KR100894321B1 - Grating device and optical pickup apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회절격자 및 이를 이용한 광픽업 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 적어도 두 개의 상이한 파장의 광을 각각 회절시켜 각각의 광에 대해 메인빔과 서브빔을 형성하는 회절격자 및 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자를 사용하면서도 다양한 규격의 광기록 매체에 대해 호환 가능한 광픽업 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a diffraction grating and an optical pickup apparatus using the same, and more particularly, diffraction grating and wavelength selective diffraction for diffracting at least two different wavelengths of light to form a main beam and a sub beam for each light. The present invention relates to an optical pickup apparatus that is compatible with various types of optical recording media while using a general diffraction grating rather than a grating.
광픽업 장치는 광기록 매체에 광을 제공하고 상기 광기록 매체로부터 반사된 광을 검출하여 데이터 신호 및 포커싱/트래킹 에러 신호를 추출하는 장치이다. 이러한 광픽업 장치에서 포커싱 및 트래킹 에러 신호를 추출하기 위해서는, 공지된 바와 같이, 광원에서 방출된 광을 회절격자를 이용하여 회절시켜 0차 회절된 메인빔과 ±1차 또는 그 이상으로 회절된 다수의 서브빔을 형성한다. 이렇게 형성된 메인빔과 서브빔은 광기록 매체에서 반사된 후 다분할 광검출기에서 검출된다. 이때, 상기 다분할 광검출기에서의 출력을 기초로 DPP(differential push-pull) 방법에 따라 데이터 신호, 트래킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호 등을 추출할 수 있다.An optical pickup apparatus is an apparatus that provides light to an optical recording medium and extracts data signals and focusing / tracking error signals by detecting light reflected from the optical recording medium. In order to extract the focusing and tracking error signal in such an optical pickup apparatus, as is well known, the light emitted from the light source is diffracted using a diffraction grating, and the number of diffracted to the zero-order diffracted main beam by ± 1st order or more. To form a sub-beam. The main beam and the sub-beams thus formed are reflected by the optical recording medium and then detected by the multisegment photodetector. In this case, a data signal, a tracking error signal, a focusing error signal, and the like may be extracted according to a differential push-pull (DPP) method based on the output from the multi-segment photodetector.
한편, 최근 CD/DVD/BD/HD-DVD 등 규격이 다양화됨에 따라, 다양한 규격에 대해 호환 가능한 광픽업 장치가 요구되고 있다. 이러한 다양한 규격에 대해 호환 가능한 광픽업 장치의 크기를 최소화 하고 가격을 낮추기 위해서는 하나의 공통된 광학계를 사용할 필요가 있다. 그런데 회절격자의 회절특성은 입사광의 파장에 따라 달라지기 때문에, 각각의 규격에 적합한 별도의 회절격자가 필요하다. 예컨대, CD의 경우 파장이 약 780nm 인 적외선 레이저 광원, DVD의 경우 파장이 약 650nm 인 적색 레이저 광원을 사용하며, HD-DVD 또는 BD의 경우 파장이 약 405nm 인 청색 레이저 광원을 사용하므로, 각각의 파장에 적합한 회절격자를 광학계 내에서 사용하여야 한다.Meanwhile, with the recent diversification of standards such as CD / DVD / BD / HD-DVD, there is a demand for an optical pickup apparatus compatible with various standards. It is necessary to use a common optical system to minimize the size and lower the cost of the optical pickup device compatible with these various specifications. However, since the diffraction characteristics of the diffraction gratings vary depending on the wavelength of incident light, a separate diffraction grating suitable for each standard is required. For example, an infrared laser light source having a wavelength of about 780 nm is used for a CD, and a red laser light source having a wavelength of about 650 nm is used for a DVD, and a blue laser light source having a wavelength of about 405 nm is used for an HD-DVD or a BD. A diffraction grating suitable for the wavelength shall be used in the optical system.
