KR101187710B1 - 광픽업 장치 - Google Patents

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KR101187710B1 KR1020050100379A KR20050100379A KR101187710B1 KR 101187710 B1 KR101187710 B1 KR 101187710B1 KR 1020050100379 A KR1020050100379 A KR 1020050100379A KR 20050100379 A KR20050100379 A KR 20050100379A KR 101187710 B1 KR101187710 B1 KR 101187710B1
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Abstract

본 발명은 광디스크에 형성되는 광스팟의 크기를 줄일 수 있으며, 인접층에 의한 간섭광에 의해 트랙킹 에러신호가 열화되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 광픽업 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 광픽업 장치는 소정 파장의 광을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 다수개의 기록층을 갖는 광디스크에 광스팟을 형성하는 대물렌즈와, 상기 광디스크에서 반사되는 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하고, 상기 대물렌즈에는 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물렌즈로 입사되는 광의 일부와 상기 광디스크에서 반사되어 상기 대물렌즈로 입사되는 광의 일부를 회절시키거나 차단하는 회절패턴 영역이 형성된다.

Description

광픽업 장치{OPTICAL PICK-UP DEVICE}
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 광픽업 장치의 광학계를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 광검출기를 나타낸 도면.
도 3a,3b,3c는 대물렌즈에 형성되는 회절패턴 영역의 다양한 예를 나타낸 도면.
도 4a,4b,4c는 대물렌즈에 형성되는 편광차단 회절패턴 영역의 다양한 예를 나타낸 도면.
도 5a,5b,5c 대물렌즈에 형성되는 회절패턴의 모양을 나타내기 위한 대물렌즈의 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2실시에에 따른 광픽업 장치의 광학계를 도시한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10: 광원 11: 그레이팅
12: 콜리메이팅렌즈 14: 1/4파장판
15: 빔스프리터 20: 광디스크
30: 대물렌즈 30a: 볼록면
30b:평편면 31a, 31b: 회절패턴
40: 광검출기
본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 기록층을 갖는 다층광디스크에 형성되는 스팟의 크기를 줄일 수 있으며, 재생시 인접층에 의한 트랙킹 신호의 열화를 방지할 수 있는 광픽업 장치에 관한 것이다.
광디스크는 그 표면에 무수히 많은 피트(pit)를 천공하여 레이저광의 반사를 변화시킴으로써 음성, 화상, 문서 등의 데이터를 기록/재생하는 저장매체를 말하며, 대표적으로 CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)가 이에 해당된다. 최근에는 차세대 광디스크로 기록용량을 더욱 높인 고밀도 기록매체에 대한 연구가 활발한데, 이러한 고밀도 광디스크에는 BD(Blue-ray Disk)와 AOD(Advanced Optical Disk)가 이에 해당된다. 이러한 광디스크는 저장되는 정보의 양에 따라 서로 다른 파장을 가지는 레이저광과 서로 다른 개구수를 가지는 대물렌즈를 사용하는 광 기록/재생기기에 의해 기록/재생된다. 예를 들어 DVD보다 고용량을 가지는 BD의 경우, 광원의 파장을 405nm로 하고, 대물렌즈의 개구수는 0.65이며 광디스크 경사에 의한 성능 열화를 방지하기 위해 그 두께는 대략 0.1mm이다.
한편, 광디스크의 용량을 늘리기 위해 BD와 같은 광디스크에도 다수개의 기록층을 갖는 다층구조를 채택하고 있다.
상기와 같이 레이저광을 대물렌즈에 의해 집속한 광스팟을 이용하여 광정보 저장매체인 광디스크에 임의의 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 광 기록/재생기기에서 기록 용량은 집광되는 스팟의 크기에 의해 정해진다. 집광스팟의 크기(S)는 사용하는 레이저광 파장(λ)과 대물렌즈의 개구수(NA: Numerical Aperture)에 의해 다음식과 같이 결정된다.
S ∝ k*λ/NA (k: 광학계에 의존하는 상수로 보통 1내지 2사이의 값)
따라서, 광디스크의 고밀도화를 위해서는 광디스크에 맺히는 광스팟의 크기(S)를 줄여야 하는데, 광스팟의 크기(S)를 줄이기 위해서는 상기 식에서 나타난 바와 같이 레이저광의 파장(λ)을 줄이거나 개구수(NA)를 증가시켜야 한다.
그러나, 레이저광의 파장(λ)을 줄이기 위해서는 고가의 부품을 사용해야 하고, 대물렌즈의 개구수(NA)를 증가시키면 초점심도는 개구수(NA)의 제곱으로 감소하고, 코마수차는 개구수(NA)의 3승으로 증가되므로 상기 두 가지 방법으로 광스팟의 크기(S)를 줄이는데 있어 한계가 있었다.
