KR100640309B1

KR100640309B1 - 광픽업 장치

Info

Publication number: KR100640309B1
Application number: KR1019990003415A
Authority: KR
Inventors: 박경찬
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2006-10-31
Also published as: KR20000055008A

Abstract

본 발명은 부빔을 생성하여 크로스토크 성분을 제거할 수 있도록 하는 광픽업 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광픽업 장치는 집광광학계와 수광광학계에 각각 배치된 제1 위상판과 제2 위상판을 구비하고 제1 및 제2 위상판의 편광방향이 서로 수직인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 편광방향이 서로 직교하는 2개의 위상판을 사용하여 고밀도 광디스크에 유리하게 적용되는 3빔을 제공함으로써 크로스토크 성분을 쉽게 제거할 수 있을 뿐만 아니라 광학계 구성이 간단해지므로 박형화에 적합하게 된다.

Description

광픽업 장치{Optical Pick-up Apparatus}

도 1은 크로스토크 현상을 나타낸 도면.

도 2는 종래 광픽업 장치의 구성을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광픽업 장치의 구성을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위상판을 나타낸 도면.

도 5a 및 도 5b는 제1 실시 예에 따른 제1 및 제2 위상판을 나타낸 도면.

도 6a 및 도 6b는 도 5a에 도시된 제1 위상판에 의해 트랙상에 조사되는 3빔과 도 5b에 도시된 제2 위상판에 의해 광검출기에 조사되는 반사광빔을 나타낸 도면.

도 7은 도 6b에 도시된 반사광빔을 검출하기 위한 광검출기의 구성을 나타낸 도면.

도 8은 도 5b에 도시된 원호상의 격자가공형상을 갖는 제2 위상판에 의해 제1 및 제2 광검출기에 결상되는 제1 및 제2 주빔의 초점 위치를 나타낸 도면.

도 9는 도 7에 도시된 제1 및 제2 광검출기의 다른 실시 예를 나타낸 도면.

도 10a 및 도 10b는 도 3에 도시된 제2 실시 예에 따른 제1 및 제2 위상판을 나타낸 도면.

도 11a는 및 도 11b는 도 10a에 도시된 제1 위상판에 의해 트랙상에 조사되는 3빔과 도 10b에 도시된 제2 위상판에 의해 광검출기에 조사되는 반사광빔을 나타낸 도면.

도 12는 도 11b에 도시된 반사광빔을 검출하기 위한 광검출기의 구성을 나타낸 도면.

도 13은 도 10b에 도시된 제2 위상판을 사용하지 않는 경우 부빔에 의해 주빔에 포함되는 노이즈성분을 나타낸 도면.

도 14는 도 12c에 도시된 광검출기의 출력신호를 이용하여 고주파신호를 검출하기 위한 신호검출부의 구성을 나타낸 블록도.

도 15a 및 도 15b는 제3 실시 예에 따른 제1 및 제2 위상판을 나타낸 도면.

도 16a 및 도 16b는 제4 실시 예에 따른 제1 및 제2 위상판을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

12, 34 : 광원 14 : 편광위상판

16, 36 : 시준렌즈 18, 40 : 빔스프리터

20, 42 : 대물렌즈 22, 44 : 광디스크

24 : 편광빔스프리터(PBS) 26, 28 : 제1 및 제2 광검출기

30 : 증폭기 32 : 차동증폭기

38, 58 : 제1 위상판 46, 60, 72, 74 : 제2 위상판

52 : λ/4판 54 : 위상판

56, 38A, 46A, 58A, 60A, 72A, 74A : 광축

54A : 광축표시면 54B : 골

54C : 산 50 : 광검출기

51 : 초점기준면

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 부빔을 생성하여 크로스토크(Crosstalk) 성분을 제거할 수 있도록 하는 광픽업 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광픽업 장치는 광디스크의 기록면에 광을 조사하여 반사된 광을 검출함으로써 정보의 기록/재생 동작을 수행한다. 이를 위하여, 광픽업 장치는 광을 출사하는 레이저 다이오드와, 출사된 광을 디스크의 기록면에 집광하는 대물렌즈와, 광디스크로부터 반사된 광을 검출하는 광검출기와, 집광 및 수광에 필요한 기타 광학계로 이루어져 있다.

