KR100644588B1 - High density recordable and/or reproducible optical pickup apparatus - Google Patents

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Abstract

파장이 λ인 레이저광을 조사하는 광원과, 광원과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 광경로변환수단과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광을 집속시켜 기록매체에 광스폿을 형성시키는 대물렌즈와, 기록매체에서 반사되고 대물렌즈 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하는 광검출기와, 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 광원쪽에서 입사되는 광의 중심영역을 차폐시키는 차폐부재와, 차폐부재와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 광원쪽에서 입사되는 광을 0차 및 ±1차로 회절시키고 그 ±1차 회절광을 0차 회절광에 대해 광축에 수직한 서로 반대방향으로 소정 거리 시프트시키는 회절부재를 포함하여, 대물렌즈에 의해 집속되어 형성된 0차 회절광스폿과 ±1차 회절광스폿의 중심이 서로 소정 거리 어긋난채로 중첩되어 상기 차폐부재에 의해 발생하는 빔 프로파일의 사이드 로브(side lobe) 성분을 저감시켜 초해상도의 광스폿을 형성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록재생가능한 광픽업장치가 개시되어 있다. A light source for irradiating a laser beam having a wavelength of λ, optical path converting means arranged on an optical path between the light source and the recording medium to convert the advancing path of incident light, and on the optical path between the optical path converting means and the recording medium An objective lens disposed to focus incident light to form a light spot on the recording medium, a photodetector that is reflected from the recording medium and receives light incident through the objective lens and the optical path converting means, and a sight between the light source and the objective lens A shielding member disposed on the furnace to shield the central area of light incident from the light source side, and disposed on an optical path between the shielding member and the objective lens to diffract light incident from the light source side into 0th order and ± 1th order and then ± 1st order A zeroth order diffraction light spot formed by focusing by an objective lens, including a diffraction member for shifting the diffracted light a predetermined distance in opposite directions perpendicular to the optical axis with respect to the zeroth order diffracted light The centers of the ± first-order diffraction light spots overlap each other at a predetermined distance from each other to reduce side lobe components of the beam profile generated by the shielding member, thereby forming a super resolution light spot. An optical pickup apparatus capable of recording and reproducing high density is disclosed.

Description

고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치{High density recordable and/or reproducible optical pickup apparatus}High density recordable and / or reproducible optical pickup apparatus

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치의 광학적 구성을 개략적으로 보인 도면,1 is a view schematically showing an optical configuration of an optical pickup apparatus capable of recording and reproducing high density according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 주요부분을 확대하여 도시한 도면,2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;

도 3은 도 1에서 차폐부재를 경유한 경우, 차폐부재 및 회절부재를 경유한 경우의 대물렌즈에 의해 집속되어 형성된 광스폿의 빔 프로파일을 종래와 대비하여 설명하기 위한 그래프,FIG. 3 is a graph for explaining a beam profile of an optical spot formed by converging by an objective lens when passing through a shielding member and a diffraction member in comparison with the prior art in FIG. 1;

도 4는 본 발명에 따른 광픽업장치에 의해 사이드 로브 성분이 저감된 초해상도 광스폿의 빔 프로파일을 얻을 수 있는 원리를 설명하기 위한 그래프,4 is a graph for explaining a principle of obtaining a beam profile of a super resolution light spot in which side lobe components are reduced by an optical pickup apparatus according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1...기록매체 1a...기록면1 ... recording medium 1a ... recording surface

20...빔스프리터 30...차폐부재20 Beam splitter 30 Shielding element

40...투명부재 50...회절부재40 ... transparent member 50 ... diffractive member

60...대물렌즈 70...광검출기60 objective lens 70 photodetector

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초해상도를 갖는 광스폿을 형성하여 기록매체의 정보를 보다 고밀도로 기록/재생할 수 있도록 된 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup apparatus, and more particularly, to an optical pickup apparatus capable of recording and reproducing high-resolution optical spots to record / reproduce information on a recording medium with higher density.

일반적으로, 광픽업장치는 광디스크와 같은 기록매체의 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 장치이다. 기록매체의 정보 기록재생밀도는 광픽업장치에 의해 그 기록매체에 맺혀지는 광스폿의 크기를 줄일수록 커진다.In general, an optical pickup apparatus is an apparatus for recording information of a recording medium such as an optical disk or reproducing the recorded information. The information recording and reproducing density of the recording medium increases as the size of the light spot which is formed on the recording medium by the optical pickup apparatus increases.