이에 따라, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 특정 파장의 입사광만을 회절시키고 다른 파장의 입사광은 통과시키는 파장 선택성 회절격자의 사용이 제안되고 있다. 도 1a 및 도 1b에는 두 개의 파장 선택성 회절격자(11,12)가 서로 접합되어 구성된 트윈(twin) 회절격자가 도시되어 있다. 여기서, 제 1 회절격자층(11)는, 예컨대, CD용 회절격자로서 CD용 광만을 회절시키며, 제 2 회절격자층(12)는, 예컨대, DVD용 회절격자로서 DVD용 광만을 회절시킬 수 있다. 이 경우, CD용 광은 제 1 회절격자층(11)에서 회절된 후 제 2 회절격자층(12)를 회절 없이 통과한다. 또한, DVD용 광은 제 1 회절격자층(12)를 회절 없이 통과한 후, 제 2 회절격자층(12)에 의해 회절된다. 따라서, CD용 광과 DVD용 광에 대해 모두 적절한 메인 빔과 서브 빔을 얻을 수 있다. 그러나 상술한 파장 선택성 회절격자는 가격 부담이 크다는 단점이 있다.Accordingly, as shown in FIGS. 1A and 1B, the use of a wavelength selective diffraction grating that diffracts incident light of a specific wavelength and passes incident light of another wavelength is proposed. 1A and 1B show twin diffraction gratings in which two wavelength
만약 제 1 및 제 2 회절격자층(11,12)가 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자인 경우에는 CD용 광과 DVD용 광이 상기 제 1 및 제 2 회절격자층(11,12)에 의해 모두 회절된다. 따라서 필요한 빔 이외의 회절 빔이 발생하게 되어, 데이터 신호, 트래킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호 등을 효율적으로 추출할 수 없게 된다.If the first and second diffraction grating
본 발명의 목적은 적어도 두 개의 상이한 파장의 광을 각각 회절시켜 각각의 광에 대해 메인빔과 서브빔을 형성하는 회절격자 및 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자를 사용하면서도 다양한 규격의 광기록 매체에 대해 호환 가능한 광픽업 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide optical recording media of various specifications while using diffraction gratings and diffraction gratings that diffract at least two different wavelengths of light, respectively, to form a main beam and a subbeam for each light, and a general diffraction grating rather than a wavelength selective diffraction grating. It is to provide a compatible optical pickup device for.
본 발명의 한 유형에 따르면, 적어도 두 개의 상이한 파장의 광을 각각 회절시켜 각각의 광에 대해 메인빔과 서브빔을 형성하는 회절격자를 제공하며, 상기 회절격자는 적어도 두 개의 회절격자층을 구비하고, 상기 적어도 두 개의 회절격자층 중에서 적어도 하나는 상기 적어도 두 개의 상이한 파장의 광 중에서 어느 한 파장의 광에 대해 최적화된 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.According to one type of the invention, there is provided a diffraction grating which diffracts at least two different wavelengths of light, respectively, to form a main beam and a subbeam for each light, said diffraction grating having at least two diffraction grating layers. And at least one of the at least two diffraction grating layers has a depth optimized for light of any one of the at least two different wavelengths of light.
본 발명에 따르면, 상기 각각의 회절격자층의 깊이는, 상기 적어도 두 개의 상이한 파장의 광 중에서 대응하는 파장의 광에 대한 메인빔과 서브빔의 미리 정해진 비율을 만족하도록 하는 다수의 깊이들 중에서 두 번째 싸이클 이상의 깊이가 선택될 수 있다.According to the invention, the depth of each diffraction grating layer is two out of a plurality of depths to satisfy a predetermined ratio of main beam and sub beam to light of a corresponding wavelength among the light of the at least two different wavelengths. The depth above the first cycle can be selected.