광디스크는 상용화된 CD(Compact Disc)에 이어 기록용량이 향상된 DVD(Digital Versatile Disc)가 개발되어 보급되고 있으며, 오디오 및 비디오 데이터와 컴퓨터 데이터 등의 기록/재생용으로 그 용도가 더욱 증대되고 있다. 최근에는 단파장의 광을 발생하는 블루레이저의 개발성공으로 보다 기록용량이 향상된 광디스크의 개발이 기대되고 있다.

그리고, 광디스크의 기록용량을 증대시키기 위하여 블루 레이저 등과 같은 단파장의 광원과 함께 대물렌즈의 개구수(NA) 증대, 트랙피치의 협소화 등이 시도되고 있다. 그런데, 트랙피치를 좁히는 경우 인접트랙간의 크로스토크 현상이 문제가 되고 있다.

상세히 하면, 도 1에 도시된 바와 같이 임의의 피트(P1)를 재생하기 위하여 광을 조사하는 경우 트랙피치가 좁게 설정되어 있으면 그 피트(P1)에 조사되는 광스폿은 인접트랙까지 걸친 형태로 조사되게 된다. 이에 따라, 반사광으로부터 검출된 재생신호에는 인접트랙의 피트들에 의한 크로스토크 성분이 포함되게 된다. 이러한 크로스토크 성분을 제거하기 위한 방법 중의 하나로서 편광위상판(Polarizing Phase Plate)을 이용하는 방법이 알려져 있다.

도 2는 종래의 크로스토크 성분 제거를 위한 광픽업 장치의 구조를 도시한 것으로서, 도 2에 도시된 광픽업 장치는 광빔을 발생하는 광원(12)과, 광원(12)으로부터 발생된 광빔을 광디스크(22)의 기록면에 집속하기 위한 대물렌즈(20)와, 광디스크(22)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 제1 및 제2 광검출기(26, 28)와, 광원(12)과 대물렌즈(20) 및 제1 및 제2 광검출기(26, 28) 사이에 배치된 빔스프리터(18)와, 빔스프리터(18)와 제1 및 제2 광검출기(26, 28) 사이에 배치된 편광빔스프리터(이하, PBS라 한다)(24)와, 광원(12)과 빔스프리터(18) 사이에 배치된 편광위상판(14)과, 편광위상판(14)과 빔스프리터(18) 사이에 배치된 시준렌즈(16)를 구비한다.

도 2의 광픽업 장치에서 광원(12)은 상호 직교하여 유동하는 편광특성을 갖는 2개의 편광빔을 발생한다. 시준렌즈(16)는 광원(12)으로부터 편광위상판(14)을 경유하여 빔스프리터(18) 쪽으로 진행하는 발산형의 광빔을 평행광빔으로 변환하여 광빔의 누설을 방지한다. 빔스프리터(18)는 시준렌즈(16)로부터의 광빔을 대물렌즈(20) 쪽으로 진행하도록 통과시킴과 아울러 광디스크(22)의 기록면에서 반사되어 대물렌즈(20)를 경유한 반사광빔을 PBS(24) 쪽으로 진행하도록 반사시킨다. 대물렌즈(20)는 빔스프리터(18)로부터의 입사광빔을 광디스크(22)의 기록면에 집속시킨다. 편광위상판(14)은 광축을 기준으로 좌우 위상이 180°차이가 나는 2개의 위상편(0,π)으로 구성되어 광원(12)으로부터의 광빔을 편광특성에 따라 선택적으로 위상을 변화시킨다. 상세히 하면, 광원(12)으로부터 출사된 선편광빔 중 어느 한방향의 제1 선편광 성분은 편광위상판(14)의 영향을 받지 않은 상태로 그대로 통과하여 시준렌즈(16)와 빔스프리터(18) 및 대물렌즈(20)를 경유하여 광디스크(22)의 기록면에 (A)에 도시된 바와 같이 빔의 강도가 큰 주빔으로 조사된다. 반면에, 제1 선편광 성분에 수직한 방향의 제2 선편광 성분은 편광위상판(14)을 통과하면서 위상이 변조됨으로써 광디스크(22)의 기록면에 주빔의 양측부에 중첩된 쌍봉 모양의 부빔으로 조사된다. 여기서, 주빔은 재생하고자 하는 신호트랙에 조사되어 정보신호를 재생하는데 이용되고 부빔은 인접트랙에 조사되어 재생신호에 포함된 크로스토크 성분을 검출하는데 이용되게 된다. PBS(24)는 광디스크(22)로부터 반사되어 대물렌즈(20)와 빔스프리터(18)를 경유하여 입사되는 반사광빔 중 주빔은 제1 광검출기(26) 쪽으로 진행하도록 그대로 통과시키고, 반사광빔 중 부빔은 제2 광검출기(28) 쪽으로 진행하도록 반사시킨다. 제1 광검출기(26)는 PBS(24)로부터 분리되어 입사되는 주빔을 검출하고 제2 광검출기(28)는 PBS(24)로부터 분리되어 입사되는 부빔을 검출하여 전기적인 신호로 변환한다. 다시 말하여, 제1 광검출기(26)는 주빔으로부터 정보신호가 포함된 고주파신호를 검출하고 제2 광검출기(28)는 부빔으로부터 인접트랙의 크로스토크 성분을 검출하게 된다.