광스폿의 크기는 수학식 1에 보여진 바와 같이 사용되는 파장(λ)이 짧은 광이 사용될수록 작아지고, 대물렌즈의 개구수(NA)가 클수록 작아진다.As shown in Equation 1, the size of the light spot is smaller as light having a shorter wavelength? Is used, and smaller as the numerical aperture NA of the objective lens is larger.

광스폿의 크기 = Κ×λ/NALight spot size = Κ × λ / NA

따라서, 높은 기록재생밀도를 요구하는 고밀도 기록재생용 광픽업장치에는 광스폿의 크기를 가능한 한 줄이기 위해 보다 짧은 파장영역의 광을 출사하는 광원 및 고 개구수를 가지는 대물렌즈를 채용할 필요가 있다. 또는, 상기 Κ를 줄일 수 있는 구조로 광픽업장치를 구성할 필요가 있다. 여기서, 상기 Κ는 광픽업장치의 전체 광학계 배치에 의해 정해지는 비례 상수로, 통상적인 광픽업장치의 경우에는 대략 0.83이 된다. Therefore, in order to reduce the size of the optical spot as much as possible, it is necessary to employ a light source for emitting light of a shorter wavelength range and an objective lens having a high numerical aperture in the optical pickup device for high density recording and reproduction requiring high recording and reproducing density. . Or, it is necessary to configure the optical pickup device to the structure that can reduce the K. Is a proportional constant determined by the entire optical system arrangement of the optical pickup apparatus, which is approximately 0.83 in the conventional optical pickup apparatus.

광원의 파장이 정해져 있다고 가정하면, 광스폿의 크기는 NA/Κ값 즉, 유효 개구수가 클수록 작아진다. 상대적으로 큰 유효개구수는 보다 고개구수를 가지는 대물렌즈를 채용하거나 광픽업장치를 0.83 이하 바람직하게는, 0.6 이하의 Κ값을 나타내도록 구성함으로써 얻어질 수 있다.Assuming that the wavelength of the light source is determined, the size of the light spot is smaller as the NA /? Value, that is, the effective numerical aperture. A relatively large effective aperture can be obtained by employing an objective lens having a higher aperture or by configuring the optical pickup device to exhibit a? Value of 0.83 or less, preferably 0.6 or less.

그러나, 일 매의 렌즈는 양산성 등을 고려할 때 예컨대, 0.65 이상의 개구수를 갖도록 제작하기 어려우며, 그 대안으로, 복수의 렌즈 조합으로 대물렌즈를 구성하여 예컨대, 0.8 이상의 고개구수를 실현하는 방식들이 제안된 바 있다.However, in consideration of mass productivity, it is difficult to manufacture a single lens to have a numerical aperture of 0.65 or more, and alternatively, methods of forming an objective lens using a plurality of lens combinations to achieve a high aperture number of 0.8 or more, for example. It has been proposed.

