 내에 위치하도록 또한 집광 렌즈가 트래킹 동작에 의해 수평 방향으로 이동된 경우에도 광 스폿이 집광 렌즈의 개구로부터 비어져 나오지 않는 크기로 형성되어 있다. 다른 예에 의한 3 분할용 회절 격자의 회절 격자면은 +1차 방향으로 회절되는 레이저 광 중 집광 렌즈에 입사되는 회절 광속에 대응하는 3 분할용 회절 격자 상의 광 스폿과 -1차 방향으로 회절되는 레이저 광 중 집광 렌즈에 입사되는 회절 광속에 대응하는 3 분할용 회절 격자 상의 광 스폿과의 중복 영역의 폭보다도 작은 폭을 갖는다.

Description

광 픽업 장치 및 이를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치{LIGHT PICKUP APPARATUS AND OPTICAL RECORDING MEDIUM DRIVING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 광 픽업 장치 및 이를 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.
도 20은 일본 특허 공개 공보 평3-76035호 공보에 개시된 종래의 광 픽업 장치의 개략도이다. 이 광 픽업 장치는 3빔법에 의한 트래킹 서보를 행한다.
도 20에서 광 디스크(1)의 반경 방향(레이디얼 방향)을 X 방향이라고 하고, 광 디스크(1)의 트랙 방향을 Y 방향이라고 하며, 광 디스크(1)의 디스크면에 수직인 방향을 Z 방향이라고 한다.
반도체 레이저 소자(102)는 레이저 광(광속) B를 Z 방향으로 출사한다. 반도체 레이저 소자(102)로부터 출사된 광속은 3 분할용 회절 격자(103)에 입사된다. 도 21은 3 분할용 회절 격자의 평면도이다. 3 분할용 회절 격자(103)는 일정 피치의 요철로 이루어지는 회절 격자면(103a)을 갖고 있다. 회절 격자면(103a)은 입사된 레이저 광 B를 거의 Y 방향 및 Z 방향을 포함하는 면내에서 0차 회절 광속(주 광속), +1차 회절 광속(부 광속) 및 -1차 회절 광속(부 광속)의 3개의 광속으로 분할하고, 또한 투과형 홀로그램 소자(104)를 투과시킨다.
도 20에서 투과형 홀로그램 소자(104)를 투과한 3개의 광속은 집광 렌즈(105)에 의해 광 디스크(1) 상에 집광된다. 도 22는 광 디스크의 기록면에서의 집광 상태를 나타내는 모식도이다. 도 22에 도시한 바와 같이 0차 회절 광속은 기록면의 트랙면 TR 상에 주 스폿 M0로서 집광되며 ±1차 회절 광속은 주 스폿 M0의 양측에 부 스폿 S1, S2로서 집광된다.
또한, 주 스폿 M0 및 부 스폿 S1, S2로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)은 투과형 홀로그램 소자(104)에 의해 거의 X 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 회절되며 광 검출기(106)에 의해 검출된다.
도 23은 광 검출기의 일례를 도시한 모식 평면도이다. 이 광 검출기(106)는 비점 수차법을 이용한 포커스 서보를 행하기 위해 중심부에 설치된 4분할용 광 검출부(106a)와 3빔법에 의한 트래킹 서보를 행하기 위해 4분할용 광 검출부(106a)의 양측에 설치된 광 검출부(106b, 106c)를 포함한다. 이 4분할 광 검출부(106a)의 중심부에는 상기한 주 스폿 M0에 대응하는 귀환 광속이 입사되고 광 검출부(106b, 106c)에는 각각 부 스폿 S1, S2에 대응하는 귀환 광속이 입사된다.
상기한 광 픽업 장치에서 트래킹 제어는 이하와 같이 행해진다. 도 22에 도시한 바와 같이 광 디스크(1)의 기록면(1a)에서 정보가 기록된 트랙면 TR과 비트랙면은 광의 반사율이 다르다. 그래서, 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속을 각각 광 검출부(106b, 106c)에서 검출하면 주 스폿 M0가 재생해야 할 트랙면 TR에 양호하게 트래킹하고 있는 경우에는 2개의 광 검출부(106b, 106c)에 입사되는 2개의 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속의 광 강도는 같아진다. 또한, 주 스폿 M0가 트랙면 TR 중 어느 한 쪽으로 어긋나 있는 경우에는 부 스폿 S1, S2의 한 쪽으로부터의 귀환 광속의 광 강도가 상대적으로 크게 검출된다. 그래서, 광 검출부(106b, 106c)로부터의 출력 신호 E, F를 이용하여 다음 식의 트래킹 에러 신호 TE가 얻어진다.
TE = E - F
트래킹 에러 신호 TE가 0인 경우에는 양호한 트래킹이 행해지며, 트래킹 에러 신호 TE의 값이 커짐에 따라서 트래킹 상태가 악화되고 있는 것이 검출된다.
트래킹 에러 신호 TE가 검출되면, 집광 렌즈(105)가 레이디얼 방향(X 방향)으로 이동되며 광 디스크(1)의 트랙면 TR로의 주 스폿 M0 및 부 스폿 S1, S2의 집광 위치가 수정된다.
도 24a는 3 분할용 회절 격자에 의해 회절된 회절 광속의 집광 상태를 나타낸 모식 단면도이며, 도 24b는 집광 렌즈 상의 모식 평면도이다. 도 24a에 도시한 바와 같이, 3 분할용 회절 격자(103)에 의해 +1차 방향으로 회절된 회절 광속 B1은 집광 렌즈(105)를 통과하여 부 스폿 S1으로서 집광된다. 또한, -1차 방향으로 회절된 회절 광속 B2는 집광 렌즈(105)를 통해 부 스폿 S2에 집광된다.
도 24b에서, 3 분할용 회절 격자(103)의 회절 격자면(103a)은 도 20에 도시한 바와 같이 레이저 광 B 보다도 크게 형성되어 있다. 이 때문에, 회절 격자면(103a)에 입사된 레이저 광 B는 집광 렌즈(105)의 개구(105a) 보다도 넓은 영역에 걸쳐 회절되며 집광 렌즈(105)에 입사할 때에 집광 렌즈(105)의 개구(105a)에 입사되지 않은 영역(B1a, B2a)이 생긴다.
이 상태에서 트래킹 동작이 행해지며 집광 렌즈(105)가 X방향[광 디스크(1)의 반경 방향]으로 이동하면, 회절 광속 B1, B2의 집광 렌즈(105)로의 입사 상태가 도 24b의 좌측도와 우측도와 같이 변화한다. 집광 렌즈(105)가 이동하면, 집광 렌즈(105)의 개구(105a)에 입사되는 회절 광속 B1, B2의 비율이 저하한다. 이 때문에, 광 디스크(1)의 기록면(1a) 상에서의 부 스폿 S1, S2의 광량이 저하하고 이에 따라 광 검출부(106b, 106c)에 입사되는 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속의 광량도 저하한다. 그렇기 때문에, 트래킹 동작 시에 집광 렌즈(105)가 이동하면, 트래킹 에러 신호의 출력이 저하한다고 하는 문제가 생긴다.
또한, 도 25는 3 분할용 회절 격자에 의한 광속의 회절 상태를 설명하기 위한 모식도이다. 도 25는 반도체 레이저 소자(102)의 출사단을 광원(200)으로 하고, 광원(200)으로부터 출사된 레이저 광이 광 디스크(1)의 기록면(1a)에 2개의 부 스폿 S1, S2로서 집광되는 상태를 나타내고 있다. 또, 투과형 홀로그램 소자(104)는 도시를 생략하고 있다.
광원(200)으로부터 출사된 레이저 광 B는 회절 격자면(103a)에 의해 적어도 +1차 방향과 -1차 방향으로 회절된다. 레이저 광 B 중 부분 광속 BE1의 +1차 회절 광속은 집광 렌즈(105)를 통해 부 스폿 S1으로서 집광된다. 또한, 부분 광속 BE2의 +1차 회절 광속은 집광 렌즈(105) 밖을 통과해서 부 스폿 S1에는 집광되지 않는다.
한편, 부분 광속 BE3의 -1차 회절 광속은 집광 렌즈(105)를 통해 부 스폿 S2에 집광된다. 또한, 부분 광속 BE4의 -1차 회절 광속은 집광 렌즈(105) 밖을 통해 부 스폿 S2에는 집광되지 않는다.
레이저 광 B의 광 강도 분포의 피크를 통하는 광축 LP가 집광 렌즈(105)의 중심을 통하는 중심축 Z0에 일치하고 있는 경우, 부 스폿 S1에 집광되는 부분 광속 BE1과 부 스폿 S2에 집광되는 부분 광속 BE3와의 광량은 같아진다. 이 때문에, 2개의 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속의 광량차를 검출함으로써 정확한 트래킹 상태를 검출할 수 있다.
그러나, 반도체 레이저 소자(102)의 위치 결정 오차나 레이저 광의 출사 특성에 의해 레이저 광 B의 광축 LP가 집광 렌즈(105)의 중심축 Z0에 대해 어긋나는 경우가 있다. 그리고, 광축 LP와 중심축 Z0와의 사이에 편차가 생기면 2개의 부 스폿 S1, S2에 집광되는 레이저 광의 광량이 불균일해진다.
도 26의 (a), (b)는 도 25 중의 Q-Q선 단면에서의 레이저 광의 광 강도 분포도이다. 도 26의 (a)는 광축 LP와 중심축 Z0가 일치한 상태를 나타내고, 도 26의 (b)는 광축 LP와 중심축 Z0가 어긋난 경우를 나타내고 있다. 도 26의 (a), (b)에서 부분 광속 BE1의 광량이 영역(E1+E2)로 도시되며 부분 광속 BE2에 대응하는 광량이 영역(E3)로 도시되고 있다. 또한, 부분 광속 BE3에 대응하는 광량이 영역(E1+E3)로 도시되며 부분 광속 BE4에 대응하는 광량이 영역(E2)로 도시되고 있다. 또한, 2R1은 +1차 회절 광속과 -1차 회절 광속 중 집광 렌즈에 입사되는 부분의 반경이다.
도 26의 (a)에 도시한 바와 같이, 광축 LP와 중심축 Z0가 일치하고 있는 경우에는 부 스폿 S1에 집광되는 부분 광속 BE1의 광량(영역; E1+E2)과 부 스폿 S2에 집광되는 부분 광속 BE3의 광량(영역; E1+E3)이 동일하다.
이에 반해, 도 26의 (b)에 도시한 바와 같이, 광축 LP와 중심축 Z0에 편차가 생긴 경우에는, 부 스폿 S1에 집광되는 부분 광속BE1의 광량은 영역(E1+E20)이 되며, 또한 부 스폿 S2에 집광되는 부분 광속 BE3의 광량은 영역(E1+E30)이 되어, 양자의 광량에 차가 생긴다. 이에 따라, 2개의 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속에 기초하는 트래킹 에러 신호 TES에 오프셋이 생기고 정확한 트래킹 상태를 검출하는 것이 곤란해진다.
또한, 도 27은 종래의 다른 예에 의한 광 픽업 장치의 개략도이다. 이 광 픽업 장치는 3빔법을 이용하여 트래킹 서보 및 비점 수차법에 의한 포커스 서보를 행한다.
도 27에서 반도체 레이저 소자(121)로부터 출사된 레이저 광(112)은 투과형 3 분할용 회절 격자(123)를 통해 0차 회절 광속(주 광속) 및 ±1차 회절 광속(부 광속) 3개의 광속으로 분할되어 투과형 홀로그램 소자(124)를 투과한다.
투과형 홀로그램 소자(124)를 투과한 3개의 광속은 집광 렌즈(116)에 의해 광 디스크(1) 상에 주 스폿 및 그 양측에 위치하는 부 스폿으로서 집광된다. 이 집광 렌즈(116)는 액튜에이터(140)에 의해 트래킹 동작을 위해 광 디스크(1)의 반경 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 지지되며 또한 포커스 동작을 위해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되고 있다.
도 28은 광 디스크(1) 상에 형성되는 주 스폿 및 부 스폿을 도시하는 도면이다. 도 28에 도시한 바와 같이, 주 스폿 M0는 재생해야 할 트랙 TR을 주사하고 부 스폿 S1, S2는 주 스폿 M0의 양측을 트랙 TR에 약간 걸쳐 주사하도록 광 픽업 장치의 광학 시스템이 조정된다.
광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)은 투과형 홀로그램 소자(124)에 의해 회절되며 신호 검출용 포토 다이오드(133)에 의해 검출된다.
도 29는 신호 검출용 포토 다이오드(133)의 일례를 나타내는 모식적 평면도이다. 이 신호 검출용 포토 다이오드(133)는 비점 수차법을 이용한 포커스 서보를 행하기 위해 중앙부에 설치된 4분할 광 검출부(150a ～ 150d)와 3빔법에 의한 트래킹 서보를 행하기 위해 4분할 광 검출부(150a ～ 150d)의 양측에 설치된 광 검출부(150e, 150f)를 포함한다. 4분할 광 검출부(150a ～ 150d)의 중심부에는 상기 주 스폿 M0에 대응하는 귀환 광속(주 광속)이 입사되고, 광 검출부(150e, 150f)에는 각각 부 스폿 S1, S2에 대응하는 귀환 광속(부 스폿 ; 112a, 112b)이 입사된다.
귀환 광속(부 광속; 112a, 112b)이 입사된 신호 검출용 포토 다이오드(133)의 광 검출부(150e, 150f)로부터의 검출 신호에 기초해서 트래킹 동작이 이하와 같이 행해진다.
도 30은 광 픽업 장치를 구비한 광 디스크 드라이브 장치의 트래킹 동작을 행하는 각 부의 회로도이다. 도 30에서 광 픽업 장치(100)의 신호 검출용 포토 다이오드(133)의 광 검출부(150e, 150f)로부터 출력된 검출 신호 E, F는 광 디스크 드라이브 장치의 구동 회로부(154)에 설치된 E-F 처리부(155)에 출력된다. E-F 처리부(155)에서는 광 검출부(150e, 150f)의 검출 신호 E, F를 이용하여 다음 식의 트래킹 에러 신호 TE를 얻는다.