그리고, 도 2에 도시된 광픽업은 제2 광검출기(28)에 접속된 증폭기(30)와, 제1 광검출기(26)와 증폭기(30)에 접속된 차동증폭기(32)를 추가로 구비한다. 증폭기(30)는 제2 광검출기(28)의 크로스토크 성분을 증폭하여 출력하고, 차동증폭기는(32)은 제1 광검출기(26)로부터의 고주파신호에서 증폭기(30)로부터의 크로스토크 제거하여 출력한다.

그런데, 전술한 광픽업 장치는 고밀도화를 위하여 트랙피치가 비교적 좁게 설정된 광디스크에 적용하는 경우 상대적으로 부빔간의 간격이 멀어져 인접트랙에 조사될 수 없으므로 크로스토크 성분을 제거할 수 없는 문제점이 있다. 다시 말하여, 상기 광픽업 장치는 고밀도화 추세에 있는 광디스크에는 적합하지 않다. 또한, 전술한 광픽업 장치는 부빔을 검출하기 위하여 편광빔스프리터(24)와 2개의 광검출기(26, 28)를 필요로 하므로 픽업의 부피가 커져 박형화를 저해할 뿐만 아니라 광학부품 구성이 복잡하여 제조하기가 곤란한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 크로스토크 제거를 위한 부빔간의 간격을 줄여 고밀도 광디스크에 적합하도록 한 광픽업 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간단한 구성으로 크로스토크 제거를 위한 부빔을 제 공할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 집광광학계와 수광광학계에 각각 배치된 제1 위상판과 제2 위상판을 구비하고 제1 및 제2 위상판의 편광방향이 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 3 내지 도 16b를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광픽업 장치의 구성을 나타내는 것으로서, 도 3에 도시된 광픽업 장치는 광을 발생하는 광원(34)과, 광원(34)으로부터 발생된 광빔을 광디스크(44)의 기록면에 집속하기 위한 대물렌즈(42)와, 광디스크(44)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(50)와, 광원(34)과 대물렌즈(42) 및 광검출기(50) 사이에 배치된 빔스프리터(40)와, 광원(34)과 빔스프리터(40) 사이에 나란하게 배치된 시준렌즈(36) 및 제1 위상판(38)과, 빔스프리터(40)와 광검출기(50) 사이에 나란하게 배치된 제2 위상판(46) 및 센서렌즈(48)를 구비한다. 또한, 도 3에 도시된 광픽업 장치는 빔스프리터(40)와 대물렌즈(42) 사이에 배치된 λ/4판(52)을 더 구비한다.

도 3의 광픽업 장치에서 광원(34)은 선편광빔을 발생한다. 시준렌즈(36)는 광원(34)으로부터 제1 위상판(38) 쪽으로 진행하는 발산형의 광빔을 평행광빔으로 변환하여 광빔의 누설을 방지하는 역할을 한다. 빔스프리터(40)는 광원(34)으로부터 시준렌즈(36)와 제1 위상판(38)을 경유하여 입사되는 광을 대물렌즈(42) 쪽으로 진행하도록 통과시킴과 아울러 광디스크(44)의 기록면에서 반사되어 대물렌즈(42)를 경유하여 입사되는 반사광빔을 광검출기(50) 쪽으로 진행하도록 반사시킨다. 대물렌즈(42)는 빔스프리터(40)로부터 입사되는 광을 광디스크(44)의 기록면에 집속시킨다. 센서렌즈(48)는 빔스프리터(40)에서 반사되어 제2 위상판(46)을 경유하여 입사되는 반사광을 광검출기(50)에 집속시키게 된다.