하지만, 고개구수를 실현하기 위해 대물렌즈로 2매 이상의 렌즈를 구비하면, 구조가 복잡해지고 광학적 정렬이 어려워, 보다 고도화된 조립공정을 필요로 하며, 이에 따라 제조단가가 비싼 단점이 있다.However, when two or more lenses are provided as objective lenses in order to realize a high number of apertures, the structure is complicated and the optical alignment is difficult. Therefore, a more advanced assembly process is required, and thus manufacturing cost is expensive.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제작한계를 벗어나지 않는 개구수를 갖는 1매의 대물렌즈를 채용하면서도 그 대물렌즈의 유효 개구수를 증가시키는 동시에 초해상도 광스폿을 형성시킬 수 있도록 된 구조를 갖는 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, while adopting one objective lens having a numerical aperture that does not deviate from the manufacturing limit, while increasing the effective numerical aperture of the objective lens, it forms a super resolution light spot. It is an object of the present invention to provide an optical pickup apparatus capable of recording and reproducing a high density having a structure that can be made.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 파장이 λ인 레이저광을 조사하는 광원과; 상기 광원과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 상기 광경로변환수단과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광을 집속시켜 기록매체에 광스폿을 형성시키는 대물렌즈와; 상기 기록매체에서 반사되고 상기 대물렌즈 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하는 광검출기;를 포함하는 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치에 있어서, 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원쪽에서 입사되는 광의 중 심영역을 차폐시키는 차폐부재와; 상기 차폐부재와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 0차 및 ±1차로 회절시키고, 그 ±1차 회절광을 0차 회절광에 대해 광축에 수직한 서로 반대방향으로 소정 거리 시프트시키는 회절부재;를 포함하여, 상기 대물렌즈에 의해 집속되어 형성된 0차 회절광스폿과 ±1차 회절광스폿의 중심이 서로 소정 거리 어긋난채로 중첩되어 상기 차폐부재에 의해 발생하는 빔 프로파일의 사이드 로브(side lobe) 성분을 저감시켜 초해상도의 광스폿을 형성할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a light source for irradiating a laser light having a wavelength of λ; Optical path converting means disposed on an optical path between the light source and the recording medium to convert an advancing path of incident light; An objective lens disposed on an optical path between the optical path converting means and the recording medium to focus incident light to form an optical spot on the recording medium; 10. An optical pickup apparatus capable of recording and reproducing high density, comprising: a photo detector reflecting light from the recording medium and receiving light incident through the objective lens and the optical path converting means; A shielding member disposed to shield a central region of light incident from the light source; Disposed on an optical path between the shielding member and the objective lens, diffracted light incident from the light source toward 0th order and ± 1st order, and the ± 1st order diffracted light opposite to each other perpendicular to the optical axis with respect to the 0th order diffracted light A diffraction member for shifting a predetermined distance in a direction; and including a center of a zeroth order diffraction light spot and a ± 1st order diffraction light spot formed by being focused by the objective lens and overlapping with each other at a predetermined distance from each other. The side lobe component of the beam profile can be reduced to form a super resolution light spot.

여기서, 상기 회절부재는, 상기 대물렌즈의 초점면에서 상기 ±1차 회절 광스폿의 빔 프로파일 중심을 상기 0차 회절광스폿의 빔 프로파일 중심에 대해 서로 반대 방향으로 대략 λ/2만큼 시프트시키도록 마련된 것이 바람직하다.Here, the diffraction member shifts the beam profile center of the ± first-order diffraction light spot from the focal plane of the objective lens by approximately λ / 2 in a direction opposite to each other with respect to the beam profile center of the zero-order diffraction light spot. It is preferable that it is provided.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치의 광학적 구성을 개략적으로 보인 도면이다.1 is a view schematically showing an optical configuration of an optical pickup apparatus capable of recording and reproducing high density according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 레이저광을 조사하는 광원(10)과, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 입사광을 집속시켜 기록매체(1)에 광스폿을 형성시키는 대물렌즈(60)와, 상기 대물렌즈(60) 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하는 광검출기(70)와, 광원(10)쪽에서 입사되는 광의 중심영역을 차폐시키는 차폐부재(30)와, 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광을 0차 및 ±1차로 회절시키는 회절부재(50)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, a light source 10 for irradiating laser light, an optical path converting means for converting a traveling path of incident light, an objective lens 60 for focusing incident light and forming an optical spot on the recording medium 1; And a photodetector 70 for receiving the light incident through the objective lens 60 and the optical path changing means, a shielding member 30 for shielding the central region of the light incident from the light source 10, and the light source. And a diffraction member 50 for diffracting the light incident from the (10) side by 0th order and ± 1th order.

상기 광원(10)으로는 소정 파장영역의 레이저광을 생성 출사하는 반도체 레이저 즉, 모서리 발광 레이저(edge emitting laser) 또는 표면광 레이저(vertical cavity surface emitting laser)를 구비한다. 이때, 상기 광원(10)은 고밀도 기록재생을 실현할 수 있도록 파장이 650nm 이하, 바람직하게, 400nm 파장대역의 광을 출사하는 것이 바람직하다. 이 광원(10)에서 출사된 광은 콜리메이팅렌즈(11)에 의해 평행광으로 바뀌어 광경로변환수단에 입사된다.The light source 10 includes a semiconductor laser that generates and emits laser light in a predetermined wavelength region, that is, an edge emitting laser or a vertical cavity surface emitting laser. At this time, the light source 10 preferably emits light having a wavelength of 650 nm or less, preferably 400 nm wavelength band so as to realize high density recording and reproduction. The light emitted from the light source 10 is converted into parallel light by the collimating lens 11 and is incident on the light path converting means.