예컨대, 상기 각각의 회절격자층의 깊이는, 상기 적어도 두 개의 상이한 파장의 광 중에서 대응하는 파장의 광 이외의 나머지 광에 대해 0차 회절된 빔의 세기가 상기 나머지 광의 전체 세기의 90% 이상이 되도록 선택될 수 있다.For example, the depth of each diffraction grating layer may be such that the intensity of the zero-order diffracted beam is greater than or equal to 90% of the total intensity of the remaining light for the remaining light other than the light of the corresponding wavelength among the light of the at least two different wavelengths. May be selected.
한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 광픽업 장치는, 적어도 두 개의 상이한 파장의 광을 방출하는 멀티 광원; 상기 적어도 두 개의 상이한 파장의 광을 각각 회절시켜, 각각의 광에 대해 메인빔과 서브빔을 형성하는 회절격자; 상기 멀티 광원으로부터 광기록 매체로 진행하는 광을 투과시키고, 광기록 매체에서 반사된 광을 반사하는 빔스플리터; 상기 멀티 광원으로부터 방출된 광을 광기록 매체 위로 포커싱하는 대물렌즈; 및 상기 빔스플리터에서 반사된 광을 검출하는 광검출기;를 포함하고, 상기 회절격자는 적어도 두 개의 회절격자층을 구비하며, 상기 적어도 두 개의 회절격자층 중에서 적어도 하나는 상기 멀티 광원에서 방출된 광 중에서 어느 한 파장의 광에 대해 최적화된 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.On the other hand, an optical pickup apparatus according to another type of the present invention, a multi-light source for emitting light of at least two different wavelengths; A diffraction grating diffracting the at least two different wavelengths of light, respectively, to form a main beam and a subbeam for each light; A beam splitter that transmits the light traveling from the multi light source to the optical recording medium and reflects the light reflected from the optical recording medium; An objective lens for focusing light emitted from the multi light source onto an optical recording medium; And a photodetector for detecting light reflected from the beamsplitter, wherein the diffraction grating includes at least two diffraction grating layers, and at least one of the at least two diffraction grating layers is light emitted from the multi light source. It has a depth that is optimized for light of any one of the wavelengths.
본 발명에 따르면, 상기 회절격자층의 깊이는, 상기 멀티 광원에서 방출된 광 중에서 대응하는 파장의 광에 대한 메인빔과 서브빔의 미리 정해진 비율을 만족하도록 하는 다수의 깊이들 중에서 두 번째 싸이클 이상의 깊이가 선택될 수 있다.According to the present invention, the depth of the diffraction grating layer is greater than or equal to a second cycle among a plurality of depths to satisfy a predetermined ratio of the main beam and the sub beam to the light of the corresponding wavelength among the light emitted from the multi light sources. Depth can be selected.
예컨대, 상기 멀티 광원은 서로 상이한 제 1 파장의 광과 제 2 파장의 광을 방출하며, 상기 회절격자는 제 1 파장의 광을 회절시키기 위한 제 1 회절격자층과 제 2 파장의 광을 회절시키기 위한 제 2 회절격자층을 구비할 수 있다.For example, the multi light source emits light of a first wavelength and a second wavelength different from each other, and the diffraction grating diffracts the light of the first diffraction grating layer and the second wavelength to diffract the light of the first wavelength. The second diffraction grating layer may be provided.
이 경우, 상기 제 1 회절격자층의 깊이는 제 1 파장의 광에 대한 메인빔과 서브빔의 미리 정해진 비율을 만족하도록 하는 다수의 깊이들 중에서 두 번째 싸이클 이상의 깊이가 선택될 수 있다.In this case, the depth of the first diffraction grating layer may be selected as the depth of the second cycle or more from a plurality of depths to satisfy a predetermined ratio of the main beam and the sub-beam to the light of the first wavelength.
예컨대, 상기 제 1 회절격자층에 의해 0차 회절된 제 2 파장의 광의 세기가 제 2 파장의 광의 전체 세기의 90% 이상이 되도록 제 1 회절격자층의 깊이를 선택할 수 있다.For example, the depth of the first diffraction grating layer may be selected such that the intensity of light of the second wavelength diffracted by the first diffraction grating layer is 90% or more of the total intensity of the light of the second wavelength.