또한, 다수개의 기록층을 갖는 다층광디스크, 예를 들어 2개의 기록층을 갖는 이층 광디스크(Dual Layer Optical Disk)에서 트랙킹 에러신호의 검출하기 위해 차동 푸시풀(DPP:Differential Push-Pull) 방식을 사용할 경우, 재생 인접층에서 반사된 0차광이 재생 대상층에서 반사된 ±1차광과 오버랩되어 트랙킹 에러신호가 열화되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 10-2005-0074839호에서는 인접층에 의해 반사된 0차광을 회절시켜 제1 및 제2서브 광검출기에 수광되지 않도록 하는 별도의 광학부재, 특히 편광홀로그램을 사용하였다. 그러나, 상기와 같은 편광홀로그램의 중심과 대물렌즈의 광축이 일치하지 않게 되면 인접층에서 반사된 0차광의 일부가 제1 및 제2서브 광검출기에 입사되어 트랙킹 에러신호의 품질에 영향을 주는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 대물렌즈가 광디스크에 형성하는 광스팟의 크기를 줄일 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 기록층을 갖는 다층광디스크의 재생 시 재생 인접층에서 반사된 0차광이 재생 대상층에서 반사된 ±1차광과 오버랩되어 트랙킹 에러신호가 열화되는 문제점을 방지할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 소정 파장의 광을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 다수개의 기록층을 갖는 광디스크에 광스팟을 형성하는 대물렌즈와, 상기 광디스크에서 반사되는 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하고, 상기 대물렌즈에는 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물렌즈로 입사되는 광의 일부와 상기 광디스크에서 반사되어 상기 대물렌즈로 입사되는 광의 일부를 회절시키거나 차단하는 회절패턴 영역이 형성된다.
또한, 상기 회절패턴 영역은 상기 대물렌즈의 중앙부에 형성된다.
또한, 상기 회절패턴 영역의 중심축은 상기 대물렌즈의 광축과 일치한다.
또한, 상기 회절패턴 영역은 상기 광원으로부터 출사된 광이 상기 대물렌즈로 입사되는 면인 볼록면과 상기 광디스크에서 반사된 광이 상기 대물렌즈로 입사되는 면인 평편면 중 하나 이상의 면에 형성된다.
또한, 상기 회절패턴 영역에는 P편광과 S편광을 모두 차단할 수 있는 편광차단 회절패턴이 형성된다.
또한, 상기 볼록면과 평편면 중 일측에 P편광과 S편광을 모두 차단할 수 있는 편광차단 회절패턴이 형성된다.
또한, 상기 볼록면과 평편면 중 일측에는 P편광을 차단할 수 있는 P편광차단 회절패턴이 형성되고, 타측에는 S편광을 차단할 수 있는 S편광차단 회절패턴이 형성된다.
또한, 상기 광검출기는 광디스크에서 반사된 0차광을 수광하는 메인 광검출기와 상기 광디스크에서 반사된 +1차광과 -1차광을 수광하는 제1 및 제2서브 광검출기를 포함하고, 차동 푸시풀(DPP:Differential Push Pull)법에 의해 트랙킹 에러신호를 검출한다.
또한, 상기 회절패턴 영역은 상기 메인 광검출기와 상기 제1 및 제2서브 광검출기에 대응하는 모양으로 형성되어 기록/재생 대상층의 인접층에 의한 0차광이 상기 메인 광검출기 및 제 1, 2서브 광검출기에 수광되지 않도록 된다.
또한, 상기 회절패턴 영역은 재생/기록 대상층의 인접층에 의한 0차광이 상기 메인 광검출기 및 제 1, 2서브 광검출기에 수광되지 않도록 단일 영역으로 형성된다.
또한, 상기 단일 영역은 상기 메인 검출기와 상기 제1 및 제2서브 광검출기의 대응하는 모양을 모두 덮을 수 있도록 큰 원형으로 형성된다.
또한, 상기 광원과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 1/4파장판이 설치된다.
또한, 상기 대물렌즈와 상기 광디스크 사이의 광경로 상에 1/4파장판이 설치된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 소정 파장의 광을 출사하는 광원과, 상기 광원에서 출사되는 광을 0차광 및 ±1차광으로 분기하는 그레이팅과 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 다수개의 기록층을 가진 광디스크에 광스팟을 형성하는 대물렌즈와, 상기 광디스크로부터 반사되어온 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기와, 상기 광디스크에 형성되는 광스팟 크기를 광학적인 회절한계에서의 광스팟 크기보다 작도록 하고, 상기 광디스크의 기록/재생 대상층의 인접층에 의한 0차광이 상기 광검출기의 검출영역에 영향을 주지 않도록 상기 대물렌즈에 형성되어 상기 대물렌즈로 입사하는 입사광의 일부를 회절시키거나 차단하는 회절패턴을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광픽업 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예 따른 광픽업 장치는 광디스크의 종류에 따라 그에 적합한 파장의 레이저광을 생성, 출사하는 광원(10)과 정보의 기록 또는 재생을 위해 광디스크(20)에 광을 집속시켜 스팟을 형성하는 대물렌 즈(30)와 광의 진행경로를 바꾸어 주기 위한 빔스프리터(15)와 광디스크(20)로부터 반사되어 온 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기(40)를 포함한다. 또한, 상기 대물렌즈(30)는 포커스 및 트랙오차를 보정하기 위해 액츄에어터(미도시)에 장착된다.