상기 광경로변환수단은 상기 광원(10)과 기록매체(1) 사이의 광경로 상에 배치된다. 이 광경로변환수단으로는 도시된 바와 같이, 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 대부분 기록매체(1)쪽으로 투과시키고, 기록매체(1)에서 반사되어 입사되는 광은 대부분 반사시켜 광검출기(70)로 향하도록 하는 빔스프리터(20)를 구비한다. 대안으로서, 상기 광경로변환수단은 입사광을 그 편광에 따라 투과 및 반사시키는 편광빔스프리터(미도시)와, 입사광의 편광을 바꾸어주는 사반파장판(quarter wave plate:미도시)으로 구성될 수도 있다.The optical path converting means is disposed on the optical path between the light source 10 and the recording medium 1. As shown in the optical path converting means, most of the light incident from the light source 10 is transmitted toward the recording medium 1, and most of the light reflected from the recording medium 1 is reflected to reflect the photodetector 70. It has a beam splitter 20 to be directed to). Alternatively, the optical path converting means may be composed of a polarizing beam splitter (not shown) for transmitting and reflecting incident light according to its polarization, and a quarter wave plate (not shown) for changing the polarization of the incident light. .

상기 대물렌즈(60)는 상기 광경로변환수단과 기록매체(1) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광을 집속시켜 기록매체(1)의 기록면(1a)에 광스폿으로 맺히도록 한다. 본 실시예에 있어서, 상기 대물렌즈(60)는 예컨대, 제작 한계 이내인 0.7 이하의 개구수를 가지는 단일 집속렌즈인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 대물렌즈(60)는 도면에 도시된 구조 이외에도 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.The objective lens 60 is disposed on an optical path between the optical path converting means and the recording medium 1 to focus incident light so as to form an optical spot on the recording surface 1a of the recording medium 1. In the present embodiment, it is preferable that the objective lens 60 is a single focusing lens having a numerical aperture of 0.7 or less which is within a manufacturing limit, for example. Here, the objective lens 60 may be various embodiments in addition to the structure shown in the drawings.

상기 광검출기(70)는 상기 기록매체(1)의 기록면(1a)에서 반사되고 상기 대물렌즈(60) 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하여 기록매체(1)의 정 보신호, 포커스 및/또는 트랙킹 오차신호 등을 검출한다. 여기서, 참조부호 25는 반사프리즘, 참조부호 65는 상기 광경로변환수단을 경유하여 광검출기(70)쪽으로 입사되는 광을 집속시키는 센서렌즈이다. The photodetector 70 receives the light reflected from the recording surface 1a of the recording medium 1 and received through the objective lens 60 and the optical path changing means to receive the information signal of the recording medium 1. Detects focus and / or tracking error signals, and the like. Here, reference numeral 25 denotes a reflection prism, and reference numeral 65 denotes a sensor lens that focuses light incident to the photodetector 70 via the optical path converting means.

상기 차폐부재(30)는 광원(10)과 대물렌즈(60) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광의 광축을 포함하는 소정 넓이의 중심영역을 차폐(blocking)시키도록 마련된다. 따라서, 상기 차폐부재(30)에 의해 그 중심영역이 차폐되고 대물렌즈(60)에 의해 집속되어 상기 대물렌즈(60)의 초점면 즉, 온 포커스 상태일 때의 기록매체(1)의 기록면(1a)에 맺힌 광스폿의 빔 프로파일(90) 즉, 강도 분포(I)는 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 광픽업장치에서와 같이 차폐부재(30)가 없는 경우의 광스폿의 빔 프로파일(80)에 비해 빔폭이 현저히 줄어듬을 알 수 있다. The shielding member 30 is disposed on an optical path between the light source 10 and the objective lens 60 to block a central area of a predetermined width including an optical axis of light incident from the light source 10. It is prepared to. Therefore, the center area is shielded by the shielding member 30 and focused by the objective lens 60, so that the focal plane of the objective lens 60, that is, the recording surface of the recording medium 1 in the on-focus state ( As shown in FIG. 3, the beam profile 90 of the light spot formed in 1a), that is, the intensity distribution I, is the beam profile of the light spot when there is no shield member 30 as in the conventional optical pickup apparatus. It can be seen that the beam width is significantly reduced compared with (80).