또한, 상기 제 2 회절격자층의 깊이는 제 2 파장의 광에 대한 메인빔과 서브빔의 미리 정해진 비율을 만족하도록 하는 다수의 깊이들 중에서 두 번째 싸이클 이상의 깊이가 선택될 수 있다.In addition, the depth of the second diffraction grating layer may be selected from a plurality of depths of more than a second cycle to satisfy a predetermined ratio of the main beam and the sub-beams to the light of the second wavelength.
예컨대, 상기 제 2 회절격자층에 의해 0차 회절된 제 1 파장의 광의 세기가 제 1 파장의 광의 전체 세기의 90% 이상이 되도록 제 2 회절격자층의 깊이를 선택할 수 있다.For example, the depth of the second diffraction grating layer may be selected such that the intensity of light of the first wavelength diffracted by the second diffraction grating layer is 90% or more of the total intensity of the light of the first wavelength.
또한, 상기 멀티 광원은 서로 상이한 제 1 내지 제 3 파장의 광을 방출하며, 상기 회절격자는 상기 제 1 내지 제 3 파장의 광을 각각 회절시키기 위한 제 1 내지 제 3 회절격자층을 구비할 수도 있다.In addition, the multi light source may emit light of different first to third wavelengths, and the diffraction grating may include first to third diffraction grating layers for diffracting light of the first to third wavelengths, respectively. have.
이 경우, 상기 제 1 내지 제 3 회절격자층의 깊이는 각각 제 1 내지 제 3 파장의 광에 대한 메인빔과 서브빔의 미리 정해진 비율을 만족하도록 하는 다수의 깊이들 중에서 두 번째 싸이클 이상의 깊이가 선택될 수 있다.In this case, the depths of the first to third diffraction grating layers each have a depth greater than or equal to a second cycle among a plurality of depths to satisfy a predetermined ratio of the main beam and the sub beam to the light of the first to third wavelengths. Can be selected.
예컨대, 상기 제 1 회절격자층에 의해 0차 회절된 제 2 및 제 3 파장의 광의 세기가 각각 제 2 및 제 3 파장의 광의 전체 세기의 90% 이상이 되도록 제 1 회절격자층의 깊이를 선택하며, 상기 제 2 회절격자층에 의해 0차 회절된 제 1 및 제 3 파장의 광의 세기가 각각 제 1 및 제 3 파장의 광의 전체 세기의 90% 이상이 되도록 제 2 회절격자층의 깊이를 선택하고, 상기 제 3 회절격자층에 의해 0차 회절된 제 1 및 제 2 파장의 광의 세기가 각각 제 1 및 제 2 파장의 광의 전체 세기의 90% 이상이 되도록 제 3 회절격자층의 깊이를 선택할 수 있다.For example, the depth of the first diffraction grating layer is selected such that the intensity of light of the second and third wavelengths diffracted by the first diffraction grating layer is 90% or more of the total intensity of the light of the second and third wavelengths, respectively. The depth of the second diffraction grating layer is selected such that the intensity of light of the first and third wavelengths diffracted by the second diffraction grating layer is 90% or more of the total intensity of the light of the first and third wavelengths, respectively. And select a depth of the third diffraction grating layer such that the intensity of light of the first and second wavelengths diffracted by the third diffraction grating layer is 90% or more of the total intensity of the light of the first and second wavelengths, respectively. Can be.
본 발명에 따르면, 다수의 회절격자를 이용하여 다양한 파장의 광 각각에 대해 적절한 메인 빔과 서브 빔을 형성할 수 있다. 따라서, 광픽업 장치의 부품 수를 감소시켜 광픽업 장치의 크기를 최소화하고 무게를 경량화할 수 있다.According to the present invention, a plurality of diffraction gratings can be used to form appropriate main and sub beams for each of light of various wavelengths. Therefore, the number of parts of the optical pickup device may be reduced, thereby minimizing the size of the optical pickup device and reducing the weight.