TE = E - F
트래킹 에러 신호 TE는 저역 통과 필터(156)를 통해 서보 회로(157)의 연산 증폭기(158)에 입력되어 증폭된 후, 광 픽업 장치(100)의 액튜에이터(140)의 트래킹 코일(142)에 제공된다.
도 27에 도시한 바와 같이, 집광 렌즈(116)는 액튜에이터(140)에 의해 광 디스크(1)의 반경 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 지지되고 있다. 액튜에이터(140)는 집광 렌즈(116)를 유지하는 홀더(141)와 홀더(141)에 접속되어 반경 방향으로 이동 가능한 트래킹 코일(142)과 트래킹 코일(142)로부터 이격된 영구 자석(144)을 구비한다. 그리고, 트래킹 코일(142)에 구동 전압이 인가되면 영구 자석(144)과의 사이에서 생긴 전자력을 받아서 집광 렌즈(116)가 X축 방향으로 이동된다.
도 28에서 광 디스크(1) 상에서의 주 스폿 M0가 재생해야 할 트랙 TR 상에 유효하게 트래킹으로 하고 있는 경우에는, 2개의 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속(112a, 112b)이 각각 광 검출부(150e, 150f)에 입사될 때의 광 강도는 동일하다. 이 때문에, E-F 처리부(155)로부터 출력되는 트래킹 에러 신호 TE는 0이 되며, 액튜에이터(140)의 트래킹 코일(142)에는 구동 전압이 인가되지 않는다. 이 때문에, 집광 렌즈(116)는 그 상태를 유지한다.
또한, 주 스폿 M0가 재생해야 할 트랙 TR 중 어느 한 쪽으로 어긋나 있는 경우에는, 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속 중 한 쪽의 강도가 커진다. 따라서, 광 검출부(150e, 150f)의 검출 신호 E, F에 차가 생긴다. 이 때문에, E-F 처리부(155)로부터 트래킹 에러 신호 TE가 출력되며 서보 회로(157)의 연산 증폭기(158)에 의해 증폭되어 트래킹 코일(142)에 구동 전압이 인가되며, 이에 의해 집광 렌즈(6)가 반경 방향으로 이동되어 주 스폿 M0의 위치가 보정된다.
최근에는, 광 픽업 장치의 소형화가 강하게 요구되고 있고, 광 픽업 장치의 각 구성 부품이 소형화되며, 집광 렌즈(116)도 소직경화하고 있다. 이 때문에, 광 픽업 장치의 조립 공정에서 레이저 광의 광로 중에 집광 렌즈(116)를 정확하게 정렬하여 배치하는 것이 곤란해진다.
도 31은 집광 렌즈(116)로의 레이저 광의 입사 상태를 도시하는 평면 모식도이다. 광 픽업 장치에서는, 반도체 레이저 소자(121), 3 분할용 회절 격자(123) 및 투과형 홀로그램 소자(124)와 집광 렌즈(116)가 각각 독립된 유닛으로 형성되며, 양자가 정렬되어 조립된다. 그래서, 조립 시에는, 도 31에 도시한 바와 같이 집광 렌즈(116)와 레이저 광 2개의 부 광속(112a, 112b)의 광축이 광 디스크(1)의 반경 방향(X축 방향)에 따라서 편차 d를 발생시키는 경우가 있다.
집광 렌즈(116)의 장착 위치에 편차 d가 생기면 다음과 같은 문제점이 생긴다. 광 디스크 드라이브 장치에서는, 예를 들면 광 디스크(1)에 기록된 곡의 두출(頭出)을 위해 집광 렌즈(116)를 광 디스크(1)의 반경 방향으로 일정 거리만큼 이동시키는 동작이 행해진다. 그런데, 도 31에 도시한 바와 같이, 조립 시점에서 집광 렌즈(116)와 레이저 광의 부 광속(112a, 112b)의 광축과의 사이에 편차 d가 있으면, 두출 동작을 위해 집광 렌즈(116)를 이동시켰을 때에 그 이동 방향에 따라서 집광 렌즈(116)를 통과하는 광량이 달라지게 된다. 그리고, 집광 렌즈(116)가 한 쪽으로 이동했을 때에, 집광 렌즈(116)를 통과하는 광량이 보다 크게 저하하고, 이 때문에 집광 렌즈(116)를 통과하는 부 광속에 기초하는 트래킹 에러 신호의 출력이 감소하여 유효한 트래킹 동작을 행할 수 없게 된다.
도 32는 집광 렌즈 이동 시의 트래킹 에러 신호의 변화를 도시한 도면이다. 도 32의 가로축은 집광 렌즈(116)의 이동 방향 및 이동 거리를 나타내며 세로축은 트래킹 에러 신호 TE를 나타내고 있다. 도 32에서 광 디스크(1)의 반경 방향에서의 집광 렌즈(116)의 중심과 레이저 광의 광축이 일치하고 있는 경우에는 집광 렌즈(116)를 이동한 경우에 점선으로 도시한 바와 같은 대칭 형상의 트래킹 에러 신호 TE0의 분포가 얻어진다. 이에 반해 집광 렌즈(116)의 중심과 레이저 광의 광축이 어긋나 있는 경우에는 집광 렌즈(116)의 이동 방향에 따라 비대칭인 트래킹 에러 신호 TE1의 분포가 얻어진다. 그리고, 집광 렌즈(116)의 한 쪽의 이동 위치에서는 트래킹 에러 신호 TE1이 트래킹에 필요한 출력치 A를 하회하는 부분이 생겨 두출 동작을 정확히 행할 수 없게 된다.
그래서, 종래에는 레이저 광의 광축에 대한 집광 렌즈(116)의 위치 편차를 보정하기 위해, 서보 회로(157)의 연산 증폭기(158)의 한 쪽 입력측에 오프셋 회로(159)를 설치하고 있다. 오프셋 회로(159)를 이용한 집광 렌즈(116)의 위치 편차를 보정하는 처리는 광 픽업 장치를 광 디스크 드라이브 장치에 조립한 상태에서 이하와 같이 행해진다.
우선, 집광 렌즈(116)를 광 디스크(1)의 반경 방향에 따라 중심측 및 외주측에 각각 소정의 거리, 예를 들면 400 ㎛ 이동시켜 그 때의 트래킹 에러 신호 TE의 값을 검출한다. 도 32에 도시한 바와 같이 집광 렌즈(116)의 중심과 레이저 광의 광축이 어긋나 있는 경우는, 집광 렌즈(116)의 중심측 및 외주측으로의 이동 시의 트래킹 에러 신호의 전압이 다르다. 그래서, 집광 렌즈(116)의 중심측 및 외주측으로의 이동 시의 트래킹 에러 신호가 같아지도록 집광 렌즈(116)의 이동 원점 위치[트래킹 동작이 행해지지 않는 경우의 집광 렌즈(116)의 위치]를 이동시킨다.
즉, 오프셋 회로(159)의 가변 저항기(160)의 저항치를 조정하고 트래킹 코일(142)에 구동 전압을 인가하고 집광 렌즈(116)의 이동 원점 위치를 광 디스크(1)의 반경 방향으로 이동시킨다. 또한 집광 렌즈(116)의 각 이동 원점 위치로부터 집광 렌즈(116)를 광 디스크(1)의 반경 방향을 따라서 중심측 및 외주측에 소정 거리만큼 이동시키고 그 때의 트래킹 에러 신호 TE의 값을 검출한다. 그리고, 검출된 트래킹 에러 신호 TE의 값이 중심측 및 외주측으로의 이동 시에 같아진 시점에서 오프셋 회로(159)의 가변 저항기(160)의 조정을 종료한다. 이에 따라, 광 디스크(1)의 반경 방향에서의 집광 렌즈(116)와 레이저 광의 광축의 편차를 보정할 수 있다.
그러나, 광 픽업 장치는 단일체로 제조 판매되는 경우가 있으며, 이 때에는 광 픽업 장치와 이를 이용한 광 디스크 드라이브 장치 등의 제조자가 다르다. 이 때문에, 광 디스크 드라이브 장치 등의 제조자가 광 픽업의 집광 렌즈의 위치 편차의 조정 작업을 행할 필요가 있어, 이들 제조업자에 있어서는 조립 및 조정 작업이 번잡해진다.
본 발명의 목적은 트래킹 동작 시에 집광 렌즈가 이동한 경우라도 트래킹 신호의 출력 저하가 생기지 않는 광 픽업 장치 및 이를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광원으로부터 출사되는 광속의 광축 편차에 의한 트래킹 에러 신호의 오프셋을 억제하는 것이 가능한 광 픽업 장치 및 이를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조 시에 레이저 광의 광축에 대한 집광 렌즈의 위치 조정을 행할 수 있는 광 픽업 장치 및 이를 구비한 광학 기록 매체 구동 장치 및 광 픽업 장치의 조정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 제1 회절 소자, 및 제1 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈를 구비하고, 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 설치되며, 제1 회절 소자의 회절면이 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 이동한 경우에 회절면에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 집광 렌즈 상에서의 광 스폿이 집광 렌즈의 개구 내에 위치되는 크기로 형성된 것이다.
이 경우, 트래킹 동작을 위해 집광 렌즈가 이동한 경우에도 회절 광속은 전부 집광 렌즈를 통해 광학 기록 매체 상에 집광된다. 이 때문에, 광학 기록 매체에 집광되는 회절 광속의 광량은 집광 렌즈의 이동의 전후에서 변화하지 않는다. 그렇기 때문에, 트래킹 동작에 의해 광학 기록 매체 상으로의 회절 광속의 광량이 변화하여 트래킹 에러 신호의 출력이 변동하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 제1 회절 소자의 회절면은 광원으로부터 출사된 광속이 제1 회절 소자상에 형성되는 광 스폿 보다도 작은 직사각형이며 또한 집광 렌즈가 이동한 경우에 회절면에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 집광 렌즈 상에서의 직사각형의 광 스폿이 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우에는 집광 렌즈의 이동에 상관없이 집광 렌즈의 개구 내에 직사각형의 회절 광속의 광 스폿이 입사한다. 그렇기 때문에, 집광 렌즈가 이동한 경우에도 광학 기록 매체 상에 집광되는 회절 광속의 광량이 일정하게 유지되어 해당 회절 광속에 기초하는 트래킹 에러 신호의 변동을 방지할 수 있다.
특히, 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 집광 렌즈의 이동량을 Q, 광원과 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 회절면과 광원과의 실효 거리를 L2, 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 광원과의 거리 또는 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 광원과의 거리를 S, 집광 렌즈 상에 형성되는 직사각형의 광 스폿의 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 제한치를 B1으로 한 경우에 제1 회절 소자의 회절면의 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 W1은,
W1<2×√(R2-Q2)-S×L2/L1+2S
를 만족하도록 설정되며 회절면의 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 W2는,
B1=(W1-2S)×L1/L2+2S이고,
W2≤√((2R)2-(B1)2)-2Q×L2/L1
을 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
상기한 조건을 만족하는 회절면은 집광 렌즈의 이동에 상관없이 제1 및 제2 방향으로 회절한 회절 광속을 전부 집광 렌즈의 개구 내에 입사시킨다. 이에 따라, 집광 렌즈의 이동에 의한 회절 광속의 광량이 변화하는 것이 방지된다.
특히, 회절면이 직사각형으로 형성된 제1 회절 소자를 갖는 광 픽업 장치에서, 제1 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과시켜 집광 렌즈로 유도함과 동시에, 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자와 제2 회절 소자에 의해서 회절된 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더욱 구비해도 좋다.
이 경우, 제2 회절 소자가 귀환 광속을 회절시킴으로써 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 광 검출기로 유도하여 광 검출기에 의한 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있다.
또한, 제1 회절 소자의 회절면은 광원으로부터 출사된 광속이 제1 회절 소자상에 형성되는 광 스폿 보다도 작은 타원형 또는 원형이며, 또한 집광 렌즈가 이동한 경우에 회절면에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 집광 렌즈 상에서의 타원형의 광 스폿이 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우에는 트래킹 동작 시의 집광 렌즈의 이동에 상관없이 집광 렌즈의 개구 내에 타원형 또는 원형의 회절 광속 모두를 입사할 수 있다.
특히, 제1 회절 소자의 타원형의 회절면이 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향으로 장축을 갖고, 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 집광 렌즈의 이동량을 Q, 광원과 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 회절면과 광원과의 실효 거리를 L2, 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 집광 렌즈로 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 광원과의 거리 또는 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 광원과의 거리를 S, 집광 렌즈 상에 형성되는 타원형의 광 스폿의 집광 렌즈의 이동 방향으로 직교하는 방향의 반경 제한치를 b, 타원형의 회절면의 집광 렌즈의 이동 방향의 직교하는 방향의 폭을 WB로 한 경우에 타원형의 회절면의 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 WA는,
b = (WB-2S)×L1/L2+2S이고,
WA ≤ 2×√(b2Q2/(b2-R2)+b2)×L2/L1
을 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 회절 소자의 타원형의 회절면은 집광 렌즈의 이동 방향으로 직교하는 방향의 폭 WB가,
2×[L2/L1×√(R×(R-Q))-S+S] ≤ WB < 2×[L2/L1×√(R2-Q2)-S+S]
를 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 집광 렌즈의 개구 반경 R, 집광 렌즈의 이동량을 Q, 광원과 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 회절면과 광원과의 실효 거리를 L2로 한 경우에 타원형의 회절면의 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 WA는,
WA ≤ 2×(R-Q)×L2/L1
를 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 광원과의 거리 또는 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 광원과의 거리를 S로 한 경우 제1 회절 소자의 타원형의 회절면의 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 WB가,
WB<2×[L2/L1×√(R×(R-Q))-S+S]
를 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
특히, 회절면이 타원형으로 형성된 제1 회절 소자를 갖는 광 픽업 장치에서 제1 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과시켜 집광 렌즈로 유도함과 동시에, 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자와 제2 회절 소자에 의해서 회절된 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더욱 구비해도 좋다.
이 경우, 제2 회절 소자가 귀환 광속을 회절함으로써 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 광 검출기로 유도하며 광 검출기에 의한 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 제1 회절 소자, 및 제1 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈를 구비하고, 광원에 의해 출사되는 광속의 광축과 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속의 광축을 포함하는 면 내에서의 제1 회절 소자의 회절면의 폭은 광원으로부터 출사된 광속이 제1 회절 소자에 의해 제1 방향으로 회절되는 광속 중 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 제1 회절 소자 상의 제1 광 스폿과 제2 방향으로 회절되는 광속 중 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 제1 회절 소자 상의 제2 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작게 설정되어 있다.