여기서, 도 3은 본 발명의 광원(10)의 출사 광파장 및 대물렌즈(60)의 개구수가 종래와 동일한 경우, 종래의 광픽업장치에 의해 형성되는 광스폿의 빔 프로파일(80)과 상기 차폐부재(30) 및/또는 후술하는 회절부재(50)를 채용한 본 발명에 따른 광픽업장치에 의해 형성되는 광스폿의 빔 프로파일(90,100)을 상호 대비하여 보인 것으로, 본 발명에 따른 광스폿의 크기(소정 강도에서의 빔폭)가 종래에 비해 현저히 줄어들었음을 알 수 있다. 결과적으로 도 3에 따르면, 본 발명의 광픽업장치는 종래에 비해 작은 Κ값을 가지므로, 대물렌즈(60)의 유효 개구수가 증가된 것으로 볼 수 있다. 3 shows the beam profile 80 of the light spot formed by the conventional optical pickup apparatus and the shielding member when the emitted light wavelength of the light source 10 and the numerical aperture of the objective lens 60 of the present invention are the same as in the related art. 30 and / or the beam profile 90,100 of the light spot formed by the optical pickup apparatus according to the present invention employing the diffraction member 50 to be described later is compared with each other, the size of the light spot according to the present invention It can be seen that (beam width at a predetermined intensity) is significantly reduced compared with the prior art. As a result, according to FIG. 3, since the optical pickup apparatus of the present invention has a smaller value of κ than in the related art, it can be seen that the effective numerical aperture of the objective lens 60 is increased.

한편, 상기와 같이 차폐부재(30)를 경유하여 형성된 빔 프로파일(90)에는 중 심부분의 피크 이외에서 양쪽으로 ±1차, ±2차, ... 사이드 로브(side lobe)가 생기며, 이러한 사이드 로브 특히, ±1차 사이드 로브(91a)(91b)는 기록매체(1)의 정보 기록재생에 영향을 미치기 때문에 광스폿의 해상도를 반감시킨다. 여기서, 상기 사이드 로브들은 상기 차폐부재(30)의 양측 경계에서의 회절 현상에 기인한다.On the other hand, in the beam profile 90 formed through the shielding member 30 as described above, there are ± 1st, ± 2nd, ... side lobes on both sides except the peak of the center portion. The side lobes, in particular, the +/- first order side lobes 91a and 91b halve the resolution of the light spot because they affect the information recording and reproduction of the recording medium 1. Here, the side lobes are due to the diffraction phenomenon at both sides of the shield member 30.

상기 회절부재(50)는 상기와 같이 광스폿의 크기를 줄일 수 있도록 차폐부재(30) 구비시 빔 프로파일(90)에 생기는 사이드 로브 특히, ±1차 사이드 로브(91a)(91b)의 크기를 저감시키는 기능을 하여, 초해상도의 광스폿 형성을 가능하게 한다. 즉, 상기 회절부재(50)는 상기 차폐부재(30)와 대물렌즈(60) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광을 0차 및 ±1차로 회절시킴으로써 그 ±1차 회절광의 빔 프로파일의 중심이 0차 회절광의 빔 프로파일의 중심에 대해 광축에 수직인 서로 반대 방향으로 소정 거리 시프트되도록 한다. 이때, 0차 회절 광스폿 중심에 대한 상기 ±1차 회절 광스폿 중심의 시프트 거리는 도 2에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(60)의 초점면 즉, 온 포커스 상태일 때 기록매체(1)의 기록면(1a)에서 상기 광원(10)의 출사 광파장에 대해 대략 λ/2인 것이 바람직하다. The diffraction member 50 may adjust the size of side lobes generated in the beam profile 90, in particular, ± 1st order side lobes 91a and 91b in order to reduce the size of the light spot as described above. It serves to reduce, making it possible to form a super resolution light spot. That is, the diffraction member 50 is disposed on the optical path between the shielding member 30 and the objective lens 60, thereby diffracting the light incident from the light source 10 toward 0 and ± 1 order. The center of the beam profile of the first order diffracted light is shifted a predetermined distance in opposite directions perpendicular to the optical axis with respect to the center of the beam profile of the first order diffracted light. At this time, the shift distance of the center of the ± 1st diffraction light spot with respect to the center of the 0th order diffraction light spot is the focal plane of the objective lens 60, that is, the on-focus state of the recording medium 1 as shown in FIG. It is preferable that the recording surface 1a is approximately λ / 2 with respect to the emitted light wavelength of the light source 10.