더욱이, 본 발명에 따르면, 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자를 사용하면서도, 다양한 파장의 광 각각에 대해 적절한 메인 빔과 서브 빔을 형성할 수 있기 때문에, 광픽업 장치의 제조 비용을 크게 절감시킬 수 있다.Furthermore, according to the present invention, it is possible to form an appropriate main beam and sub beam for each of various wavelengths of light while using a general diffraction grating rather than a wavelength selective diffraction grating, thereby greatly reducing the manufacturing cost of the optical pickup apparatus. Can be.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광픽업 장치의 구조 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the structure and operation of the optical pickup device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 양호한에 따른 광픽업 장치의 개략적인 구성을 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광픽업 장치(20)는 소정의 파장의 광을 방출하는 광원(21), 광을 회절시켜 메인빔과 서브빔을 형성하는 회절격자(22), 상기 광원(21)으로부터 광기록 매체(D)로 진행하는 광을 투과시키고 광기록 매체(D)에서 반사된 광을 반사하는 빔스플리터(23), 광원(21)에서 방출된 광을 평행빔으로 만드는 콜리메이팅 렌즈(24), 광을 광기록 매체(D)로 반사하는 미러(25), 광을 집속하 여 광기록 매체(D) 위에 스폿을 형성하는 대물렌즈(26), 및 상기 빔스플리터(23)에서 반사된 광을 검출하는 광검출기(27)를 포함한다. 여기서, 콜리메이팅 렌즈(24)의 위치는 실시예에 따라 바뀔 수도 있다. 예컨대, 광원(21)과 회절격자(22) 사이, 또는 회절격자(22)와 빔스플리터(23) 사이에 상기 콜리메이팅 렌즈(24)가 배치될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라서는 미러(25)를 사용하지 않을 수도 있다.2 shows a schematic configuration of an optical pickup apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the
공지된 바와 같이, 상술한 광픽업 장치(20)의 구조에서, 광원(21)으로부터 방출된 광은 회절격자(22)에 의해 회절되어 메인빔과 다수의 서브빔으로 분할된 후, 빔스플리터(23)를 통과한다. 그런 후, 각각의 메인빔과 서브빔은 콜리메이팅 렌즈(24)에 의해 평행빔으로 바뀐 다음, 미러(25)에 의해 반사된다. 반사된 메인빔과 서브빔은 각각 대물렌즈(26)에 의해 광기록 매체(D)의 기록 트랙 위에 포커싱된다. 그런 후, 광기록 매체(D)의 기록 트랙에서 반사 및 회절된 광은 빔스플리터(23)에 의해 반사되어 광검출기(27)에 입사한다. 이때, 상기 빔스플리터(23)는, 예컨대, 입사광의 편광 방향에 따라 광을 투과 또는 반사하는 편광 빔스플리터일 수 있다. 이 경우, 예컨대 입사광의 편광 방향을 변환시키기 위하여 1/4 파장판(미도시)이 상기 빔스플리터(23)와 대물렌즈(26) 사이의 광경로에 더 배치될 수도 있다. 한편, 광검출기(27)에서 검출된 광의 출력은 전기적 신호로 변환된 후, 미도시된 제어회로에 제공된다. 제어회로는 입력된 광 출력을 기초로 DPP 방법에 따라 데이터 신호, 트래킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호 등을 추출한다. 이를 위하여, 상기 광검출기(27)는 다분할 광검출기일 수 있다.As is known, in the structure of the