광원으로부터 출사되는 광속에는, 제1 회절 소자의 회절면에 의해 제1 방향으로만 회절되어 집광 렌즈에 입사하는 광속 부분, 제2 방향으로만 회절되어 집광 렌즈에 입사하는 광속 부분, 및 제1 방향으로 회절되어 집광 렌즈에 입사함과 동시에 제2 방향으로 회절되어 집광 렌즈에 입사하는 광속 부분이 있다. 그래서, 제1 회절 소자의 회절면의 폭을 제1 회절 소자 상에 형성되는 제1 광 스폿 및 제2 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작게함으로써 제1 방향으로만 회절되어 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 광속 부분과 제2 방향으로만 회절되어 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 광속 부분이 회절면에 입사하는 영역을 적게 할 수 있다. 이에 따라, 광원으로부터 출사되는 광속의 광축 편차에 의해 제1 방향의 회절 광속과 제2 방향의 회절 광속의 광량의 불균일이 감소되어, 이 제1 방향 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속을 이용한 트래킹 에러 검출 신호의 광축 편차에 의한 출력의 불균일을 억제할 수 있다.
특히, 상기한 면 내에서의 제1 회절 소자의 회절면의 폭이 제1 회절 소자 상의 제1 광 스폿과 제2 광 스폿의 중복 영역의 폭 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 광원으로부터 출사된 광속의 광축이 소정의 방향으로부터 어긋난 경우에도, 집광 렌즈에 입사하는 제1 방향으로 회절된 회절 광속과 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 광량이 동일하게 변화한다. 이에 따라, 제1 방향의 회절 광속과 제2 방향의 회절 광속에 기초하는 트래킹 에러 신호에 오프셋이 생기는 것이 확실하게 방지된다.
특히, 제1 회절 소자의 회절면에 의해 회절되는 제1 방향이 +1차 회절 방향이고 제2 방향이 -1차 회절 방향인 것이 바람직하다.
또한, 제1 회절 소자의 회절면의 폭 W는 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 광원과 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 회절면과 광원과의 실효 거리를 L2, 제1 방향으로 회절된 광속에 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 광원과의 거리 또는 제2 방향으로 회절된 광속에 등가인 직진 광속을 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 광원과의 거리를 S라고 할 때,
W ≤ 2×(R+S)×L2/L1-S
의 관계를 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
상기한 관계를 만족하도록 제1 회절 소자의 회절면의 폭 W를 설정하면 광원으로부터 출사된 광속 중 공통의 광속 부분에 기초하는 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속이 집광 렌즈에 입사한다. 이 때문에, 광원으로부터 출사되는 광속의 광축이 어긋난 경우에도 제1 및 제2 방향으로 회절되는 회절 광속의 광량은 동일하게 변화한다. 이에 따라, 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속에 기초하는 트래킹 에러 신호의 오프셋의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 실효 거리 L1은 광원과 집광 렌즈의 중심과의 사이의 물리 거리를 X1, 제1 회절 소자의 두께를 d, 굴절율을 n이라고 할 때,
L1 = X1-(n-1)×d/n
에 의해 규정되며, 실효 거리 L2는 광원과 회절면과의 사이의 물리 거리를 X2, 제1 회절 소자의 두께를 d, 굴절율을 n이라고 할 때,
L2 = X2-(n-1)×d/n
에 의해 규정된다.
본 발명의 더욱 다른 국면에 따른 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절하는 회절면을 갖는 제1 회절 소자, 및 제1 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈를 구비하고, 집광 렌즈는 트래킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되며, 제1 회절 소자의 회절면은 광원에 의해 출사되는 광속의 광축과 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속의 광축을 포함하는 면 내에서의 폭이 광원으로부터 출사된 광속이 제1 회절 소자에 의해 제1 방향으로 회절되는 광속 중 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 제1 회절 소자상의 제1 광 스폿과 제2 방향으로 회절되는 광속 중 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 제1 회절 소자 상의 제2 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작으며 또한 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 이동한 경우에 회절면에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 집광 렌즈 상에서의 광 스폿이 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있다.
이 경우, 제1 회절 소자의 회절면의 폭을 제1 회절 소자 상에 형성되는 제1 광 스폿과 제2 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작게함으로써 광원으로부터 출사되는 광속의 광축 편차에 의해 제1 방향의 회절 광속과 제2 방향의 회절 광속의 광량의 불균일이 감소되며 이 제1 방향 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속을 이용한 트래킹 에러 검출 신호의 광축 편차에 의한 출력의 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 트래킹 동작을 위해 집광 렌즈가 이동한 경우에도 회절 광속은 전부 집광 렌즈를 통해 광학 기록 매체 상에 집광된다. 이 때문에, 광학 기록 매체에 집광되는 회절 광속의 광량은 집광 렌즈의 이동의 전후에서 변화하지 않는다. 그렇기 때문에, 트래킹 동작에 의해 광학 기록 매체 상으로의 회절 광속의 광량이 변화하여 트래킹 에러 신호의 출력이 변동하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 상기 면 내에서의 제1 회절 소자의 회절면의 폭은 제1 회절 소자 상의 제1 광 스폿과 제2 광 스폿과의 중복 영역의 폭 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 광원으로부터 출사된 광속의 광축이 소정의 방향으로부터 어긋난 경우라도 집광 렌즈에 입사하는 제1 방향으로 회절된 회절 광속과 제2 방향으로 회절된 회절 광속과의 광량이 동일하게 변화한다. 이에 따라, 제1 방향의 회절 광속과 제2 방향의 회절 광속에 기초하는 트래킹 에러 신호에 오프셋이 생기는 것이 확실하게 방지된다.
또한, 제1 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과시켜 집광 렌즈로 유도함과 동시에, 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자와 제2 회절 소자에 의해서 회절된 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더 구비해도 좋다.
이 경우, 제2 회절 소자가 귀환 광속을 회절시킴으로써 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 광 검출기로 유도하여 광 검출기에 의한 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 광 픽업 장치는, 광학 기록 매체로부터 정보를 판독하기 위한 광속의 트래킹 상태의 검출이 가능한 광 픽업 장치에 있어서, 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 제1 회절 소자, 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 제1 회절 소자에 의해 분할된 복수의 광속을 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈, 광학 기록 매체에 집광된 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하여 수광량에 따른 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기, 광 검출기의 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시키는 것이 가능한 조정 회로, 및 조정 회로에 의해 조정된 복수의 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 응답하여 집광 렌즈를 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치에서는, 조정 회로에 의해 트래킹 상태 검출용의 복수의 검출 신호를 변화시키고, 변화시킨 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 따라 집광 렌즈를 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 광속의 광축에 대한 집광 렌즈의 중심부의 편차량에 대응하여 검출 신호를 변화시키도록 조정 회로를 조정함으로써 집광 렌즈의 위치 편차를 보정할 수 있다.
더구나, 광 픽업 장치 자체에 조정 회로가 설치됨으로써, 광 픽업 장치의 조립 단계에서 조정 회로의 조정 동작을 행할 수 있다. 이에 따라, 광 픽업 장치를 조립하는 장치에서 광 픽업 장치의 집광 렌즈의 위치 편차를 보정하기 위한 조정 동작을 생략할 수 있다.
특히, 조정 회로는 광 검출기의 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시키는 가변 저항기를 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 가변 저항기의 저항치를 조정함으로써, 렌즈 구동부에 제공하는 소정의 신호를 용이하게 변화시켜서 집광 렌즈의 위치 편차를 보정할 수 있다.
특히, 광 검출기의 복수의 수광부로부터의 신호를 추출하는 배선부를 더욱 구비하고, 가변 저항기는 배선부에 배치되어도 좋다.
이 경우, 배선부에 배치된 가변 저항기의 저항치를 조정함으로써 렌즈 구동부에 제공하는 소정의 신호를 용이하게 변화시켜서 집광 렌즈의 위치 편차를 보정할 수 있다.
특히, 배선부는 플렉시블 기판에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우에는 플렉시블 기판의 가요성에 의해 광 픽업 장치에서의 배선부의 장착 자유도가 향상되어 광 픽업 장치를 소형화할 수 있다.
특히, 광 검출기에서 복수의 수광부에 대응하여 설치되며 대응하는 수광부로부터 출력되는 검출 신호와 기준 신호와의 차분을 각각 증폭하는 복수의 증폭부를 구비하고, 조정 회로가 복수의 증폭부의 적어도 1개의 증폭부에 제공되는 기준 신호를 변화시키는 가변 저항기를 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 가변 저항기를 조정하여 기준 신호를 변화시킴으로써 렌즈 구동부에 제공되는 소정의 신호를 용이하게 변화시켜서 집광 렌즈의 위치 편차를 보정할 수 있다.
특히, 수광부 및 복수의 증폭부는 1개의 칩에 형성된 것이 바람직하다. 이 경우에는 소형화에 적합하다.
본 발명에 따른 광학 기록 매체 구동 장치는, 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서, 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부, 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치, 광 픽업 장치를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부를 구비한다. 또한, 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 회절 소자, 및 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈를 구비하고, 집광 렌즈는 트래킹 동작을 위해 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 설치되며, 회절 소자의 회절면은 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 이동한 경우에, 회절면에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 집광 렌즈 상에서의 광 스폿이 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있다.
이에 따라, 트래킹 동작 시에 광학 기록 매체 상으로의 회절 광속의 광량이 변화하지 않고 트래킹 에러 신호의 출력 저하가 생기지 않는 광학 기록 매체 구동 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광학 기록 매체 구동 장치는, 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서, 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부, 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치, 광 픽업 장치를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부를 구비한다. 또한, 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 회절 소자, 및 회절 소자에 의해 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈를 구비하고, 광원에 의해 출사되는 광속의 광축과 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속의 광축을 포함하는 면 내에서의 회절 소자의 회절면의 폭은 광원으로부터 출사된 광속이 회절 소자에 의해 제1 방향으로 회절되는 광속 중 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 회절 소자 상의 광 스폿과 제2 방향으로 회절되는 광속 중 집광 렌즈에 입사하는 광속에 대응하는 회절 소자 상의 광 스폿을 포함하는 영역의 폭 보다도 작게 설정되어 있다.
이 경우, 광 픽업 장치에서의 광원으로부터의 광속의 광축의 편차가 생긴 경우라도, 트래킹 에러 신호에 오프셋이 생기는 것이 방지되기 때문에, 오프셋 조정이 불필요하고 또한 정확한 트래킹 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 광학 기록 매체 구동 장치는 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서, 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부, 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치, 광 픽업 장치를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부를 구비한다. 또한, 광 픽업 장치는 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 회절 소자, 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며 회절 소자에 의해서 분할된 복수의 광속을 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈, 광학 기록 매체에 집광된 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하여 수광량에 따른 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기, 광 검출기의 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로, 및 조정 회로에 의해 조정된 복수의 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 응답하여 집광 렌즈를 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부를 구비한다.
본 발명에 따른 광학 기록 매체 구동 장치에서는, 집광 렌즈의 위치 편차를 보정하는 트래킹 신호가 출력되도록 조정된 광 픽업 장치가 조립되기 때문에, 조립 후에 광 픽업 장치의 집광 렌즈의 위치 편차의 조정 작업이 불필요해져 광학 기록 매체 구동 장치의 조립 작업이 용이해진다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치의 조정 방법은, 광속을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 회절 소자, 회절 소자에 의해 분할된 복수의 광속을 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈, 집광 렌즈를 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부, 및 광학 기록 매체에 집광된 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하여 수광량에 따른 복수의 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기를 구비한 광 픽업 장치에서 광학 기록 매체의 반경 방향에서의 복수의 광속의 광축에 대한 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하는 광 픽업 장치의 조정 방법에 있어서, 광 픽업 장치에 복수의 수광부로부터 출력되는 각 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로를 설치하고, 조정 회로를 통해 광 검출기로부터 출력되는 검출 신호에 기초해서 집광 렌즈를 반경 방향으로 이동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 회로를 광 픽업 장치의 렌즈 구동부에 접속하고, 조정 회로를 이용하여 검출 신호를 변화시킴으로써 집광 렌즈를 반경 방향으로 이동시킨 후, 집광 렌즈를 반경 방향으로 소정 거리 이동시키면서 검출 신호의 변화를 관찰함으로써, 광학 기록 매체의 반경 방향에서의 복수의 광속의 광축에 대한 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하는 것이다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치의 조정 방법에서는, 광 픽업 장치의 렌즈 구동부에 미리 준비한 구동 회로를 접속하고, 조정 회로에 의해 트래킹 상태 검출용의 복수의 검출 신호를 변화시켜서, 변화시킨 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 의해서 집광 렌즈를 이동한다. 그리고, 집광 렌즈를 이동시킨 상태로부터 다시 집광 렌즈의 위치 편차의 상태를 검사하기 위해 집광 렌즈를 반경 방향으로 소정 거리 왕복 이동시켜서 그 때의 검출 신호를 구하여 검출 신호의 변화를 관찰한다. 그리고, 검출 신호가 원하는 값이 되도록 조정 회로에 의한 검출 신호의 조정을 행한다. 이와 같이, 광속의 광축에 대한 집광 렌즈의 장착 위치의 편차량에 따라서 검출 신호를 변화시키도록 조정 회로를 조정함으로써 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정할 수 있다.
더구나, 광 픽업 장치 자체에 조정 회로를 설치함으로써 광 픽업 장치의 조립 단계에서 조정 회로의 조정 동작을 행할 수 있다. 이에 따라, 광 픽업 장치를 조립하는 장치에서 광 픽업 장치의 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하기 위한 조정 동작을 생략할 수 있다.
＜1＞ 제1 실시예
도 1의 광 픽업 장치(100)는 비점 수차법에 의한 포커스 서보 및 3빔법에 의한 트래킹 서보를 행한다.
도 1에서 CD(컴팩트 디스크) 등의 반사 형광 디스크(1)의 반경 방향(레이디얼 방향)을 X 방향이라고 하고 광 디스크(1)의 트랙 방향을 Y 방향이라고 하고 광 디스크(1)의 기록면(1a)에 수직인 방향을 Z 방향이라고 한다.