본 발명에 적용되는 위상판(54)은 도 4에 도시된 바와 같이 격자구조로서 입사광의 편광방향에 따라 선택적으로 회절시켜 3빔을 생성하게 된다. 이를 위하여, 위상판(54)은 격자구조로 가공된 복굴절 크리스탈(예를 들면, LiNb03) 재질의 기판을 이용하여 자신의 광축(56)을 기준으로 입사광의 편광방향에 따라 선택적으로 회절투과시키게 된다. 다시 말하여, 위상판(54)은 자신의 광축(56)방향과 직교하는 편광성분은 그대로 투과시키고 자신의 광축(56)방향과 평행한 편광성분은 회절투과시켜 빔을 분리시키게 된다. 이렇게 빔을 분리시키기 위하여, 위상판(54)은 격자 가공에 의해 형성된 골(54B) 부분을 적절한 도핑물질로 도핑하여 원하는 선편광의 굴절률을 변화시킴으로써 골(54B) 부분과 산(54C) 부분을 투과하는 광빔이 180°위상차를 갖도록 하여 두 개의 빔으로 분리되어 결상되도록 한다. 또한, 위상판(54)은 자신의 광축(56)과 직교하는 면을 절단하여 광축표시면(54A)을 형성함으로써 자신의 광축(56) 방향을 가시적으로 나타내고 있다. 이러한 위상판(54)의 광축(56) 을 기울여 광로상에 배치하는 경우 수직 또는 수평 선편광 중 하나만을 이용하여 3개의 빔으로 분리시킬 수 있게 된다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 제1 및 제2 위상판(38, 46)의 구체적인 형태가 도시되어 있다.

도 5a에서 제1 위상판(38)은 입사되는 수직 선편광을 회절시켜 3빔으로 분리하고, 이 3빔이 광디스크(44) 상에 반경방향으로 나란하게 조사되도록 한다. 이를 위하여, 제1 위상판(38)은 자신의 광축(38A)이 입사광축에 대하여 소정의 각도로 기울어지도록 배치되고 격자가공방향은 트랙방향과 나란하게 형성되어 있다. 이에 따라, 제1 위상판(38)에 입사되는 수직 선편광은 제1 위상판(38)의 광축(38A)에 의해 상호 직교하는 편광성분으로 분리되고, 광축(38A)과 직교하는 편광성분은 직진투과되어 도 6에 도시된 바와 같이 목표트랙에 주빔(MB)으로 조사되게 된다. 반면에, 제1 위상판(38)의 광축(38A)과 평행한 편광성분은 회절투과되어 격자가공방향에 의해 양측 인접트랙에 나란하게 분리됨으로써 부빔(SB1, SB2)으로 조사되게 된다. 이 경우, 부빔(SB1, SB2)은 주빔(MB)의 양측부에 중첩되게끔 조사되어 주빔(MB)에 포함된 크로스토크 성분을 제거하는데 이용되게 된다.

도 5b에 도시된 제2 위상판(46)은 광디스크(44) 상에 중첩되어 조사된 3빔(MB, SB1, SB2)을 각각 검출하기 위하여 광디스크(44)로부터 반사되어 입사되는 부빔(SB1, SB2)은 직진투과시키고 주빔(MB)은 회절투과시켜 분리되도록 한다. 이를 위하여, 제2 위상판(46)은 제1 위상판(38)을 90°회전시킨 형태로 광경로상에 배치된다. 이에 따라, 제2 위상판(46)의 광축(46A)방향과 직교하는 편광성분의 부빔(SB1, SB2)은 제2 위상판(46)을 직진투과하여 도 6b에 도시된 바와 같이 광검출기(50) 상에 광디스크(44)의 반경방향과 평행한 X 방향으로 나란하게 조사된다. 반면, 제2 위상판(46)의 광축(46A)방향과 평행한 편광성분의 주빔(MB)은 회절투과되어 격자가공방향에 따라 분리됨으로써 도 6b에 도시된 바와 같이 광검출기(50) 상에 광디스크(44)의 트랙방향과 평행한 Y 방향으로 나란하게 조사된다. 이러한 주빔(MB1, MB2)과 부빔(SB1, SB2)을 각각 검출하기 위하여 광검출기(50)는 도 7에 도시된 바와 같이 4개의 광검출셀(PDa, PDb, PDc, PDd)을 구비한다.