본 발명에 따르면, 상기 광원(21)은 서로 파장이 다른 두 개의 광을 방출하 는 트윈 광원일 수 있다. 예컨대, 실시예에 따라 상기 광원(21)은 780nm의 파장을 갖는 CD용 광과 650nm의 파장을 갖는 DVD용 광을 방출할 수도 있으며, 또는 650nm의 파장을 갖는 DVD용 광과 405nm의 파장을 갖는 HD-DVD 또는 BD용 광을 방출할 수도 있다. 또는 상기 광원(21)은 상이한 파장을 갖는 세 개의 이상의 광을 방출하는 멀티 광원일 수도 있다. 예컨대, 상기 광원(21)은 780nm의 파장을 갖는 CD용 광, 650nm의 파장을 갖는 DVD용 광 및 405nm의 파장을 갖는 HD-DVD 또는 BD용 광을 모두 방출하는 멀티 광원일 수도 있다.According to the present invention, the
또한, 본 발명에 따르면, 상기 회절격자(22)는 파장이 상이한 두 개의 광에 대해 각각 메인빔과 서브빔을 형성하도록 구성된 트윈 회절격자이다. 또는, 본 발명에 따르면, 상기 회절격자(22)는 파장이 상이한 적어도 세 개의 광에 대해 각각 메인빔과 서브빔을 형성할 수 있는 멀티 회절격자일 수도 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 회절격자(22)는 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자를 이용하여 구성될 수 있다.Further, according to the present invention, the
예컨대, 도 3은 두 개의 일반적인 회절격자를 서로 접합하여 구성된 트윈 회절격자(22)의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 투명기판(22a)의 양면에 각각 깊이가 상이한 제 1 회절격자층(22b)과 제 2 회절격자층(22c)이 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 회절격자층(22b, 22c)은, 예컨대, 유리(glass)나 플라스틱을 소정의 피치(pitch)와 깊이(depth)로 배열하여 형성될 수 있다. 여기서, 제 1 회절격자층(22b)은, 예컨대, CD용 회절격자이고 제 2 회절격자층(22c)은 DVD용 회절격자일 수 있다. 반대로, 상기 제 1 회절격자층(22b)이 DVD용 회절격자 이고 제 2 회절격자층(22c)이 CD용 회절격자일 수도 있다. 또한, 실시예에 따라, 상기 제 1 회절격자층(22b)을 DVD용 회절격자로 하고, 제 2 회절격자층(22c)을 BD 또는 HD-DVD용 회절격자로 사용할 수도 있다.For example, FIG. 3 schematically shows a configuration of a
만약 제 1 회절격자층(22b)이 CD용이고 제 2 회절격자층(22c)이 DVD용인 경우, 제 1 회절격자층(22b)은 DVD용 광을 거의 회절시키지 않으며 제 2 회절격자층(22c)은 CD용 광을 거의 회절시키지 않아야 한다. 종래의 경우에는, 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자를 사용할 경우, 두 회절격자에서 모두 회절이 발생하는 문제가 있었다. 본 발명은 회절격자의 깊이에 따라 회절격자의 회절 특성이 변화한다는 사실을 이용하여 이러한 문제를 개선할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, CD용 광에 대해 최적의 메인빔:서브빔의 비율을 달성하면서 DVD용 광에 대한 영향을 최소화하도록 제 1 회절격자층(22b)의 깊이를 적절히 선택하고, DVD용 광에 대해 최적의 메인빔:서브빔의 비율을 달성하면서 CD용 광에 대한 영향을 최소화하도록 제 2 회절격자층(22c)의 깊이를 적절히 선택한다. 이러한 제 1 및 제 2 회절격자층(22b,22c)의 최적의 두께는 예컨대 시뮬레이션을 통해 찾을 수 있다.If the first
예컨대, 도 4는 제 1 회절격자층(22b)이 CD용이고 제 2 회절격자층(22c)이 DVD용인 경우에 DVD용 광이 제 1 회절격자층(22b)과 제 2 회절격자층(22c)에 의해 회절되는 형태를 예시적으로 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, DVD용 광은 제 1 회절격자층(22b)에 의해 한 번 회절된 후, 제 2 회절격자층(22c)에 의해 또 다시 회절된다. 이때, 포커싱 및 트래킹 서보를 위하여, 0차 회절된 하나의 메인빔과 ±1차 회절된 두 개의 서브빔을 얻고자 하는 경우, 도 4에서 1-3번 및 7-9번으 로 표시된 광의 세기는 최소화되어야 한다.For example, FIG. 4 shows that the DVD light is the first