광 픽업 장치(100)는 투광 및 수광 유닛(10) 및 집광 렌즈(5)를 구비한다. 투광 및 수광 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 블록(8)이 설치되며 블록(8)의 측면에 히트 싱크(9)가 장착되어 있다. 반도체 레이저 소자(2)는 히트 싱크(9)의 표면에 장착되어 있다.
투과형 3 분할용 회절 격자(3)는 광학 유리 또는 광학 수지로 이루어지며 홀더(11) 내에 스페이서(12)를 통해 배치되어 있다. 또한, 투과형 홀로그램 소자(4)는 홀더(11)의 상면의 개구부에 배치되어 있다.
반도체 레이저 소자(2)는 레이저 광(광속) B를 Z방향으로 출사한다. 3 분할용 회절 격자(3)는 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 광속 B를 거의 Y 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내(지면 수직면 내)에서 0차 회절 광속(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, 도 1 중 3개의 광속은 1개의 광속으로서 나타내고 있다.
집광 렌즈(5)는 트래킹 서보를 위해 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)으로 이동 가능하게 유지되며, 또한 포커스 서보를 위해 상하 방향(Z 방향)으로 이동 가능하게 지지되고 있다. 이 집광 렌즈(5)는 투과형 홀로그램 소자(4)를 0차 회절 투과한 주 광속 및 ±1차 투과한 2개의 부 광속을 광 디스크(1) 상에 각각 주 스폿 M0 및 그 양측에 위치하는 부 스폿 S1, S2로서 집광시킨다(도 22 참조).
투과형 홀로그램 소자(4)는 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)을 거의 X 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 1차 회절시켜서 광 검출기(6)에 입사시킨다. 이 때, 투과형 홀로그램 소자(4)는 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속에 비점 수차를 각각 제공한다.
광 검출기(6)는 도 23에 도시하는 종래의 광 픽업 장치의 광 검출기와 마찬가지의 구성을 가지며 광 디스크(1)에서의 주 스폿 M0로부터의 귀환 광속에 기초해서 정보 재생 신호 및 포커스 신호를 출력하고 또한 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속에 기초해서 트래킹 에러 신호를 출력한다.
본 실시예에 의한 광 픽업 장치에서는, 트래킹 동작 시에 집광 렌즈(5)가 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향) 이동한 경우에도, 집광 렌즈(5)에 입사하는 ±1차 회절 광속의 광 스폿이 집광 렌즈(5)의 개구로부터 벗어나지 않도록 3분활용 회절 격자(3)의 회절 격자면(3a)의 형상 및 치수가 설정되어 있다. 이하에, 회절 격자면(3a)의 설정 방법에 대해 설명한다.
(1) 회절 격자면(3a)이 직사각형인 경우
도 2a는 3 분할용 회절 격자의 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시한 3 분할용 회절 격자에 의해 회절된 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 나타낸 평면도이다. 또한, 도 3은 광 디스크(1)로의 레이저 광의 조사 상태를 나타낸 X-Z 단면 모식도이고 도 4는 도 3과 같은 상태를 나타낸 Y-Z 단면 모식도이다.
도 2에서 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면(3a)은 레이저 광 B를 회절시키는 방향(Y-Z면 방향)의 세로 치수가 W1, 집광 렌즈(5)의 이동 방향(X 방향)의 가로 치수가 W2인 직사각형 형상으로 형성되어 있고 X 방향으로 연장되는 일정 피치의 요철을 갖고 있다. 또한, 회절 격자면(3a) 위는 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 레이저 광 B의 회절 격자면(3a) 위에서의 광 스폿 B0 보다도 작게 형성되어 있다.
이 회절 격자면(3a)에 의해 ±1차 방향으로 회절된 회절 광속은, 도 2b에 도시한 바와 같이, 집광 렌즈의 개구(5a)내에서 직사각형의 광 스폿 BS를 형성하고 있다. 즉, 가로 세로의 치수가 W1×W2인 직사각형의 회절 격자면(3a)을 투과하여 회절된 회절 광속은 집광 렌즈의 개구부(5a) 내에서 가로 세로의 치수가 B1×B2인 직사각형의 광 스폿 BS가 된다.
여기서, 집광 렌즈(5) 상에서의 광 스폿 BS의 세로 치수 B1의 최대치는 제공되는 것으로 한다. 또한, 트래킹 동작 시에서의 집광 렌즈(5)의 이동량 Q는 미리 규정되어 있다.
그래서, 회절 격자면(3a)의 세로 치수 W1은 광 스폿 BS의 세로 치수 B1의 최대치 이하이며, 가로 치수 W2는 집광 렌즈(5)의 이동에 의해 광 스폿 BS가 X방향으로 Q만큼 상대 이동한 경우에 집광 렌즈(5)의 개구(5a)로부터 비어져 나오지 않는 크기로 정하면 좋다.
즉, 도 2b를 참조하여 우선 집광 렌즈(5) 상에서의 광 스폿 BS의 세로 치수 B1이 제공된다. 또한, 집광 렌즈(5)가 X방향으로 Q만큼 이동했다고 해도 광 스폿 BS가 집광 렌즈(5)의 개구(5a)에서 비어져 나오지 않기 위한 조건은,
가 된다.
위 식에서 변수 C는
이다.
따라서, 광 스폿 BS의 가로 치수 B2와 관련하여 다음의 관계식을 구할 수 있다.
그래서, 이 집광 렌즈(5) 상에서의 광 스폿 BS의 가로 치수 B2에 대응하는 회절 격자면(3a)의 가로 치수 W2는 도 3에 도시한 광학 시스템의 기하학적 조건에 기초해서 하기와 같이 구할 수 있다.
따라서, 수학식 3, 4에 의해 회절 격자면(3a)의 가로 치수 W2에 관한 다음의 관계식을 구할 수 있다.
단, B1 = (W1-2S)×L1/L2+2S
또한, 회절 격자면(3a)의 세로 치수 W1은 다음과 같이 해서 구할 수 있다. 수학식 3에서 광 스폿 BS의 가로 치수 B2에는 B2>0이 성립하기 때문에,
가 된다. 따라서,
가 된다. 이것은 미리 최대치로서 제공되는 집광 렌즈(5) 상에서의 광 스폿 BS의 세로 치수 B1의 제한 조건이 된다.
또한, 집광 렌즈(5) 상에서의 광 스폿 BS의 세로 치수 B1에 대응하는 회절 격자면(3a)의 세로 치수 W1은 도 4에 도시한 광학 시스템의 기하학적 조건에 기초해서,
의 관계가 성립한다. 그래서, 이 관계를 수학식 7에 대입하면 수학식 9의 관계를 구할 수 있다.
또, 상기한 수학식 5, 9에서, R은 집광 렌즈(5)의 개구 반경이고, S는 도 4에서 회절 격자면(3a)이 없는 경우에 +1차 회절 광속 DB1과 동일한 광속을 출사한다고 상정되는 가상 광원(200a)의 실효적 위치와 광원(200)의 실효적 위치와의 거리 또는 -1차 회절 광속 DB2와 동일한 광속을 출사한다고 상정되는 가상 광원(200b)의 실효적 위치와 광원(200)의 실효적 위치와의 거리이고, L1은 집광 렌즈(5)의 중심과 광원(200)의 실효적 위치와의 실효 거리이며, L2는 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면(3a)과 광원(200)의 실효적 위치와의 실효 거리이다.
또한, 실효적 위치는 3 분할용 회절 격자(3)의 굴절율의 영향이 없다고 상정된 경우에 굴절율의 영향이 있을 때와 동일한 광속을 출사하는 광원 위치를 나타내고, 예를 들면 실제의 광원[200; 반도체 레이저 소자(2)의 출사단]과의 관계는 도 5에 도시된다. 도 5에서 광원(200)의 실효적 위치 P1과 실제의 위치 P2와의 거리 D는 3 분할용 회절 격자(3)의 굴절율을 n, 두께를 d라고 하면 다음의 수학식 10에 의해 구할 수 있다.
또한, 집광 렌즈(5)의 중심과 광원(200)과의 실효 거리 L1과 집광 렌즈(5)의 중심과 광원(200)의 실제의 위치와의 물리 거리 X1의 사이에는,
L1 = X1 - D = X1 - (n - 1) × d/n
의 관계가 성립한다. 또한, 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면과 광원(200)의 실효적 위치의 실효 거리 L2와 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면과 광원(200)의 실제 위치의 물리 거리 X2의 사이에는,
L2 = X2-D = X2-(n-1)×d/n
의 관계가 성립한다.
또한, 수학식 5, 9에서의 광원(200)의 실효적 위치와 ±1차 회절 광속의 가상 광원(200a, 200b)의 실효적 위치의 거리 S는 레이저 광 B의 파장을 λ, 회절 격자면(3a)의 회절 격자의 격자 주기를 Λ, 광원(200)의 실효적 위치와 3 분할용 회절 격자(3)의 광원측 표면과의 실효 거리를 L2, 3 분할용 회절 격자(3)의 기판의 두께를 d, 그 굴절율을 n이라고 하면 회절 격자면(3a)이 3 분할용 회절 격자(3)의 광원측 표면에 있는 경우에는 다음의 수학식 11에 의해 구할 수 있으며, 집광 렌즈(5)측에 있는 경우에는 수학식 12에 의해 구할 수 있다.
상기한 바와 같은 관계를 만족하는 회절 격자면(3a)에서는 트래킹 동작에 의해 집광 렌즈(5)가 X방향으로 Q만큼 이동한 경우에도, 회절 격자면(3a)을 회절 투과한 ±1차 회절 광속이 집광 렌즈(5)의 개구(5a)로부터 비어져 나오는 것이 방지된다.
(2) 회절 격자면(3a)이 타원형인 경우
(a) 집광 렌즈면에서의 타원형의 광 스폿이 렌즈 개구 외주와 2점에서 접하는 경우
도 6a는 3 분할용 회절 격자의 평면도이고, 도 6b는 도 6a에 도시한 3 분할용 회절 격자에 의해 회절된 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 도시한 평면도이다.
도 6a에서 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면(3a)은 짧은 지름이 WA, 긴 지름이 WB의 타원형으로 형성되어 있고 X축 방향으로 연장되는 일정 피치의 요철을 갖고 있다. 또한, 회절 격자면(3a)은 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 레이저 광 B의 회절 격자면(3a)에서의 광 스폿(도시하지 않음)보다도 작게 형성되어 있다.
이 회절 격자면(3a)에 의해 ±1차 방향으로 회절된 회절 광속은 도 6b에 도시한 바와 같이 집광 렌즈의 개구부(5a) 내에서 타원형의 광 스폿 BS를 형성한다. 광 스폿 BS에서는 회절 격자면(3a)의 짧은 지름 WA에 대응하는 짧은 지름이 2a, 회절 격자면(3a)의 긴 지름 WB에 대응하는 긴 지름이 2b이다.
여기서, 광 스폿 BS의 긴 지름(2b)은 집광 렌즈(5)의 개구(5a)의 직경 보다도 작아지도록 제한된다. 또한, 트래킹 동작 시에서의 집광 렌즈(5)의 X 방향의 이동량 Q는 미리 규정되어 있다. 그래서, 회절 격자면(3a)의 짧은 지름 WA는 광 스폿 BS가 트래킹 동작 시에 X 방향으로 Q만큼 상대 이동한 경우에 집광 렌즈(5)의 개구(5a)로부터 비어져 나오지 않도록 정해진다.
이 조건에 기초해서 도 3에 도시한 광학 시스템의 기하학적 조건을 고려하여 회절 격자면(3a)의 짧은 지름 WA를 구할 수 있다.
즉, 집광 렌즈(5)의 개구(5a)의 개구 반경을 R, 집광 렌즈(5) 상에서의 광 스폿 BS의 장축 방향의 반경을 b하고 하면,
의 조건을 만족하는 범위에서 회절 격자면(3a)의 짧은 지름 WA는 다음의 수학식 14에 의해 설정된다.
단, b = (WB-2S)×L1/L2+2S 이다.
또, 수학식 13, 14에서의 변수 L1, L2, S는 각각 직사각형의 회절 격자면의 경우와 동일하다.
(b) 집광 렌즈면에서의 타원형의 광 스폿이 렌즈 개구 외주와 1점에서 접하는 경우
도 7a는 3 분할용 회절 격자의 평면도이고, 도 7b는 도 7a에 도시한 3 분할용 회절 격자에 의해 회절된 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 나타내는 평면도이다.
도 7a에서 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면(3a)은 긴 지름이 WA, 짧은 지름이 WB의 타원형으로 형성되어 있고 X방향으로 연장되는 일정 피치의 요철을 갖고 있다. 또한, 회절 격자면(3a)은 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 레이저 광 B의 회절 격자(3a)에서의 광 스폿(도시하지 않음) 보다도 작게 형성되어 있다.
이 회절 격자면(3a)에 의해 ±1차 방향으로 회절된 회절 광속은 도 7b에 도시한 바와 같이 집광 렌즈의 개구(5a) 내에서 타원형의 광 스폿 BS를 형성한다. 광 스폿 BS는 회절 격자면(3a)의 긴 지름 WA에 대응하는 긴 지름이 2a, 회절 격자면(3a)의 짧은 지름이 WB에 대응하는 짧은 지름이 2b이다.
여기서, 광 스폿 BS의 짧은 지름(2b)은 집광 렌즈(5)의 개구(5a)의 직경 보다도 작아지도록 제한된다. 또한, 트래킹 동작 시에서의 집광 렌즈(5)의 X 방향의 이동량 Q는 미리 규정되어 있다. 그래서, 회절 격자면(3a)의 긴 지름 WA는 광 스폿 BS가 트래킹 동작 시에 X 방향으로 Q만큼 상대 이동한 경우에 집광 렌즈(5)의 개구(5a)로부터 비어져 나오지 않도록 정해진다.
이 조건을 기초로 도 4에 도시한 기하학적 조건을 고려하여 회절 격자면(3a)의 긴 지름 WA를 구할 수 있다.