도 7에 도시된 광검출기(50)에서 제1 및 제2 광검출셀(PDa, PDb)은 2개로 분리된 주빔(MB1, MB2)을 각각 검출하기 위하여 Y 방향으로 나란하게 배치되어 있고, 제3 및 제4 광검출셀(PDc, PDd)은 부빔(SB1, SB2)을 각각 검출하기 위하여 X 방향으로 나란하게 배치되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 광검출셀(PDa, PDb) 각각에서 검출된 광검출신호의 합신호에서 제3 및 제4 광검출셀(PDc, PDd) 각각에서 검출된 광검출신호의 합신호를 감산함으로써 크로스토크 성분을 쉽게 제거하여 정확한 재생신호를 검출할 수 있게 된다.

또한, 도 5b에 도시된 제2 위상판(46)은 다른 실시 예로서 격자가공형상이 점선으로 표시된 바와 같이 원호상으로 형성할 수 있다. 다시 말하여, 제2 위상판(46)에 의해 분리된 제1 및 제2 주빔(MB1, MB2)의 스폿형상, 즉 초점거리가 동일하거나 대칭성을 갖도록 제2 위상판(46)의 격자가공형상을 설계하게 된다. 여기서, 제2 위상판(46)의 격자가공형상을 도 5b에서 점선으로 표시한 바와 같이 원호형태로 가공한 경우 포커싱 서보가 보다 용이해지게 된다. 상세히 하면, 제2 위 상판(46)의 격자가공형상이 원호형태로 가공된 경우 광디스크(44)로부터 반사되어 입사되는 주빔(MB)이 제2 위상판(46)을 통과하여 제1 및 제2 주빔(MB1, MB2)으로 형성될 때 센서렌즈(48)에 의해 광검출기(50) 상에 결상되는 제1 주빔(MB1)과 제2 주빔(MB2)의 포커싱위치(f1, f2), 즉 초점거리는 도 8에 도시된 바와 같이 초점기준면(51)에 대하여 대칭성을 갖게 된다. 이 경우, 제1 및 제2 주빔(MB1, MB2)을 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)를 통해 각각 검출하여 비교함으로써 포커싱에러성분을 검출하여 포커싱 서보를 수행할 수 있게 된다. 이를 위하여, 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)의 구조는 도 9에 도시된 바와 같다.

도 9를 참조하면, 제1 및 제2 주빔(MB1, MB2)을 검출하기 위한 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)와 그 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)에 결상된 주빔(MB1, MB2)의 스폿크기가 초점거리에 따라 도시되어 있다. 도 9에 도시된 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)는 광디스크(44)의 트랙방향으로 나란하게 3분할된 제1 내지 제3 광검출편(PDa1, PDa2, PDa3 또는 PDb1, PDb2, PDb3)을 구성으로 한다. 도 9에서 점선은 주빔(MB1, MB2)의 스폿이 초점기준면(51) 앞에 맺히는 경우를 나타내고 실선은 스폿이 초점기준면(51)에 맺히는 경우 그리고, 일점 쇄선은 스폿이 초점기준면(51) 뒤에 맺히는 경우를 나타낸다. 이 경우, 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)의 중앙부에 위치한 제2 광검출편(PDa2, PDb2) 각각에서 검출된 광검출신호 간의 차신호를 이용하여 포커스에러신호를 검출함으로써 포커스 서보를 쉽게 수행할 수 있게 된다. 이를 위하여, 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)의 제2 광검출편(PDa2, PDb2)의 면적은 동일하며 제1 및 제2 주빔(MB1, MB2)의 스폿형상이 대칭성을 가지는 위치에 배치되게 된다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이 제2 광검출편(PDa2, PDb2)은 인접한 제1 및 제3 광검출편(PDa1, PDa3 또는 PDb1, PDb3)의 면적보다 작게 설정되어 트랙방향으로 배치되거나 반경방향으로 배치된 경우를 들 수 있다. 또한, 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)의 제2 광검출편(PDa2, PDb2)이 정사각형 형태로 중앙부에 배치된 경우 등 여러 가지 형태가 적용될 수 있다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 제2 실시 예에 따른 제1 및 제2 위상판(58, 60)의 구체적인 형태가 도시되어 있다.