이를 만족시키기 위한 제 1 회절격자층(22b)의 두께를 확인하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이때, 제 2 회절격자층(22c)의 깊이는 1600Å으로 고정되어 있으며, 제 1 회절격자층(22b)과 제 2 회절격자층(22c)의 재료의 굴절률은 각각 661nm의 파장에서 n=1.514, 785nm의 파장에서 n=1.511 인 것으로 가정하였다. 도 5는 제 1 회절격자층(22b)의 깊이 변화에 따른 CD용 광과 DVD용 광에 대한 0차 회절된 메인빔의 세기 변화를 나타내는 시뮬레이션 결과이다. 도 5의 시뮬레이션 결과에서, '-▲-'로 표시된 곡선은 CD용 광에 대한 것이고, '-◆'-로 표시된 곡선은 DVD용 광에 대한 것이다.Simulation was performed to confirm the thickness of the first
여기서, CD용 광에 대한 제 1 서브빔:메인빔:제 2 서브빔의 최적 비율이 약 1:16.5:1라고 가정한다. 그러면, 도 5에 나타낸 바와 같이, CD용 광에 대해 제 1 서브빔:메인빔:제 2 서브빔의 비율이 약 1:16.5:1을 만족하도록 하는 제 1 회절격자층(22b)의 깊이는 d1과 d2가 존재한다. 또한, 도 5에서 더 도시되지는 않았지만, 상기 제 1 서브빔:메인빔:제 2 서브빔의 비율을 만족하는 제 1 회절격자층(22b)의 깊이는 도 5에 도시된 0차 회절 빔에 대한 변화 곡선의 각 싸이클마다 하나씩 존재한다. 이하에서는 설명의 편의상 d1과 d2에 대해서만 고려한다.Here, it is assumed that the optimal ratio of the first sub-beam: main beam: second sub-beam to the light for CD is about 1: 16.5: 1. Then, as shown in FIG. 5, the depth of the first
먼저, 제 1 회절격자층(22b)의 깊이가 d1인 경우, 상기 제 1 회절격자층(22b)에 의해 회절된 DVD용 광의 제 1 서브빔:메인빔:제 2 서브빔의 비율은 약 1:8:1 정도가 된다. 따라서, 제 2 회절격자층(22c)에서 DVD용 광이 재차 회절되는 동안, 도 4에 표시된 1-3번 및 7-9번 광의 세기가 커지게 되어 광효율이 저하된다. 한편, 제 1 회절격자층(22b)의 깊이가 d2인 경우, 상기 제 1 회절격자층(22b)에 의해 회절된 DVD용 광의 제 1 서브빔:메인빔:제 2 서브빔의 비율은 약 1:98:1 정도가 된다. 이 경우에는, 도 4에 표시된 1-3번 및 7-9번 광의 세기가 무시할 수 있을 정도로 작아지게 된다. 따라서, 제 1 회절격자층(22b)의 깊이가 d2인 경우에는, DVD용 광에 대한 회절 효과가 거의 제 2 회절격자층(22c)에 의해서만 영향을 받게 되며, DVD에 대한 포커싱 및 트래킹 서보가 정상적으로 수행될 수 있다.First, when the depth of the first
아래의 표 1은 제 1 회절격자층(22b)의 깊이가 d1인 경우와 d2인 경우에 대해, 도 4에 표시된 1-9번 광의 세기를 나타내고 있다. 아래의 표 1를 통해 알 수 있는 바와 같이, 제 1 회절격자층(22b)의 깊이가 d2인 경우에는 DVD용 광이 상기 제 1 회절격자층(22b)에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 이렇게, CD용 광에 대한 적절한 메인빔과 서브빔의 비율을 만족하는 제 1 회절격자층(22b)의 깊이들 중에서 DVD용 광에 가장 영향을 주지는 않는 깊이를 선택함으로써, 본 발명에 따르면 파장 선택성 회절격자가 아닌 일반적인 회절격자를 사용하는 것이 가능하다. 예컨대, 제 1 회절격자층(22b)에 의해 0차 회절된 DVD용 광의 세기가 전체 DVD용 광 세기의 90% 이상이 되도록 제 1 회절격자층(22b)의 깊이를 선택할 수 있다. 특히, 도 5에 도시된 0차 회절 빔에 대한 변화 곡선에서 두 번째 이상의 싸이클에 있는 깊이를 선택하는 것이 적당하다.Table 1 below shows the intensity of light 1-9 shown in FIG. 4 for the case where the depth of the first
위에서 설명한 것과 동일한 방식으로 제 2 회절격자층(22c)의 깊이도 역시 적절하게 선택할 수 있다. 다만 CD용 광은 회절이 적게 되고 공차 범위도 커서 광량이 작아지더라도 데이터 신호, 트래킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호 등을 추출하기가 비교적 용이하다. 따라서, 제 1 회절격자층(22b)이 CD용인 경우에는 제 2 회절격자층(22c)의 깊이를 선택하는 데 있어서 CD용 광의 회절을 고려하지 않을 수도 있다.In the same manner as described above, the depth of the second