즉, 집광 렌즈(5)의 개구(5a)의 개구 반경을 R로 한 경우,
의 조건을 만족하는 범위에서 회절 격자(3a)의 긴 지름 WA는 하기의 수학식 16에 의해 설정된다.
또, 상기한 수학식 15, 16에서의 변수 L1, L2, S는 각각 직사각형의 회절 격자면의 경우와 동일하다.
이와 같이, 3 분할용 회절 격자(3)의 회절 격자면(3a)을 상기한 조건에 따른 타원형으로 형성함으로써, 트래킹 동작 시에 집광 렌즈(5)가 이동한 경우라도 ±1차 회절 광속이 집광 렌즈(5)의 개구(5a)내에 위치하고 이에 의해 부 스폿의 광량 변화가 생기는 것이 방지된다.
(c) 타원형의 회절 격자면의 치수 산출 방법
상기 (a), (b)에 나타낸 타원형의 회절 격자면(3a)의 치수는 다음의 순서에 의해 산출된다. 예를 들면, 도 6b를 참조하여, 집광 렌즈(5)의 개구(5a)의 반경을 R, 광 스폿 BS의 X 방향의 반경을 a, Y 방향의 반경을 b로 하면, 집광 렌즈의 개구(5a)를 나타내는 원은,
이 되고, 또한 광 스폿 BS를 X 방향으로 집광 렌즈(5)의 이동량 Q만큼 이동한 타원(점선 부분)은,
과 같이 나타난다. 그래서, 광 스폿 BS가 집광 렌즈의 개구(5a)로부터 비어져 나오지 않는 한계가 되는 조건으로서 상기한 수학식 17에서 나타낸 원과 수학식 18에서 나타낸 타원과의 교점을 구한다. 이 경우, 수학식 17, 18에 의해 다음식이 얻어진다.
이 수학식 19에서 수학식 17에 나타낸 원과 수학식 18에 나타낸 타원이 도 6b 또는 도 7b에 도시한 바와 같은 접점을 갖기 위해서는 수학식 19가,
의 형태가 될 필요가 있다. 그래서, 다음 관계가 유도된다.
수학식 22에서 b4Q2 = C2K2가 되며 수학식 21, 23에 대입하면,
가 얻어진다. 여기서, a > 0으로부터
가 유도되고 이에 따라,
a2 = b2Q2/(b2-R2)+b2
의 관계가 성립된다.
단, 수학식 26 > 0이라는 조건에 의해
가 된다.
또한, 집광 렌즈(5)가 이동한 경우의 집광 렌즈(5)의 개구(5a)와 광 스폿 BS와의 접촉 상태가 도 6b의 상태와 도 7b의 상태의 경계가 되는 조건은 수학식 27을 a = R-Q의 관계를 이용하여 변형하면,
이 되며 이에 따라,
의 조건을 얻을 수 있다.
이상에 의해, 집광 렌즈(5)상의 광 스폿 BS가 개구(5a)에서 비어져 나오지 않기 위한 조건은 광 스폿 BS와 집광 렌즈의 개구(5a)가 도 6b의 상태에서 접하는 경우 즉,
일 때,
이 되고, 또한
집광 스폿 BS와 집광 렌즈의 개구(5a)가 도 7b에 도시하는 상태가 되는 경우, 즉
일 때,
이 된다.
그래서, 상기한 수학식 30～33의 조건을 이용하고 도 3 및 도 4에 도시한 광학 시스템의 기하학적 조건을 고려하여 집광 렌즈 상에서의 치수 a, b를 회절 격자면(3a)의 세로 및 가로 치수 WA, WB로 변환함으로써, 상술한 수학식 13～16의 관계가 얻어진다.
또, 회절 격자면(3a)의 형상은 상기한 직사각형 및 타원형에 한정되지 않고, 다른 형상, 예를 들면 원형, 원형과 직사각형이 조합된 형상 혹은 반타원과 직사각형이 조합된 형상 등 임의의 형상을 이용할 수 있다. 이들의 형상에 대해서도, 상기와 마찬가지의 제한 조건을 적용하여 그 크기를 설정할 수 있다. 특히, 원형인 경우에는 상기한 수학식 13～16을 적용하여 외형 치수를 구할 수 있다.
＜2＞ 제2 실시예
도 8의 광 픽업 장치(100)는 비점 수차법에 의한 포커스 서보 및 3빔법에 의한 트래킹 서보를 행한다.
도 8에서 CD(컴팩트 디스크) 등의 반사형 광 디스크(1)의 반경 방향(레이디얼 방향)을 X 방향이라고 하고, 광 디스크(1)의 트랙 방향을 Y 방향이라고 하고, 광 디스크(1)의 기록면(1a)에 수직인 방향을 Z 방향이라고 한다.
광 픽업 장치(100)는 투광 및 수광 유닛(10)과 집광 렌즈(5)를 구비한다. 투광 및 수광 유닛(10)은 반도체 레이저 소자(2), 투과형의 3 분할용 회절 격자(13), 투과형 홀로그램 소자(4) 및 광 검출기(6)로 이루어진다.
베이스(7)상에 블록(8)이 설치되며, 블록(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(13)는 광학 유리 또는 광학 수지로 이루어지며, 홀더(11) 내에 스페이서(12)를 통해 배치되어 있다. 또한, 투과형 홀로그램 소자(4)는 홀더(11)의 상면의 개구부에 배치되어 있다.
반도체 레이저 소자(2)는 레이저 광(광속)을 Z 방향으로 출사한다. 3 분할용 회절 격자(13)는 반도체 레이저 소자(2)로부터 출사된 광속을 거의 Y 방향 및 Z 방향을 포함하는 면 내에서 0차 회절 광속(주 광속), +1차 회절 광속(부 광속) 및 -1차 회절 광속(부 광속)으로 이루어지는 3개의 광속으로 분할하고, 투과형 홀로그램 소자(4)를 투과시킨다. 도 1에서, 상기 3개의 광속은 1개의 광속으로서 도시된다.
집광 렌즈(5)는 트래킹 서보를 위해 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)으로 이동 가능하게 지지되며 또한 포커스 서보를 위해 상하 방향(Z 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 이 집광 렌즈(5)는 투과형 홀로그램 소자(4)를 0차로 회절 투과한 주 광속 및 ±1차 회절 투과한 2개의 부 광속을 광 디스크(1) 상에 각각 주 스폿 M0 및 그 양측에 위치하는 부 스폿 S1, S2로서 집광시킨다(도 22 참조).
투과형 홀로그램 소자(4)는 광 디스크(1)로부터의 3개의 귀환 광속(반사 광속)을 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.
광 검출기(6)는 도 23에 도시한 종래의 광 픽업 장치의 광 검출기와 마찬가지의 구성을 가지며, 광 디스크(1)에서의 주 스폿 M0로부터의 귀환 광속에 기초해서 정보 재생 신호 및 포커스 신호를 출력하고, 또한 부 스폿 S1, S2로부터의 귀환 광속에 기초해서 트래킹 에러 신호를 출력한다.
도 9는 광 디스크에 대한 레이저 광의 조사 상태를 도시한 모식도이다. 또한, 도 10은 레이저 광이 입사한 3 분할용 회절 격자의 평면도이다. 다음으로, 3 분할용 회절 격자(13)의 회절 격자면(13a)의 폭 W(Y 방향의 폭)의 설정 방법에 대해서 설명한다.
도 21 및 도 24a에 도시한 바와 같이, 종래의 광 픽업 장치의 3 분할용 회절 격자(103)에는, 타원의 단면 형상을 갖는 레이저 광 B의 장축 방향의 폭보다도 폭이 넓은 회절 격자면(103a)이 형성되어 있다. 이 때문에, 레이저 광의 광축 LP와 집광 렌즈(105)의 중심을 통하는 중심축 Z0가 어긋난 경우에 광 디스크(1)상에서의 2개의 부 스폿 S1, S2 간에 광량의 변동이 생기며, 트래킹 에러 신호에 오프셋이 생기는 문제가 있었다.
그래서, 본 실시예에 의한 3 분할용 회절 격자(13)에서는, 회절 격자면(13a)의 폭 W를 조정함으로써, 광 디스크(1)의 반경 방향에 직교하는 방향에서 레이저 광의 광축 LP가 중심축 Z0에 대해 어긋난 경우에도 광 디스크(1) 상에 집광되는 2개의 부 스폿 S1, S2간에서 광량의 변동이 생기지 않도록 하고 있다.
즉, 도 9에서, 광원[반도체 레이저 소자(2); 200)]으로부터 출사된 레이저 광 B는 회절 격자면(13a)에 의해 회절되며 집광 렌즈(5)에 입사하는 +1차 회절 광속 DB1 및 -1차 회절 광속 DB2에 공통인 부분 광속 BE0를 포함하고 있으며 회절 격자면(13a)의 폭 W는 이 공통의 부분 광속 BE0가 3 분할용 회절 격자(13)상에 형성되는 광 스폿의 폭 A1과 같거나 또는 작게 설정되어 있다.
부분 광속 BE0는 +1차 회절 광속 DB1 및 -1차 회절 광속 DB2에 공통인 광속이다. 이 때문에, 레이저 광 B의 광축이 어긋나서 도 26의 (b)에 도시한 바와 같이 광 강도의 피크 위치가 이동했다고 해도 +1차 회절 광속 DB1 및 -1차 회절 광속 DB2는 동일한 광 강도의 변화를 나타낸다. 따라서, 광 디스크(1) 상에 집광되는 2개의 부 스폿 S1, S2의 광량 변화도 같아진다. 이에 따라, 트래킹 에러 신호의 오프셋의 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 부분 광속 BE0의 3 분할용 회절 격자(3)로의 입사면에서의 광 스폿의 폭 A1은 다음의 수학식 41에 의해 구할 수 있다. 즉, 도 9에서 집광 렌즈(5)의 개구 반경을 R, +1차 회절 광속 DB1의 가상 광원(200a)의 실효적 위치와 광원(200)의 실효적 위치와의 거리를 S, 집광 렌즈(5)의 중심과 광원(200)의 실효적 위치와의 실효 거리를 L1, 3 분할용 회절 격자(13)의 회절면과 광원(200)의 실효적 위치와의 실효 거리를 L2라고 하면,
에 의해 구할 수 있다.
따라서, 3 분할용 회절 격자(13)의 격자면(13a)의 폭 W는,
W ≤ 2×(R+S)×L2/L1-S
를 만족하도록 설정된다.
여기서, 광원(200)의 실효적 위치란 3 분할용 회절 격자(13)의 굴절율의 영향을 무시한 경우의 위치를 나타내고, 실제의 광원[200 ; 반도체 레이저 소자(2)의 출사단]과의 관계는 도 11에 도시된다. 도 11에서, 광원(200)의 실효적 위치 P1과 실제의 위치 P2와의 거리 D는 3 분할용 회절 격자(13)의 굴절율을 n, 두께를 d로 하면 다음의 수학식 42에 의해 구할 수 있다.
그래서, 집광 렌즈(5)의 중심과 광원(200)과의 실효 거리 L1과 집광 렌즈(5)의 중심과 광원(200)의 실제의 위치와의 물리 거리 X1과의 사이에는,
L1 = X1-D = X1-(n-1)×d/n
의 관계가 성립한다. 또한, 3 분할용 회절 격자(13)의 회절 격자면(13a)과 광원(200)의 실효적 위치와의 실효 거리 L2와 3 분할용 회절 격자(13)의 회절 격자면(13a)과 광원(200)의 실제의 위치와의 물리 거리 X2와의 사이에는,
L2 = X2-D = X2-(n-1)×d/n
의 관계가 성립한다.
또, 가상 광원(200a, 200b)은 3 분할용 회절 격자(13)가 없다고 한 경우에 ±1차 회절 광속 DB1, DB2와 동일한 광속을 각각 출사한다고 상정되는 광원을 의미한다.
또한 수학식 41에서의 광원(200)의 실효적 위치와 ±1차 회절 광속의 가상 광원(200a, 200b)의 실효적 위치와의 거리 S는 다음의 식에 의해 구할 수 있다. 즉, 레이저 광 B의 파장을 λ, 회절 격자면(13a)의 회절 격자의 격자 주기를 Λ, 광원(200)의 실효적 위치와 3 분할용 회절 격자(3)의 광원측 표면과의 실효 거리를 L2, 3 분할용 회절 격자(13)의 기판의 두께를 d, 그 굴절율을 n이라고 하면, 회절 격자면(13a)이 3 분할용 회절 격자(13)의 광원측 표면에 있는 경우에는 수학식 43에 의해 구할 수 있으며 회절 격자면(13a)이 3 분할용 회절 격자(13)의 집광 렌즈(5)측에 있는 경우에는 수학식 44에 의해 구할 수 있다.
또한, 도 9에서 3 분할용 회절 격자(13)의 회절 격자면(13a)의 폭 W는 레이저 광 B의 3 분할용 회절 격자(13)로의 입사면에서의 광 스폿의 폭 A2 보다도 작게 형성되어도 좋다. 이 광 스폿의 폭 A2는 3 분할용 회절 격자(13)에 의해 회절된 +1차 회절 광속 중 집광 렌즈(5)에 입사하는 광속에 대응하는 3 분할용 회절 격자(13) 상에서의 광 스폿(제1 광 스폿)과 3 분할용 회절 격자(13)에 의해 회절된 -1차 회절 광속 중 집광 렌즈(5)에 입사하는 광속에 대응하는 3 분할용 회절 격자(13) 상에서의 광 스폿(제2 광 스폿)을 포함하는 광 스폿의 폭이며, 이 폭 A2를 유효 빔 지름이라고 칭한다.
이 경우에는, 레이저 광 B 중 +1차 회절 광속에 기여하는 부분 광속 BE5와 -1차 회절 광속에만 기여하는 부분 광속 BE6가 회절 격자면(13a)에 입사한다. 그러나, 회절 격자면(13a)의 폭을 레이저 광 B의 광 스폿의 폭 A2보다 작게 함으로써, 부분 광속 BE5 및 BE6의 입사량이 감소한다. 이 때문에, 레이저 광 B의 광축 편차에 의해서 광량의 변화를 생기게 하는 부분 광속 BE5, BE6의 비율이 광축 편차에 영향을 받지 않는 부분 광속 BE0에 대해 감소한다. 이에 따라, 종래의 3 분할용 회절 격자에 비해 광축 편차에 의한 트래킹 에러 신호의 오프셋량을 저감할 수 있다.