이와 같이, 상기 ±1차 회절 광스폿을 0차 회절 광스폿에 대해 λ/2만큼 서로 반대 방향으로 시프트 시키면, 상기 0차 회절 광스폿의 ±1차 사이드 로브와 상기 ±1차 회절 광스폿의 중심영역이 각각 서로 겹쳐지게 되어 상기 ±1차 사이드 로브의 크기가 저감된 빔 프로파일(100)을 얻을 수 있다. 여기서, 상기 ±1차 회절광스폿의 1차 사이드 로브들과 상기 0차 회절광스폿의 2차 사이드 로브등이 또한 겹쳐지는데, 이러한 2차 이상의 사이드 로브는 0차 회절광스폿의 중심에서부터 멀리 떨어져 있기 때문에 기록재생신호에 실질적으로 영향을 미치지 않아 문제가 되지 않는다.As such, when the ± first-order diffraction light spot is shifted in a direction opposite to each other by? / 2 with respect to the zero-order diffraction light spot, the ± first-order side lobe of the zero-order diffraction light spot and the ± first-order diffraction light spot Since the central regions overlap each other, the beam profile 100 having the reduced size of the ± 1st order side lobe may be obtained. Here, the primary side lobes of the ± first-order diffraction light spot and the secondary side lobes of the zero-order diffraction light spot, etc., also overlap, such secondary or higher side lobes are far from the center of the zero-order diffraction light spot. As a result, it does not substantially affect the recording / playback signal, which is not a problem.

한편, 상기와 같은 차폐부재(30) 및 회절부재(50)는 소정 두께의 투명부재(40) 양면에 각각 마련되어 일체로 된 것이 바람직하다. 즉, 투명부재(40)의 광경로변환수단을 향하는 면 일부영역에는 차폐부재(30), 기록매체(1)를 향하는 면에는 회절부재(50)가 각각 형성된 것이 바람직하다.On the other hand, the shielding member 30 and the diffraction member 50 as described above is preferably provided on both sides of the transparent member 40 of a predetermined thickness is preferably integrated. That is, it is preferable that the shielding member 30 and the diffraction member 50 are formed on the surface facing the optical medium converting means of the transparent member 40 on the surface facing the recording medium 1, respectively.

또한, 상기 회절부재(50)로는 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 0차 및 ±1차로 회절시키고, 기록매체(1)에서 반사되어 입사되는 광은 대부분 직진 투과시키도록 마련된 홀로그램부재를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the diffraction member 50 includes a hologram member provided to diffract light incident from the light source 10 toward 0th order and ± 1st order, and to transmit most of the light reflected by the recording medium 1 and going straight. It is desirable to.

이하, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업장치로 초해상도 광스폿을 형성할 수 있는 원리를 도 4에 도시된 전기장 분포 그래프를 참조로 설명한다. 도 4에서 가로축은 빔 프로파일이 광축으로부터의 수직 거리, 세로축은 그 빔 프로파일의 전기장(E) 세기이다.Hereinafter, the principle of forming a super resolution light spot with an optical pickup apparatus according to an embodiment of the present invention as shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to the electric field distribution graph shown in FIG. 4. In Figure 4 the horizontal axis is the vertical distance from the optical axis of the beam profile, the vertical axis is the electric field (E) intensity of the beam profile.

도 4를 참조하면, 차폐부재(30)에 의해 그 중심영역이 차폐되고 상기 회절부재(50)에 의해 0차 회절되어 대물렌즈(60)에 의해 집속된 0차 회절광스폿의 빔 프로파일의 전기장 분포(E0)는 최대 피크치 영역(a) 즉, 중심영역의 중심축이 광축과 대략 일치하며, 상기 중심축에 대해 대칭 구조로 대략 사인 곡선을 그리면서 그 진폭은 상기 중심축에서 멀어질수록 현저히 감소한다. 이러한 0차 회절광스폿의 빔 프로파일의 전기장 분포(E0)는 차폐부재(30)만을 구비한 경우의 빔 프로파일의 전기장 분포와 대략 동일하며 그 진폭 크기만이 차이가 난다. 여기서, 상기 전기장 분포의 제곱은 빔 프로파일의 강도(I:Intensity) 분포에 해당하므로, 상기 전기장 분포(E0)의 최소 피크치 영역(b) 즉, ±1차 사이드 로브 영역(b)의 제곱은 각각 도 3에 도시된 된 강도 분포의 ±1차 사이드 로브(91a)(91b)에 해당한다.Referring to FIG. 4, the electric field of the beam profile of the zero-order diffracted light spot focused by the objective lens 60 by the shielding member 30 is shielded by its center region and zero-order diffracted by the diffraction member 50. The distribution E 0 has a maximum peak area a, i.e., the central axis of the central region is approximately coincident with the optical axis, and the sine curve is approximately symmetrical with respect to the central axis, and its amplitude is farther from the central axis. Significantly reduced. The electric field distribution E 0 of the beam profile of the zeroth order diffracted light spot is substantially the same as the electric field distribution of the beam profile when the shielding member 30 is provided only, and only the amplitude magnitude thereof is different. Here, since the square of the electric field distribution corresponds to the intensity (I: Intensity) distribution of the beam profile, the square of the minimum peak region (b) of the electric field distribution (E 0 ), that is, ± 1st order side lobe region (b) Each corresponds to the ± first order side lobes 91a and 91b of the intensity distribution shown in FIG. 3.