도 10a에서 제1 위상판(58)은 도 5a에 도시된 위상판(38)과 광축방향은 같고 격자가공방향만 다르게 가공함으로써 입사되는 수직 선편광을 회절투과시켜 3빔(MB, SB1, SB2)으로 분리하고, 이 3빔(MB, SB1, SB2)이 광디스크(44) 상에 대각선방향으로 조사되도록 한다. 상세히 하면, 제1 위상판(58)에 입사되는 수직 선편광은 제1 위상판(58)의 광축(58A)에 의해 상호 직교하는 편광성분으로 분리되고, 광축(58A)과 직교하는 편광성분은 직진투과되어 도 8a에 도시된 바와 같이 목표트랙에 주빔(MB)으로 조사되게 된다. 반면에, 제1 위상판(58)의 광축(58A)과 평행한 편광성분은 회절투과되어 격자가공방향에 따라 양측 인접트랙에 대각선방향으로 분리됨으로써 부빔(SB1, SB2)으로 조사되게 된다. 이 경우, 부빔(SB1, SB2)은 주빔(MB)에 포함된 크로스토크 성분을 제거하는데 이용되게 된다. 특히, 도 11a에 도시된 바와 같이 특정파장의 광 스폿경에 비하여 트랙피치가 작게 설정되어 목표트랙에 조사된 주빔(MB)이 인접트랙까지 걸친 형태로 조사되고, 인접트랙에 대각선방향으로 조사된 부빔들(SB1, SB2)들도 목표트랙까지 걸친 형태로 조사된 경우 부빔들(SB1, SB2)을 이용하여 주빔(MB)에 포함된 크로스토크 성분을 쉽게 제거할 수 있게 된다. 다시 말하여, 고밀도 광디스크에 유리하게 적용될 수 있게 된다.

도 10b에 도시된 제2 위상판(60)은 광디스크(44) 상에 대각선 방향으로 조사되어 반사되는 3빔(MB, SB1, SB2)의 광량을 정확히 검출하기 위하여 반사되는 부빔(SB1, SB2)은 그대로 직진투과시키고 반사되는 주빔(MB)은 회절투과시켜 분리되도록 한다. 이를 위하여, 제2 위상판(60)은 제1 위상판(58)을 90°회전시킨 형태로 광경로상에 배치된다. 이에 따라, 제2 위상판(60)의 광축(60A)방향과 직교하는 편광성분의 부빔(SB1, SB2)은 제2 위상판(60)을 직진투과하여 도 11b에 도시된 바와 같이 광검출기(50) 상에 우대각선 방향으로 나란하게 조사되도록 한다. 반면, 제2 위상판(60)의 광축(60A)방향과 평행한 편광성분의 주빔(MB)은 회절투과되어 격자가공방향에 따라 분리됨으로써 도 11b에 도시된 바와 같이 광검출기(50) 상에 좌대각선 방향으로 나란하게 조사되도록 한다. 이렇게 분리되어 조사되는 주빔(MB1, MB2)과 부빔(SB1, SB2)을 각각 검출하기 위하여 광검출기(50)는 도 12에 도시된 바와 같이 4개의 광검출셀(PDa, PDb, PDc, PDd)을 구비한다.

도 12에서 제1 및 제2 광검출셀(PDa, PDb)은 분리되어 조사되는 주빔(MB1, MB2)을 각각 검출하기 위하여 우대각선 방향으로 나란하게 배치되어 있고, 제3 및 제4 광검출셀(PDc, PDd)은 부빔(SB1, SB2)을 각각 검출하기 위하여 좌대각선 방향으로 나란하게 배치되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 광검출셀(PDa, PDb) 각각에서 검출된 광검출신호(Sa, Sb)의 합신호(Sa+Sb)에서 제3 및 제4 광검출셀(PDc, PDd) 각각에서 검출된 광검출신호(Sc, Sd)의 합신호(Sc+Sd)를 감산함으로써 크로스 토크 성분을 쉽게 제거하여 정확한 재생신호를 검출할 수 있게 된다. 이 경우, 광디스크(44)상에 조사된 제1 부빔(SB1)과 주빔(MB) 및 제2 부빔(SB2)은 각각 Δt만큼의 간격을 두고 있으므로 제1 및 제2 광검출셀(PDa, PDb)에서 검출된 광검출신호(Sa, Sb)는 Δt만큼 지연시키고, 제3 광검출셀(PDc)에서 검출된 광검출신호(Sc)는 2Δt만큼 지연시켜 연산하여야 한다.