또한, 레이저 광 B의 광 스폿의 폭 A2는 다음의 수학식 45에 의해 구할 수 있다.
그래서, 이 경우의 회절 격자면(3a)의 폭 W는,
W < A2
의 관계를 만족하도록 설정된다. 또, 수학식 45에서의 각 변수는 상기한 수학식 41～44에서의 변수와 동일하다. 또, 상기 실시예에서의 3 분할용 회절 격자(13)는 도 8에 도시한 레이저 광의 출사 방향이 수직 방향의 광 픽업 장치 뿐만 아니라 레이저 광을 수평 방향으로 출사하여 반사 미러를 이용하여 수직 방향으로 유도하는 광 픽업 장치에 적용해도 좋다.
상기 제2 실시예에서는, 광 디스크(1)의 반경 방향에 직교하는 방향, 즉 Y 방향에서 레이저 광의 광축과 집광 렌즈의 중심축과의 편차에 기인하는 트래킹 에러 신호의 오프셋을 억제하기 위해서 3 분할용 회절 격자(13)의 회절 격자면(13a)의 폭 W의 제한치를 구할 수 있다. 그래서, 이 회절 격자면(13a)의 폭 W에 대한 제한 조건을 만족하므로 다시 제1 실시예에 의해 구해지는 회절 격자면(13a)의 치수를 설정할 수 있다. 예를 들면, 회절 격자면[3a (13a)]이 직사각형인 경우, 광 디스크(1)의 반경 방향에 직교하는 방향(Y 방향)에서의 회절 격자면의 치수가 제2 실시예에서의 수학식 45, 바람직하게는 수학식 41의 제한을 만족하고, 제1 실시예에서의 수학식 9의 제한을 만족하며, 광 디스크(1)의 반경 방향(X 방향)에서의 회절 격자면의 치수가 제1 실시예에서의 수학식 5의 제한을 만족하도록 설정된다. 이에 따라, 레이저 광의 광축과 집광 렌즈의 중심축과의 편차에 기인하는 트래킹 에러 신호의 오프셋을 억제함과 동시에, 트래킹 동작 시의 트래킹 에러 신호의 출력의 저하를 방지할 수 있다. 또, 회절 격자면이 타원형 혹은 원형인 경우에 대해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
＜3＞ 제3 실시예
도 12는 제3 실시예에 의한 광 픽업 장치의 구성을 도시하는 측면도이고, 도 13은 도 12의 광 픽업 장치의 투광 및 수광 유닛의 분해사시도이다. 또, 도 12 및 도 13 중 X축 방향은 광 디스크(1)의 반경 방향을 도시하고, Y축 방향은 광 디스크(1)의 기록면에 수직인 방향을 도시하며, Z축 방향은 X-Y면에 수직인 방향을 도시한다. 또한, 도 12에서는, 편의 상, 투광 및 수광 유닛을 Y축 방향으로 90도 회전한 상태로 도시하고 있다.
도 12 및 도 13에서, 광 픽업 장치는 집광 렌즈(16)를 포함하는 하우징(도시하지 않음)에 반도체 레이저 소자(21), 3 분할용 회절 격자(23) 및 투과형 홀로그램 소자(24)를 포함하는 투광 및 수광 유닛이 일체적으로 조합되어 형성되어 있다.
투광 및 수광 유닛은 지지 부재(30)를 구비한다. 지지 부재(30)는 리드 프레임(32) 및 한쌍의 리드(33a, 33b)가 수지로 이루어지는 절연성 몰드체(31)에 의해 일체화되어 이루어진다. 절연성 몰드체(31)의 상면에는 리드 프레임(32) 및 리드(33a, 33b)의 표면이 노출하도록 한쪽 단면(35)으로부터 다른쪽 단면(36)에 걸쳐서 개구되는 오목부(34)가 설치되어 있다.
절연성 몰드체(31)의 오목부(34) 내에서 노출된 리드 프레임(32) 상의 한쪽 단면(35) 측에는 도전성 서브 마운트(히트 싱크; 20)가 장착되며 리드 프레임(32)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전성 서브 마운트(20)의 상면의 일부에는 모니터용 포토 다이오드(22)가 형성되어 있다. 또한, 이 서브 마운트(20)의 상면에서 모니터용 포토 다이오드(22)의 전방에는 반도체 레이저 소자(21)가 장착되어 있다. 반도체 레이저 소자(21)는 전단면 및 후단면으로부터 각각 레이저 광을 출사하고 후단면으로부터 출사된 레이저 광이 모니터 광으로서 모니터용 포토 다이오드(22)에 수광된다.
절연성 몰드체(31)의 오목부(34) 내에서 리드 프레임(32)의 중앙부에는 3 분할용 회절 격자(23)가 배치되어 있다. 3 분할용 회절 격자(23)의 회절 격자면은 반도체 레이저 소자(21)의 전단면으로부터 출사된 레이저 광을 0차, +1차 및 -1차 회절 광속으로 분할한다.
또한, 절연성 몰드체(31)의 오목부(34) 내에서 리드 프레임(32) 상의 다른쪽 단면(36)측에는 투과형 홀로그램 소자(24)가 배치되어 있다. 투과형 홀로그램 소자(24)의 홀로그램면(25)은 3 분할용 회절 격자(23)로부터의 0차, +1차 및 -1차 회절 광속을 투과함과 동시에, 광 디스크 등의 광학 기록 매체(100)로부터의 귀환 광속을 회절시킨다. 또한, 절연성 몰드체(31)의 오목부(34) 내에서 리드 프레임(32) 상에는 반도체 레이저 소자(21)로부터의 출사 광속과 3 분할용 회절 격자(23)로부터의 귀환 광속을 서로 차폐하는 미광 차폐판(37)이 배치되어 있다.
또한, 절연성 몰드체(31)의 한쪽 단면(35)측에는 플렉시블 기판(50)이 장착되어 있다. 플렉시블 기판(50)에는 폴리 이미드 수지판의 표면에 도전성의 배선 패턴이 형성되어 있으며 배선부(51) 및 고정부(52)를 갖는다. 플렉시블 기판(50)의 배선부(51)의 표면(배선 패턴 형성면)에는 광 검출기로서 기능하는 신호 검출용 포토 다이오드 집적 회로 소자(이하, PDIC라 함; 45)가 장착되어 있다. 또한, 플렉시블 기판(50)의 배선부(51)의 PDIC(45)의 양측에는 원형의 나사 관통 구멍(54a) 및 타원형의 나사 관통 구멍(55b)이 형성되어 있다. 또한, 플렉시블 기판(50)의 이면에는 누름판(56)이 장착되어 있다.
플렉시블 기판(50)의 고정부(52)의 표면은 한쌍의 리드(33a, 33b) 및 리드 프레임(32)의 하면에 납땜 등에 의해 고정된다. 플렉시블 기판(50)의 배선부(51)는 리드 프레임(32)의 상면에 대해 수직이 되도록 상측으로 절곡된다. 이 상태에서 나사(57, 58)가 나사 관통 구멍(54a, 55b)을 통해서 나사 구멍(도시하지 않음)에 나사 결합되며, 배선부(51)가 절연성 몰드체(31)의 단면(35)에 장착된다.
하우징에는 반사 미러(15), 집광 렌즈(16) 및 액튜에이터(60)가 장착되어 있다. 반사 미러(15)는 투과형 홀로그램 소자(24)를 투과한 3개의 회절 광속을 수직 상측을 향해서 반사함과 함께, 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속을 수평 방향으로 반사하여 투과형 홀로그램 소자(24)측으로 유도한다. 집광 렌즈(16)는 반사 미러(15)에 의해 반사된 3개의 회절 광속을 광 디스크(1) 상에 집광시켜서 주 스폿 및 그 양측의 2개의 부 스폿을 형성한다.
액튜에이터(60)는 홀더(61), 트래킹 코일(62), 요크(63) 및 영구 자석(64)을 갖는다. 트래킹 코일(62)에 구동 신호(트래킹 에러 신호)가 제공되면 고정된 요크(63)에 장착된 영구 자석(64)과 트래킹 코일(62)과의 사이에서 발생하는 전자력을 받아 트래킹 코일(62)이 홀더(61)를 통해 집광 렌즈(16)를 광 디스크(1)의 반경 방향(X축 방향)으로 이동시킨다.
도 14는 도 12의 광 픽업 장치에 이용되는 플렉시블 기판의 평면도이며, 도 15a는 도 14의 플렉시블 기판의 배선예를 도시한 도면이고, 도 15b는 도 14의 플렉시블 기판에 배치된 PDIC의 수광부의 평면도이다.
도 14에 도시한 바와 같이, 플렉시블 기판(50)은 폴리 이미드 수지판(65) 상에 도전성의 복수의 배선층 L1 ～ L10이 형성되어 이루어진다. 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 배선층 L1 ～ L6은 본딩 와이어를 통해 신호 검출용 PDIC(45)의 출력 전극에 접속되며 배선층 L7은 신호 검출용 PDIC(45)의 GND 전극에 접속된다. 또한, 배선층 L8은 리드(33b) 및 본딩 와이어를 통해 모니터용 포토 다이오드(22)의 애노드에 접속되며 배선층 L9은 리드(33a) 및 본딩 와이어(19)를 통해 반도체 레이저 소자(22)의 애노드에 접속되며 배선층 L10은 리드 프레임(32)을 통해 반도체 레이저 소자(21) 및 모니터용 포토 다이오드(22)의 캐소드에 공통 접속된다.
또한, 신호 검출용 PDIC(45)의 양측에는 원형의 나사 관통 구멍(54a)과 타원형의 나사 관통 구멍(55b)이 형성되어 있다. 또한, 도 15a, 도 15b에서 신호 검출용 PDIC(45)는 비점 수차법을 이용한 포커스 서보를 행하기 위해서 중심부에 설치된 4분할용 광 검출부(70a ～ 70d)와 3빔법에 의한 트래킹 서보를 행하기 위해서 4분할 광 검출부(70a ～ 70d)의 양측에 설치된 광 검출부(70e, 70f)와 연산 증폭기(72a ～ 72f)를 포함한다. 4분할용 광 검출부(70a ～ 70d)의 검출 신호는 연산 증폭기(72a ～ 72d) 및 배선층 L1 ～ L6 중의 4개를 통해서 출력되며, 트래킹 서보용 광 검출부(70e, 70f)의 검출 신호는 연산 증폭기(72e, 72f) 및 나머지 2개의 배선층을 통해서 출력된다. 또한, 광 검출부(70e, 70f)에 접속되는 배선층에는 후술하는 조정 회로(71; 도 16 참조)가 접속되어 있다.
도 16은 상기한 광 픽업 장치의 트래킹 동작을 행하기 위한 각 부의 회로 구성을 도시한 도면이다. 광 픽업 장치(100)의 트래킹 동작은 광 픽업 장치의 검사 공정에서 검사용 구동 회로(74)를 이용하여 행해진다. 도 16에 도시한 바와 같이 광 픽업 장치(100)에서는 신호 검출용 PDIC(45)의 광 검출부(70e, 70f)의 검출 신호를 출력하는 배선층 도중에 조정 회로(71)가 설치되어 있다. 조정 회로(71)는 광 검출부(70e, 70f)에 접속되는 배선층에 직렬로 삽입되는 저항 R1, R2와 양 배선층 간에 삽입되는 가변 저항기 VR을 갖는다. 가변 저항기 VR의 가동 단자는 전원 전압 Vcc에 접속되어 있다. 그리고, 가변 저항기 VR의 저항치를 변화시킴으로써 신호 검출용 PDIC(45)의 광 검출부(70e)로부터 출력되는 검출 신호 E0와 광 검출부(70f)로부터 출력되는 검출 신호 F0를 변화시킨다. 이에 따라, 후술한 집광 렌즈(16)의 광축 편차를 조정하기 위해 원하는 검출 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
본 실시예에서는 반도체 레이저 소자(21)가 본 발명의 광원에 상당하고, 3 분할용 회절 격자(23)가 회절 소자에 상당하며, 신호 검출용 PDIC(45)가 광 검출기에 상당하고, 조정 회로(71)가 조정부 및 조정 회로에 상당한다.
상기 구조를 갖는 광 픽업 장치에서, 집광 렌즈(16)가 장착되는 하우징과 반도체 레이저 소자(21) 등이 장착되는 투광 및 수광 유닛은 위치 정렬되어 일체적으로 조립된다. 이 광 픽업 장치의 조립 공정에서는 조립 오차에 의해 반도체 레이저 소자(21)로부터 출사된 레이저 광의 광축에 대한 집광 렌즈(16)의 장착 위치가 광 디스크(1)의 반경 방향(X축 방향)으로 어긋나는 경우가 있다.
그래서, 상기한 광 픽업 장치(100)에서는, 도 16에 도시한 바와 같이, 검사용 구동 회로(74)를 이용하여 광 픽업 장치(100)에 설치한 조정 회로(71)의 가변 저항기 VR의 저항치를 조정하여 집광 렌즈(16)의 위치 편차를 보정한다.
우선, 광 픽업 장치(100)를 검사 장치(도시하지 않음)의 소정 위치에 장착하고, 반도체 레이저 소자(21)로부터 레이저 광을 광 디스크(1) 상에 조사하여, 재생용 주 스폿 및 트래킹 상태 검출용 2개의 부 스폿을 형성한다. 신호 검출용 PDIC(45)는 주 스폿에 대응하는 귀환 광속 및 부 스폿에 대응하는 귀환 광속을 수광하고 수광량에 대응하는 검출 신호 E0, F0를 출력한다. 이 검출 신호 E0, F0는 조정 회로(71)를 통해 플렉시블 기판(50)의 출력 단자로부터 검사용 구동 회로(74)에 검출 신호 E, F로서 출력된다.