위에서는 제 1 회절격자층(22b)이 CD용이고 제 2 회절격자층(22c)이 DVD용인 경우에 대해 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 원리는 제 1 회절격자층(22b)이 DVD용이고 제 2 회절격자층(22c)이 BD 또는 HD-DVD용인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 두 개의 회절격자층를 이용하여 두 개의 상이한 파장의 광을 각각 회절시키는 경우에 대해 예시적으로 설명하였으나, 세 개의 이상의 회절격자층을 이용하여 세 개의 이상의 상이한 파장의 광을 각각 회절시키는 경우에도 본 발명의 원리를 동일하게 적용할 수 있다.In the above, the case where the first
지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.To date, exemplary embodiments have been described and illustrated in the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, it should be understood that such embodiments are merely illustrative of the invention and do not limit it. And it is to be understood that the invention is not limited to the illustrated and described description. This is because various other modifications may occur to those skilled in the art.
도 1a 및 도 1b는 두 개의 파장 선택성 회절격자를 서로 접합하여 구성된 트윈 회절격자를 개략적으로 도시하고 있다.1A and 1B schematically show a twin diffraction grating constructed by bonding two wavelength selective diffraction gratings together.
도 2는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 개략적인 구성을 도시하고 있다.2 shows a schematic configuration of an optical pickup apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 깊이가 서로 다른 일반적인 두 개의 회절격자를 서로 접합하여 구성된 트윈 회절격자의 구성을 개략적으로 도시하고 있다.FIG. 3 schematically illustrates a configuration of a twin diffraction grating formed by bonding two general diffraction gratings having different depths according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 트윈 회절격자에 의해 회절되는 광을 예시적으로 도시하고 있다.FIG. 4 exemplarily shows light diffracted by the twin diffraction grating shown in FIG. 3.
도 5는 도 3에 도시된 트윈 회절격자의 깊이 변화에 따라 파장이 다른 두 광에 대한 0차 회절빔의 세기 변화를 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates the intensity change of the zero-order diffraction beam for two light having different wavelengths according to the depth change of the twin diffraction grating shown in FIG. 3.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
20.....광픽업 장치 21.....광원20 .....
22.....회절격자 23.....빔스플리터22 ....
24.....콜리메이팅 렌즈 25.....미러24 ..... collimating
26.....대물렌즈26 .... Objective
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