여기서, 제2 위상판(60)을 사용하지 않고 제1 위상판(58)에 의해 대각선방향으로 분리된 3빔(MB, SB1, SB2)을 광검출기(50)에서 그대로 검출하는 경우 도 13에 도시된 바와 같이 부빔(SB1, SB2)의 0차 빔 위치에 노이즈성분이 발생하여 주빔신호내에 노이즈가 포함되게 됨으로써 신호 대 잡음비(S/N)가 저하되는 원인을 초래하게 된다.

도 14를 참조하면, 도 12에 도시된 광검출기(50)에서 검출되는 제1 내지 제4 광검출신호(Sa, Sb, Sc, Sd)를 연산하여 고주파신호를 검출하기 위한 신호검출부의 구성이 블록별도 도시되어 있다.

도 14에 도시된 신호검출부는 광검출기(50)에 접속된 제1 내지 제3 딜레이(62, 64, 66)와, 제2 및 제3 딜레이(64, 66)의 출력단에 접속된 가산증폭기(68)와, 가산증폭기(68)와 제1 딜레이(62) 및 광검출기(50)의 출력단에 접속된 감산기(70)를 구비한다. 제2 및 제3 딜레이(64, 66)는 광검출기(50)의 제1 및 제2 광검출셀(PDa, PDb)에서 검출되는 제1 및 제2 광검출신호(Sa, Sb)를 각각 Δt만큼씩 지연시키기고, 제1 딜레이(62)는 제3 광검출셀(PDc)에서 검출되는 제3 광검출신호(Sc)를 2Δt만큼 지연시키게 된다. 가산증폭기(68)는 제2 및 제3 딜레 이(64, 66)에 의해 지연된 제1 및 제2 광검출신호(Sa', Sb')를 가산증폭하여 출력한다. 감산기(70)는 가산증폭기(68)의 출력신호와 제1 딜레이(62)에 의해 지연된 제3 광검출신호(Sc') 및 제4 광검출신호(Sd)를 감산하여 고주파신호(RF)를 검출하게 된다.

도 10b로 되돌아가서, 제2 위상판(60)은 포커싱서보에 유리하게 하기 위하여 격자가공형상이 점선으로 표시된 바와 같이 원호상으로 형성할 수 있다. 이 경우, 도 12에 도시된 제1 및 제2 광검출기(PDa, PDb)는 도 9에 도시된 바와 같은 구조가 적용되어 제1 및 제2 주빔(MB1, MB2)의 스폿형상이 대칭성을 가지는 위치에 배치된 제1 및 제2 광검출편(PDa2, PDb2)에서 검출된 신호의 차로부터 포커싱에러를 검출할 수 있게 된다.

그리고, 도 3에 도시된 광픽업 장치는 빔스프리터(40)와 대물렌즈(42) 사이에 집광효율을 향상시키기 위한 λ/4판(52)을 더 구비할 수 있다. λ/4판(52)은 빔스프리터(40)로부터 입사되는 선편광빔을 원편광빔으로 변환하여 대물렌즈(42) 쪽으로 출사함과 아울러 광디스크(44)에서 반사되어 대물렌즈(42)를 경유하여 입사되는 원편광빔을 다른 성분의 선편광빔으로 변환하여 빔스프리터(40) 쪽으로 출사한다. 다시 말하여, λ/4판(52)을 사용하는 경우 광디스크(44)의 기록면에서 반사되어 되돌아오는 빔의 편광방향이 입사빔에 대해 90°만큼 회전된 상태가 된다. 이 경우, 제2 위상판(46)의 형태는 제1 위상판(38)에 대해 90°만큼 회전시킨 형태가 아니라, 위상판의 광축은 변하지 않고 격자가공방향만 제1 위상판에 대해 90°만큼 회전된 상태가 되어야 한다.

상세히 하면, 도 15a에 도시된 바와 같이 제1 실시 예에 따른 제1 위상판(38)을 사용하는 경우 제2 위상판(72)은 도 15b에 도시된 바와 같이 제1 위상판(38)에 대하여 광축(72A)방향은 같고 격자가공방향만 90°만큼 회전된 형태가 되어야 한다.

한편, 도 16a에 도시된 바와 같이 제2 실시 예에 따른 제1 위상판(58)을 사용하는 경우 도 16b에 도시된 바와 같이 제2 위상판(74)은 제1 위상판(58)에 대하여 광축(74A)방향은 같고 격자가공방향만 90°만큼 회전된 형태가 되어야 한다.