검사용 구동 회로(74)는 E-F 처리부(75), 저역 통과 필터(76) 및 연산 증폭기(77)를 갖고 있다. E-F 처리부(75)는 광 픽업 장치(100)로부터 출력된 검출 신호 E, F에 기초해서 트래킹 에러 신호 TE(=E-F)를 산출한다. 이 검사 공정에서는, 트래킹 에러 신호 TE는 실제로 트래킹을 행하기 위한 신호가 아니라 위치 편차가 발생하는 집광 렌즈(16)를 광 디스크(1)의 반경 방향으로 강제적으로 이동시키기 위한 바이어스 전압을 트래킹 코일(62)에 제공하는 신호이다. 이 트래킹 에러 신호 TE는 저역 통과 필터(76)를 통과하고 연산 증폭기(77)에 의해 증폭되어 트래킹 코일(62)에 제공된다. 이에 따라, 집광 렌즈(16)가 트래킹 에러 신호 TE에 따라서 광 디스크(1)의 반경 방향을 따라 이동한다.
조정 회로(71)의 조정은 다음과 같이 해서 행해진다. 트래킹 코일(62)에 일정한 구동 신호를 제공하여 집광 렌즈(16)를 광 디스크(1)의 반경 방향을 따라 중심측 및 외주측에 일정 거리, 예를 들면 400㎛만큼 이동시켜서 그 때의 트래킹 에러 신호 TE를 비교한다. 그리고, 도 32에 도시한 바와 같이, 서로 반대 방향으로 이동한 경우의 트래킹 에러 신호 TE의 값이 다르면, 검사자는 조정 회로(71)의 가변 저항기 VR의 저항치를 조정하고 검출 신호 E0, F0의 전압을 변화시켜 트래킹 에러 신호 TE의 값을 동일하게 한다. 이에 따라, 트래킹 코일(62)에는 조정 회로(71)에 의해 일정한 바이어스 전압이 부가된 구동 신호가 인가되며 집광 렌즈(16)의 위치 편차가 보정된다.
도 17은 본 실시예의 다른 예에 의한 조정 회로의 회로도이다. 도 17에 도시한 광 픽업 장치에서는, 신호 검출용 PDIC(45)에서 광 검출부(70e)의 출력측에 증폭용 연산 증폭기(72e)가 설치되며 광 검출부(70f)의 출력측에 증폭용 연산 증폭기(72f)가 설치된다. 한 쪽의 광 검출부(70e)측의 연산 증폭기(72e)의 한 쪽의 입력부에는 기준 전압 Vref가 입력된다. 이 연산 증폭기(72e)로부터는 광 검출부(70e)의 검출 신호와 기준 전압 Vref의 차분이 증폭되어 검출 신호 E로서 출력된다.
또한, 연산 증폭기(72f)의 한 쪽 입력측에는 조정 회로(73)가 접속되어 있다. 조정 회로(73)는 전원 전압 Vcc에 접속되며 가변 저항기(73a)를 조정함으로써 연산 증폭기(72f)에 입력되는 기준 신호의 전압을 변화시킬 수 있다. 연산 증폭기(72f)는 광 검출부(70f)의 검출 신호와 조정 회로(73)로부터의 기준 신호와의 차분을 증폭하여 검출 신호 F로서 출력한다. 이 조정 회로(73)에 의해 검출 신호 F의 값을 변화시킬 수 있다. 이에 따라, E-F 처리부(75)에 의해 산출되는 트래킹 에러 신호 TE에 집광 렌즈(16)의 위치 편차를 보정하기 위한 바이어스 전압을 부가할 수 있다. 이에 따라, 트래킹 코일(62)에 제공되는 구동 신호에 의해서 집광 렌즈(16)가 반경 방향으로 이동되며 반경 방향에서의 집광 렌즈(16)와 레이저 광의 광축과의 위치 편차가 보정된다.
또, 본 실시예에서의 광 검출부(70a～70f), 연산 증폭기(72a～72f ; 증폭부)는 1개의 칩 위에 형성된다.
또한, 본 실시예의 연산 증폭기(72e, 72f)는 본 발명의 증폭부에 상당한다.
또한, 도 18은 신호 검출용 PDIC(45)의 다른 예를 도시한 평면도이다. 이 신호 검출용 PDIC의 수광부(85)는 포커스 서보용 한쌍의 광 검출부(86a, 86b)와 이들 광 검출부(86a, 86b)에 대향하도록 배치된 트래킹 서보용 한쌍의 광 검출부(86c, 86d)를 구비한다. 또한, 이 신호 검출용 PDIC의 수광부(85)에 따라서 투과형 홀로그램 소자(24)의 홀로그램면은 형상이 다른 4개의 영역으로 분할되어 있다. 이러한 광 검출부(86a ～ 86d)를 갖는 신호 검출용 PDIC(5)에 대해서도 상기 제3 실시예 및 변형예에 의한 조정 회로(71, 73)를 설치할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 광 픽업 장치는 조정 회로(71, 73)를 구비하여 단일체로 집광 렌즈(16)의 위치 편차를 보정할 수 있기 때문에, 광 픽업 장치를 조립하는 장치의 제조자가 광 픽업 장치의 집광 렌즈의 위치 편차를 조정하는 작업이 불필요해진다.
<4＞ 제4 실시예
도 19는 제1 내지 제3 실시예의 각 광 픽업 장치(100)를 이용한 광학 기록 매체 구동 장치(90)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 19의 광학 기록 매체 구동 장치(90)는 광 디스크(1)로부터 정보를 판독하는 광 디스크 드라이브 장치이다. 광학 기록 매체 구동 장치(90)는 광 픽업 장치(100), 모터(91), 이송 모터(92), 회전 제어 시스템(93), 신호 처리 시스템(94), 픽업 제어 시스템(95), 이송 모터 제어 시스템(96) 및 드라이브 컨트롤러(97)를 포함한다.
모터(91)는 광 디스크(1)를 소정의 속도로 회전시킨다. 회전 제어 시스템(93)은 모터(91)의 회전 동작을 제어한다. 이송 모터(92)는 광 픽업 장치(100)를 광 디스크(1)의 반경 방향으로 이동시킨다. 이송 모터 제어 시스템(96)은 이송 모터(92)의 동작을 제어한다. 광 픽업 장치(100)는 광 디스크(1)에 레이저 광을 조사함과 함께 광 디스크(1)로부터의 귀환 광속을 수광한다. 픽업 제어 시스템(95)은 광 픽업 장치의 투광 및 수광 동작을 제어한다. 신호 처리 시스템(94)은 광 픽업 장치(100)의 신호 검출용 PDIC(45)로부터의 검출 신호를 받아 재생 신호, 포커스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호를 산출하고, 재생 신호를 드라이브 컨트롤러(97)에 제공하며, 포커스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호를 픽업 제어 시스템(95)에 제공한다. 드라이브 컨트롤러(97)는 드라이브 인터페이스(98)을 통해 제공되는 지령에 따라서 회전 제어 시스템(93), 신호 처리 시스템(94), 픽업 제어 시스템(95) 및 이송 모터 제어 시스템(96)을 제어함과 함께, 드라이브 인터페이스(98)를 통해 재생 신호를 출력한다. 본 실시예에서는, 모터(91) 및 회전 제어 시스템(93)이 픽업 구동부에 상당하고 신호 처리 시스템(94)이 신호 처리부에 상당한다.
도 19의 광학 기록 매체 구동 장치(90)에서 제1 실시예에 의한 광 픽업 장치(100)를 이용함으로써 트래킹 동작 시의 집광 렌즈의 이동에 의한 트래킹 에러 신호의 출력 변동을 억제할 수 있으며 고정밀도의 트래킹 동작을 행할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 의한 광 픽업 장치(100)를 이용함으로써 레이저 광의 광축 편차에 의한 트래킹 에러 신호의 오프셋이 억제된 고정밀도의 트래킹 동작을 행할 수 있다. 또한, 제3 실시예에 의한 광 픽업 장치(100)를 이용함으로써 집광 렌즈의 위치 편차를 조정할 필요가 없어져 조립 작업이 간소화된다.
본 발명에 따르면, 집광 렌즈의 위치 편차를 보정하는 트래킹 신호가 출력되도록 조정된 광 픽업 장치가 조립되기 때문에, 조립 후에 광 픽업 장치의 집광 렌즈의 위치 편차의 조정 작업이 불필요해져 광학 기록 매체 구동 장치의 조립 작업이 용이해진다.
도 1은 제1 실시예에 의한 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도 2a는 3 분할용 회절 격자의 평면도이고, 도 2b는 3 분할용 회절 격자에 의해 회절된 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 나타낸 평면도.
도 3은 광 디스크로의 레이저 광의 조사 상태를 나타낸 X-Z 단면 모식도.
도 4는 광 디스크로의 레이저 광의 조사 상태를 나타낸 Y-Z 단면 모식도.
도 5는 광원의 실효적 위치와 실제의 위치와의 관계를 나타낸 설명도.
도 6a는 3 분할용 회절 격자의 평면도, 도 6b는 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 나타낸 평면도.
도 7a는 3 분할용 회절 격자의 평면도, 도 7b는 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 나타낸 평면도.
도 8은 제2 실시예에 의한 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도 9는 광 디스크로의 레이저 광의 조사 상태를 나타낸 모식도.
도 10은 3 분할용 회절 격자로의 레이저 광의 입사 상태를 나타낸 평면도.
도 11은 광원의 실효적 위치와 실제의 위치와의 관계를 나타낸 설명도.
도 12는 제3 실시예에 의한 광 픽업 장치의 구성을 나타낸 측부 단면도.
도 13은 도 12의 광 픽업 장치의 투광 및 수광 유닛의 분해 사시도.
도 14는 도 12의 광 픽업 장치의 플렉시블 기판의 평면도.
도 15a는 도 14의 플렉시블 기판의 회로도, 도 15b는 플렉시블 기판에 장착된 PDIC의 수광부의 평면도.
도 16은 도 12의 광 픽업 장치의 트래킹 동작을 행하기 위한 각 부의 회로도.
도 17은 다른 실시예에 의한 광 픽업 장치의 조정 회로 근방의 회로도.
도 18은 신호 검출용 PDIC의 수광부의 다른 예를 나타낸 평면도.
도 19는 제4 실시예에 의한 광학 기록 매체 구동 장치의 블록도.
도 20은 종래의 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도 21은 종래의 광 픽업 장치에서의 3 분할용 회절 격자의 평면도.
도 22는 광 디스크 상의 집광 상태를 나타낸 모식도.
도 23은 종래의 광 검출기의 구성을 나타낸 평면도.
도 24a는 회절 광속의 집광 상태를 나타낸 모식 단면도, 도 24b는 회절 광속의 집광 렌즈로의 입사 상태를 나타낸 모식 평면도.
도 25는 종래의 광 픽업 장치의 개략 구성도.
도 26의 (a), (b)는 레이저 광의 광 강도 분포를 나타낸 설명도.
도 27은 종래의 광 픽업 장치의 구성을 나타낸 모식도.
도 28은 광 디스크 상에서의 집광 상태를 나타낸 모식적 평면도.
도 29는 신호 검출용 포토 다이오드의 평면도.
도 30은 종래의 광 픽업 장치를 구비한 광 디스크 드라이브 장치의 트래킹 동작을 행하는 각 부의 회로도.
도 31은 집광 렌즈로의 레이저 광의 입사 상태를 나타낸 평면 모식도.
도 32는 집광 렌즈 이동 시의 트래킹 에러 신호의 변화를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광 디스크
1a : 기록면
2 : 반도체 레이저 소자
3 : 3 분할용 회절 격자
4 : 투과형 홀로그램 소자
5, 6 : 집광 렌즈
7 : 베이스
8 : 블록
9 : 히트 싱크
10 : 투광 및 수광 유닛
11 : 홀더
12 : 스페이서
100 : 광 픽업 장치

Claims (27)

  1. 광 픽업 장치에 있어서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 제1 회절 소자, 및
    상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈
    를 구비하고,
    상기 집광 렌즈는 트래킹 동작을 위해 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 설치되며,
    상기 제1 회절 소자의 회절면은, 상기 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있고,
    상기 제1 회절 소자의 상기 회절면은, 광원으로부터 출사된 광속이 상기 제1 회절 소자 상에 형성되는 광 스폿보다도 작은 직사각형이며 또한 상기 집광 렌즈가 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 직사각형의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있고,
    상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 집광 렌즈의 이동 거리를 Q, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원과의 실효 거리를 L2, 상기 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원과의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S, 상기 집광 렌즈 상에 형성되는 상기 직사각형의 광 스폿의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 제한폭을 B1이라고 할 때,
    상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 W1은,
    를 만족하도록 설정되고,
    상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 W2는,
    을 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과하여 상기 집광 렌즈로 유도함과 함께, 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자, 및
    상기 제2 회절 소자에 의해서 회절된 상기 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더 구비하는 광 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 상기 회절면은, 상기 광원으로부터 출사된 광속이 상기 제1 회절 소자 상에 형성되는 광 스폿보다도 작은 타원형 또는 원형이며, 상기 집광 렌즈가 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 타원형의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치되는 크기로 형성되어 있는 광 픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 타원형의 회절면은 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향으로 장축을 가지며,
    상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 집광 렌즈의 이동량을 Q, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원과의 실효 거리를 L2, 상기 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원과의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S, 상기 집광 렌즈 상에 형성되는 상기 타원형의 광 스폿의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 반경의 제한폭을 b, 상기 타원형의 상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭을 WB라고 할 때,
    상기 타원형의 상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 WA는,
    이며,
    를 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 회절 소자의 타원형의 회절면은 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 WB가,
    를 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 집광 렌즈의 이동량을 Q, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원의 실효 거리를 L2라고 할 때,
    상기 타원형의 상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 WA는,
    을 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S로 한 경우에,
    상기 제1 회절 소자의 타원형의 상기 회절면은 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 WB가,
    를 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과하여 상기 집광 렌즈로 유도함과 함께, 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자, 및
    상기 제2 회절 소자에 의해서 회절된 상기 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더 구비하는 광 픽업 장치.