+1차 회절 광스폿 빔 프로파일의 전기장 분포(E+1)는 그 최대 피크치 영역(c) 즉, 중심영역의 중심이 0차 회절광스폿의 중심으로부터 +가로축 방향으로 대략 λ/2 만큼 시프트되어 있으므로, 상기 1차 사이드 로브 영역(b)의 전기장 분포(E0)와 그 위상이 서로 대략 180도 어긋나게 되어 상기 1차 사이드 로브 영역(b)의 전기장을 거의 상쇄시킨다.The electric field distribution E +1 of the + 1st diffraction light spot beam profile is shifted by its maximum peak area c, i.e., the center of the center area from the center of the 0th diffraction light spot by approximately λ / 2 in the + horizontal axis direction. Therefore, the electric field distribution E 0 of the primary side lobe region b and its phase are shifted by approximately 180 degrees to substantially cancel the electric field of the primary side lobe region b.

마찬가지로, -1차 회절광스폿 빔 프로파일의 전기장 분포(E-1)는 그 최대 피크치 영역(d) 즉, 중심영역의 중심이 0차 회절광스폿의 중심으로부터 -가로축 방향으로 대략 λ/2 만큼 시프트되어 있으므로, -1차 사이드 로브 영역(b)의 전기장 분포(E0)와 그 위상이 서로 대략 180도 어긋나게 되어 상기 -1차 사이드 로브 영역(b)의 전기장을 거의 상쇄시킨다.Similarly, the electric field distribution E -1 of the -first-order diffraction light spot beam profile has its maximum peak area d, i.e., the center of the center area approximately λ / 2 in the-horizontal axis direction from the center of the zero-order diffraction light spot. Since it is shifted, the electric field distribution E 0 of the -primary side lobe region b and the phase thereof are shifted by approximately 180 degrees to substantially cancel the electric field of the -primary side lobe region b.

따라서, 상기와 같은 차폐부재(30) 및 회절부재(50)를 경유하고 대물렌즈(60)에 의해 집속되는 광의 상기 대물렌즈(60) 초점면에서의 광스폿의 빔 프로파일은 도 3에 도시된 바와 같이, 단순히 대물렌즈(60)만을 사용한 경우에 비 해 빔 폭이 현저히 작아지며, 또한, 차폐부재(30) 및 대물렌즈(60)를 사용한 경우에 비해 ±1차 사이드 로브 성분(91a)(91b)이 현저히 저감되어 초해상도 광스폿이 형성되게 됨을 알 수 있다. Accordingly, the beam profile of the light spot at the focal plane of the objective lens 60 of the light that is focused by the objective lens 60 via the shielding member 30 and the diffraction member 50 as shown in FIG. As described above, the beam width is considerably smaller compared to the case where only the objective lens 60 is used, and the ± 1st side lobe component 91a (compared to the case where the shielding member 30 and the objective lens 60 are used). It can be seen that 91b) is significantly reduced to form a super resolution light spot.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조로 설명되었으나, 이외에도 다양한 실시예가 가능하다. 따라서, 본원의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, various embodiments are possible in addition to this. Therefore, the true technical protection scope of the present application will be defined by the technical spirit of the claims.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업장치는, 입사광의 중심영역을 차폐시키는 차폐부재 및 입사광을 0차, ±1차로 회절시키고 그 ±1차 회절광을 서로 반대방향으로 소정 거리 시프트시켜 0차 회절광과 그 일부 영역이 중첩되도록 하는 회절부재를 구비하므로, 대물렌즈의 유효 개구수가 종래에 비해 크게 증가되어 광스폿의 크기를 현저히 줄일 수 있으며, 광스폿의 사이드 로브 성분을 저감시킴으로써 초해상도 광스폿을 형성시킬 수 있다.In the optical pickup apparatus according to the present invention as described above, the shielding member for shielding the center region of the incident light and the incident light are diffracted in 0th order and ± 1st order, and the ± 1st order diffracted light is shifted a predetermined distance in the opposite direction to each other. Since the diffraction member is provided so that the diffracted light overlaps with a part of the area, the effective numerical aperture of the objective lens is significantly increased compared with the prior art, and the size of the light spot can be significantly reduced, and the super resolution light can be reduced by reducing the side lobe component of the light spot. Spots can be formed.