여기서, 도 15b 및 도 16b에 도시된 제2 위상판(72, 74)은 포커싱서보를 유리하게 하기 위하여 원호상으로 격자가공형태를 가공한 경우도 적용될 수 있다.

그리고, 광디스크(44) 상에 조사되는 주빔과 부빔의 광량세기는 입사광의 편광방향과 제1 위상판의 광축방향과의 사이각도를 변화시켜 조정할 수 있다. 또한, 광디스크(44) 상에서 부빔간의 거리를 제1 위상판의 격자간격(P)을 변화시켜 조절할 수 있다. 다시 말하여, 제1 위상판의 격자간격(P)을 크게 설정하는 경우 부빔간의 거리가 작아지게 되고, 제1 위상판의 격자간격(P)을 작게 설정하는 경우 부빔간의 거리는 커지게 된다. 아울러, 광검출기 상에서 주빔과 부빔의 위치 및 간격은 제1 위상판과 제2 위상판의 격자간격에 따라 조절이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치에 의하면 편광방향이 서로 직교하는 2개의 위상판을 사용하여 고밀도화를 위하여 트랙피치가 특정파장의 광스 폿에 대하여 비교적 작게 설정된 광디스크에 유리하게 적용되는 3빔을 제공함으로써 크로스토크 성분을 쉽게 제거할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 광픽업 장치에 의하면 편광방향이 서로 직교하는 2개의 위상판을 사용하여 3빔을 제공함으로써 광학계 구성이 간단해지므로 박형화에 적합하게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

집광 광학계와 수광 광학계에, 각각 편광 방향이 서로 수직인 제1 위상판과 제2 위상판을 배치하되,

상기 제1 위상판은, 광원에서 발사된 선편광을 회절 투과시켜, 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 3 빔을 제공하고,

상기 제2 위상판은, 상기 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 3 빔이, 광디스크에 의해 각각 반사되어 입사되면, 상기 제1 부빔과 제2 부빔은, 그대로 투과시키되, 상기 주빔을, 회절 투과시켜, 상기 그대로 투과되는 제1 부빔 및 제2 부빔의 배열 방향과 직교하는 방향으로 제1 주빔과 제2 주빔을 분리하여, 제1 부빔, 제2 부빔, 제1 주빔, 제2 주빔의 4 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 제1 위상판은 자신의 광축방향이 입사광축에 대하여 소정의 기울기를 갖고 격자구조가 상기 광디스크의 반경방향으로 배열되도록 가공되어 광디스크의 신호트랙상에 반경방향으로 중첩하여 배열된, 상기 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 3 빔을 제공하고,

상기 제2 위상판은 상기 제1 위상판이 90°회전된 형태로 형성되어, 상기 제1 주빔, 제2 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 4 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 위상판은 자신의 광축방향이 입사광축에 대하여 소정의 기울기를 갖고 격자구조가 신호트랙의 대각선 방향으로 배열되도록 가공되어 광디스크의 신호트랙상에 대각선방향으로 배열된, 상기 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 3 빔을 제공하고,

상기 제2 위상판은 상기 제1 위상판이 90°회전된 형태로 형성되어, 상기 제1 주빔, 제2 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 4 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2 위상판에 의해 제공되는 제1 주빔, 제2 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 4 빔을 각각 검출하기 위한 광검출셀을 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 위상판은 자신의 광축방향이 입사광축에 대하여 소정의 기울기를 갖고 격자구조가 상기 광디스크의 반경방향으로 배열되도록 가공되어 광디스크의 신호트랙상에 반경방향으로 중첩하여 배열된, 상기 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 3 빔을 제공하고,

상기 제2 위상판은 상기 제1 위상판과 광축방향은 같고 격자가공방향만 90°회전된 형태로 형성되어, 상기 제1 주빔, 제2 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 4 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 위상판은 자신의 광축방향이 입사광축에 대하여 소정의 기울기를 갖고 격자구조가 신호트랙의 대각선 방향으로 배열되도록 가공되어 광디스크의 신호트랙상에 대각선방향으로 배열된, 상기 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 3 빔을 제공하고,

상기 제2 위상판은 상기 제1 위상판과 광축방향은 같고 격자가공방향만 90°회전된 형태로 형성되어, 상기 제1 주빔, 제2 주빔, 제1 부빔, 제2 부빔의 4 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2 위상판은, 격자가공형상을 갖되, 상기 격자가공형상은, 원호상을 인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
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