  9. 광 픽업 장치에 있어서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 제1 회절 소자, 및
    상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈
    를 구비하고,
    상기 광원에 의해 출사되는 광속의 광축과 상기 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속의 광축을 포함하는 면 내에서의 상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 폭은, 상기 광원으로부터 출사된 광속이 상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 방향으로 회절되는 광속 중 상기 집광 렌즈에 입사되는 광속에 대응하는 상기 제1 회절 소자 상의 제1 광 스폿, 및 상기 제2 방향으로 회절되는 광속 중 상기 집광 렌즈에 입사되는 광속에 대응하는 상기 제1 회절 소자 상의 제2 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작게 설정되어 있고,
    상기 면 내에서의 상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 폭은 상기 제1 회절 소자 상의 상기 제1 광 스폿과 상기 제2 광 스폿과의 중복 영역의 폭 이하로 설정되어 있고,
    상기 제1 회절 소자의 회절면의 폭 W는, 상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원과의 실효 거리를 L2, 상기 제1 방향으로 회절된 광속에 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원과의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속에 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S라고 할 때,
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 방향은 +1차 회절 방향이며, 상기 제2 방향은 -1차 회절 방향인 광 픽업 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 실효 거리 L1은 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 사이의 물리 거리를 X1, 상기 제1 회절 소자의 두께를 d, 굴절율을 n이라고 할 때,
    에 의해 규정되며,
    상기 실효 거리 L2는 상기 광원과 상기 회절면간의 물리 거리를 X2, 상기 제1 회절 소자의 두께를 d, 굴절율을 n이라고 할 때,
    에 의해 규정되어 있는 광 픽업 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과하여 상기 집광 렌즈로 유도함과 함께, 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자, 및
    상기 제2 회절 소자에 의해 회절된 상기 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더 구비하는 광 픽업 장치.
  13. 광 픽업 장치에 있어서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 제1 회절 소자, 및
    상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈
    를 구비하고,
    상기 집광 렌즈는 트래킹 동작을 위해 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되며,
    상기 제1 회절 소자의 회절면은, 상기 광원에 의해 출사되는 광속의 광축과 상기 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속의 광축을 포함하는 면 내에서의 폭이 상기 광원으로부터 출사된 광속이 상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 방향으로 회절되는 광속 중 상기 집광 렌즈에 입사되는 광속에 대응하는 상기 제1 회절 소자 상의 제1 광 스폿과 상기 제2 방향으로 회절되는광속 중 상기 집광 렌즈에 입사되는 광속에 대응하는 상기 제1 회절 소자 상의 제2 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작으며 또한 상기 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있고,
    상기 제1 회절 소자의 상기 회절면은, 광원으로부터 출사된 광속이 상기 제1 회절 소자 상에 형성되는 광 스폿보다도 작은 직사각형이며 또한 상기 집광 렌즈가 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 직사각형의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있고,
    상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 집광 렌즈의 이동 거리를 Q, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원과의 실효 거리를 L2, 상기 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원과의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S, 상기 집광 렌즈 상에 형성되는 상기 직사각형의 광 스폿의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 제한폭을 B1이라고 할 때,
    상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 W1은,
    를 만족하도록 설정되고,
    상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 W2는,
    이며,
    을 만족하도록 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 면 내에서의 상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 폭은 상기 제1 회절 소자 상의 상기 제1 광 스폿과 상기 제2 광 스폿과의 중복 영역의 폭 이하로 설정되어 있는 광 픽업 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 투과하여 상기 집광 렌즈로 유도함과 함께 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광속을 회절시키는 제2 회절 소자, 및
    상기 제2 회절 소자에 의해서 회절된 상기 귀환 광속을 수광하는 광 검출기를 더 구비하는 광 픽업 장치.
  16. 광학 기록 매체로부터 정보를 판독하기 위한 광속의 트래킹 상태의 검출이 가능한 광 픽업 장치에 있어서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 제1 회절 소자,
    상기 광학기록 매체의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 회절 소자에 의해 분할된 상기 복수의 광속을 상기 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체에 집광된 상기 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하고 수광량에 따른 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기,
    상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로, 및
    상기 조정 회로에 의해 조정된 상기 복수의 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 응답하여 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부
    를 구비하고,
    상기 조정 회로는, 상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부에 접속되는 복수의 배선층간에 삽입되는 가변 저항기를 가지고 있는 광 픽업 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부로부터의 신호를 추출하는 배선부를 더 구비하고,
    상기 가변 저항기는 상기 배선부에 배치되어 있는 광 픽업 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 배선부는 플렉시블 기판에 형성되어 있는 광 픽업 장치.
  19. 광학 기록 매체로부터 정보를 판독하기 위한 광속의 트래킹 상태의 검출이 가능한 광 픽업 장치에 있어서,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 제1 회절 소자,
    상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 회절 소자에 의해 분할된 상기 복수의 광속을 상기 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체에 집광된 상기 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하고 수광량에 따른 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기,
    상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로, 및
    상기 조정 회로에 의해 조정된 상기 복수의 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 응답하여 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부
    를 구비하고,
    상기 광 검출기에서 상기 복수의 수광부에 대응하여 설치되며, 대응하는 수광부로부터 출력되는 검출 신호와 기준 신호와의 차분을 각각 증폭하는 복수의 증폭부를 구비하고,
    상기 조정 회로는 상기 복수의 증폭부의 적어도 1개의 증폭부에 제공되는 상기 기준 신호를 변화시키는 가변 저항기를 포함하는 광 픽업 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 수광부 및 상기 복수의 증폭부는 1개의 칩에 형성되어 있는 광 픽업 장치.
  21. 제16항에 있어서, 상기 제1 회절 소자에 의해 분할된 복수의 광속을 투과하여 상기 집광 렌즈로 유도함과 함께, 상기 광학 기록 매체로부터의 상기 복수의 귀환 광속을 회절시켜서 상기 광 검출기로 유도하는 제2 회절 소자를 더 구비하는 광 픽업 장치.
  22. 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서,
    상기 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부,
    상기 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고, 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치,
    상기 광 픽업 장치를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부
    를 구비하고,
    상기 광 픽업 장치는,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 회절 소자, 및
    상기 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈
    를 구비하고,
    상기 집광 렌즈는 트래킹 동작을 위해 상기 광학 기록 매체의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 설치되고,
    상기 회절 소자의 회절면은, 상기 집광 렌즈가 트래킹 동작을 위해 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있고,
    상기 제1 회절 소자의 상기 회절면은, 광원으로부터 출사된 광속이 상기 제1 회절 소자 상에 형성되는 광 스폿보다도 작은 직사각형이며 또한 상기 집광 렌즈가 이동한 경우에, 상기 회절면에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 회절 광속의 상기 집광 렌즈 상에서의 직사각형의 광 스폿이 상기 집광 렌즈의 개구 내에 위치하는 크기로 형성되어 있고,
    상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 집광 렌즈의 이동 거리를 Q, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원과의 실효 거리를 L2, 상기 제1 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원과의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속과 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S, 상기 집광 렌즈 상에 형성되는 상기 직사각형의 광 스폿의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 제한폭을 B1이라고 할 때,
    상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향에 직교하는 방향의 폭 W1은,
    를 만족하도록 설정되고,
    상기 회절면의 상기 집광 렌즈의 이동 방향의 폭 W2는,
    이며,
    을 만족하도록 설정되어 있는 광학 기록 매체 구동 장치.
  23. 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서,
    상기 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부,
    상기 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고, 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치,
    상기 광 픽업 장치를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부
    를 구비하고,
    상기 광 픽업 장치는,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 광속을 적어도 제1 및 제2 방향으로 회절시키는 회절면을 갖는 회절 소자, 및
    상기 회절 소자에 의해 상기 제1 및 제2 방향으로 회절된 광속을 광학 기록 매체에 조사하는 집광 렌즈
    를 구비하고,
    상기 광원에 의해 출사되는 광속의 광축과 상기 제1 및 제2 방향으로 회절되는 광속의 광축을 포함하는 면 내에서의 상기 회절 소자의 상기 회절면의 폭은, 상기 광원으로부터 출사된 광속이 상기 회절 소자에 의해 상기 제1 방향으로 회절되는 광속 중 상기 집광 렌즈에 입사되는 광속에 대응하는 상기 회절 소자 상의 광 스폿과 상기 제2 방향으로 회절되는 광속 중 상기 집광 렌즈에 입사되는 광속에 대응하는 상기 회절 소자 상의 광 스폿을 포함하는 영역의 폭보다도 작게 설정되어 있고,
    상기 면 내에서의 상기 제1 회절 소자의 상기 회절면의 폭은 상기 제1 회절 소자 상의 상기 제1 광 스폿과 상기 제2 광 스폿과의 중복 영역의 폭 이하로 설정되어 있고,
    상기 제1 회절 소자의 회절면의 폭 W는, 상기 집광 렌즈의 개구 반경을 R, 상기 광원과 상기 집광 렌즈의 중심과의 실효 거리를 L1, 상기 회절면과 상기 광원과의 실효 거리를 L2, 상기 제1 방향으로 회절된 광속에 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제1 가상 광원과 상기 광원과의 거리 또는 상기 제2 방향으로 회절된 광속에 등가인 직진 광속을 상기 집광 렌즈에 출사한다고 상정되는 제2 가상 광원과 상기 광원과의 거리를 S라고 할 때,
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 광학 기록 매체 구동 장치.
  24. 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서,
    상기 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부,
    상기 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치,
    상기 광 픽업 장치를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부
    를 구비하고,
    상기 광 픽업 장치는,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 회절 소자,
    상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 회절 소자에 의해 분할된 상기 복수의 광속을 상기 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체에 집광된 상기 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하고, 수광량에 따른 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기,
    상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로, 및
    상기 조정 회로에 의해 조정된 상기 복수의 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 응답하여 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부
    를 구비하고,
    상기 조정 회로는, 상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부에 접속되는 복수의 배선층간에 삽입되는 가변 저항기를 가지고 있는 광학 기록 매체 구동 장치.
  25. 광속을 출사하는 광원, 상기 광원으로부터 출사된 상기 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 회절 소자, 상기 회절 소자에 의해 분할된 상기 복수의 광속을 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈, 상기 집광 렌즈를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부, 및 상기 광학 기록 매체에 집광된 상기 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하여 수광량에 따른 복수의 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기를 구비한 광 픽업 장치에서, 상기 광학 기록 매체의 반경 방향에서의 상기 복수의 광속의 광축에 대한 상기 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하는 광 픽업 장치의 조정 방법에 있어서,
    상기 광 픽업 장치에 상기 복수의 수광부로부터 출력되는 각 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로를 설치하는 단계,
    상기 조정 회로를 통해 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초해서 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 회로를 상기 광 픽업 장치의 상기 렌즈 구동부에 접속하는 단계, 및
    상기 조정 회로를 이용하여 상기 검출 신호를 변화시킴으로써 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시킨 후, 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 소정 거리 이동시키면서 상기 검출 신호의 변화를 관찰함으로써, 상기 광학 기록 매체의 반경 방향에서의 상기 복수의 광속의 광축에 대한 상기 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 조정 회로는, 상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부에 접속되는 복수의 배선층간에 삽입되는 가변 저항기를 가지고 있는 광 픽업 장치의 조정 방법.
  26. 광학 기록 매체로부터 광학적으로 정보를 판독하는 광학 기록 매체 구동 장치에 있어서,
    상기 광학 기록 매체를 회전시키는 회전 구동부,
    상기 광학 기록 매체에 레이저 광을 출사하고 상기 광학 기록 매체로부터의 귀환 광을 수광하는 광 픽업 장치,
    상기 광 픽업 장치를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 픽업 구동부, 및
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부
    를 구비하고,
    상기 광 픽업 장치는,
    광속을 출사하는 광원,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 회절 소자,
    상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 회절 소자에 의해 분할된 상기 복수의 광속을 상기 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈,
    상기 광학 기록 매체에 집광된 상기 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하고, 수광량에 따른 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기,
    상기 광 검출기의 상기 복수의 수광부로부터 출력되는 복수의 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로, 및
    상기 조정 회로에 의해 조정된 상기 복수의 검출 신호에 기초하는 소정의 신호에 응답하여 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부
    를 구비하고,
    상기 광 검출기에서 상기 복수의 수광부에 대응하여 설치되며, 대응하는 수광부로부터 출력되는검출 신호와 기준 신호와의 차분을 각각 증폭하는 복수의 증폭부를 구비하고,
    상기 조정 회로는 상기 복수의 증폭부의 적어도 1개의 증폭부에 제공되는 상기 기준 신호를 변화시키는 가변 저항기를 포함하는 광학 기록 매체 구동 장치.
  27. 광속을 출사하는 광원, 상기 광원으로부터 출사된 상기 광속으로부터 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속을 분할하는 회절 소자, 상기 회절 소자에 의해 분할된 상기 복수의 광속을 광학 기록 매체에 집광하는 집광 렌즈, 상기 집광 렌즈를 상기 광학 기록 매체의 반경 방향으로 이동시키는 렌즈 구동부, 및 상기 광학 기록 매체에 집광된 상기 트래킹 상태 검출용의 복수의 광속에 기초하는 복수의 귀환 광속을 각각 수광하여 수광량에 따른 복수의 검출 신호를 출력하는 복수의 수광부를 갖는 광 검출기를 구비한 광 픽업 장치에서, 상기 광학 기록 매체의 반경 방향에서의 상기 복수의 광속의 광축에 대한 상기 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하는 광 픽업 장치의 조정 방법에 있어서,
    상기 광 픽업 장치에 상기 복수의 수광부로부터 출력되는 각 검출 신호를 변화시킬 수 있는 조정 회로를 설치하는 단계,
    상기 조정 회로를 통해 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초해서 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 회로를 상기 광 픽업 장치의 상기 렌즈 구동부에 접속하는 단계, 및
    상기 조정 회로를 이용하여 상기 검출 신호를 변화시킴으로써 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 이동시킨 후, 상기 집광 렌즈를 상기 반경 방향으로 소정 거리 이동시키면서 상기 검출 신호의 변화를 관찰함으로써, 상기 광학 기록 매체의 반경 방향에서의 상기 복수의 광속의 광축에 대한 상기 집광 렌즈의 중심부의 위치 편차를 보정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 광 검출기에서 상기 복수의 수광부에 대응하여 설치되며, 대응하는 수광부로부터 출력되는 검출 신호와 기준 신호와의 차분을 각각 증폭하는 복수의 증폭부를 구비하고,
    상기 조정 회로는 상기 복수의 증폭부의 적어도 1개의 증폭부에 제공되는 상기 기준 신호를 변화시키는 가변 저항기를 포함하는 광 픽업 장치의 조정 방법.
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