Claims (4)

파장이 λ인 레이저광을 조사하는 광원과; 상기 광원과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 상기 광경로변환수단과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광을 집속시켜 기록매체에 광스폿을 형성시키는 대물렌즈와; 상기 기록매체에서 반사되고 상기 대물렌즈 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하는 광검출기;를 포함하는 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치에 있어서,A light source for irradiating laser light having a wavelength of λ; Optical path converting means disposed on an optical path between the light source and the recording medium to convert an advancing path of incident light; An objective lens disposed on an optical path between the optical path converting means and the recording medium to focus incident light to form an optical spot on the recording medium; 10. A high-density recording and reproducing optical pickup apparatus, comprising: a photodetector that is reflected from the recording medium and receives light incident through the objective lens and the optical path converting means; 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원쪽에서 입사되는 광의 중심영역을 차폐시키는 차폐부재와;A shielding member disposed on an optical path between the light source and the objective lens to shield a central area of light incident from the light source; 상기 차폐부재와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 0차 및 ±1차로 회절시키고, 그 ±1차 회절광을 0차 회절광에 대해 광축에 수직한 서로 반대방향으로 소정 거리 시프트시키는 회절부재;를 포함하며,Disposed on an optical path between the shielding member and the objective lens, diffracted light incident from the light source toward 0th order and ± 1st order, and the ± 1st order diffracted light opposite to each other perpendicular to the optical axis with respect to the 0th order diffracted light Includes; diffraction member for a predetermined distance shift in the direction, 상기 회절부재는, 상기 대물렌즈의 초점면에서 상기 ±1차 회절 광스폿의 빔 프로파일 중심을 상기 0차 회절광스폿의 빔 프로파일 중심에 대해 서로 반대 방향으로 λ/2만큼 시프트시키도록 마련되어,The diffraction member is provided to shift the beam profile center of the ± first-order diffraction light spot from the focal plane of the objective lens by λ / 2 in opposite directions with respect to the beam profile center of the zero-order diffraction light spot, 상기 대물렌즈에 의해 집속되어 형성된 0차 회절광스폿과 ±1차 회절광스폿의 중심이 서로 소정 거리 어긋난채로 중첩되어 상기 차폐부재에 의해 발생하는 빔 프로파일의 사이드 로브(side lobe) 성분을 저감시켜 초해상도의 광스폿을 형성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치. The centers of the zeroth order diffraction light spot and the first order diffraction light spot formed by being focused by the objective lens overlap each other at a predetermined distance from each other, thereby reducing side lobe components of the beam profile generated by the shielding member. A high-density recording and reproducing optical pickup apparatus, wherein an optical spot of super resolution can be formed. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 차폐부재와 회절부재는 소정 두께의 투명부재 양면에 각각 마련되어 일체로 된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치.The optical pickup apparatus of claim 1, wherein the shielding member and the diffraction member are provided on both sides of a transparent member having a predetermined thickness and are integrated. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 회절부재는 상기 광원쪽에서 입사되는 광은 0차 및 ±1차로 회절시키고, 기록매체에서 반사되어 입사되는 광은 대부분 직진 투과시키도록 마련된 홀로그램부재인 것을 특징으로 하는 고밀도 기록재생 가능한 광픽업장치.The hologram member of claim 1 or 3, wherein the diffraction member is a hologram member provided to diffract light incident from the light source toward 0th order and ± 1st order, and to transmit most of the light reflected from the recording medium and going straight. An optical pickup apparatus capable of high density recording and reproducing.
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