광원(10)과 빔스프리터(15) 사이에는 차동 푸시풀법 등에 의해 트랙킹 에러신호를 검출하도록 광원(10)에서 출사되는 광을 0차광(메인 광) 및 ±1차광(서브 광)으로 분기하는 그레이팅(11)을 구비한다. 이와 같이 그레이팅(11)에 의해 광원(10)에서 출사된 광이 3개의 빔으로 분기됨으로써, 광디스크(20)에서 반사된 0차광 검출신호로부터 재생신호를 얻으며, 광디스크(20)에서 반사된 0차광 및 ±1차광의 검출신호의 연산에 의해 트랙킹 에러신호를 얻을 수 있게 된다.
빔스프리터(15)는 광원(10)에서 출사된 광을 대물렌즈(30)로 향하도록 안내하고, 광디스크(20)에서 반사된 광은 광검출기(40)쪽으로 향하도록 안내한다. 광원(10)으로부터 출사되어 빔스프리터(15)를 통과한 발산광은 콜리메이팅렌즈(12)에 의해 평행광으로 바뀌게 되고, 반사미러(13)에 의해 진행경로가 변경되어 대물렌즈(30)로 입사된다. 또한, 반사미러(13)와 대물렌즈(30) 사이에는 대물렌즈(30)로 입사되는 광의 편광을 변화시키는 1/4파장판(14)이 마련된다.
한편, 빔스프리터(15)와 광검출기(40) 사이에는 비점수차법에 의해 포커스 에러신호를 검출할 수 있도록 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈(16)가 마련되며, 광원(10)에서 출사되어 빔스프리터(15)를 투과한 광을 수광하여 광원(10)의 출력을 모니터링 하도록 마련된 모니터링용 광검출기(41)를 구비할 수 있다.
본 실시 예에서는 광원(10)을 BD규격을 만족하는 청색 파장영역의 광인 405nm 파장의 광을 출사하도록 하였으며, 대물렌즈(30)도 BD규격을 만족하는 개구수인 0.85의 개구수를 갖도록 설정하였다. 또한, 광디스크(20)는 고용량을 가지는 BD이며, 광디스크(20)의 용량이 크도록 다수개의 기록층(L1,L2)을 가지는 다층광디스크로 설정하였다. 그러나, 반드시 상기와 같을 필요는 없으며, 광디스크가 DVD이며 광원은 DVD규격을 만족하는 영역의 파장의 광을 출사하며, 대물렌즈도 DVD규격을 만족하는 개구수를 갖도록 설정될 수도 있다.
상기와 같이 광원(10)이 청색 파장영역의 광을 출사하고, 상기 대물렌즈(30)가 0.85의 개구수를 가지는 경우, 본 실시예에 따른 광픽업 장치는 고밀도 광디스크인 BD를 기록/재생할 수 있다.
한편, 광의 경로를 바꾸어 주는 빔스프리터(15)는 입사광을 편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 편광 빔스프리터인 것이 바람직하다.
상기와 같이 편광 빔스프리터(15)와 1/4파장판(14)을 구비하는 경우, 광원(11)에서 출사되는 광이 P편광일 경우, 편광 빔스프리터(15)의 경면(15a)을 투과하고 상기 1/4파장판(14)을 경유하면서 원편광으로 바뀌어 광디스크(20)쪽으로 진행한다. 원편광은 광디스크(20)에서 반사되어 회전방향이 반대인 원편광으로 바뀌고, 1/4파장판(14)을 경유하면서 S편광으로 변하게 된다. 이와 같은 S편광은 편광 빔스프리터(15)의 경면(15a)에서 반사되어 광검출기(40)에 수광된다.
도 2는 차동 푸시풀(DPP:Differential Push-Pull)법에 의한 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있는 광검출기(40)의 구조를 보여준다.
광검출기(40)는 광원(10)으로부터 출사된 광이 그레이팅(11)에 의해 적어도 3개의 빔으로 분기된 경우 0차광이 수광되는 메인 광검출기(41)와 ±1차광이 수광되는 서브 광검출기(42a,42b)로 구분된다. 메인 광검출기(41)는 포커스 에러신호/트랙킹 에러신호 검출이 가능하도록 광디스크(20)의 라디얼 방향에 대응되는 방향(R방향)과 탄젠셜 방향에 대응되는 방향(T)으로 각각 2분할된 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 및 제2서브 광검출기(42a,42b)는 DPP법에 의한 트랙킹 에러신호 검출이 가능하도록 R방향으로 각각 2분할된 것이 바람직하다.
이와 같이, 메인 광검출기(41)에 마련되어 0차광을 수광하는 수광영역을 A,B,C,D라 하고, 제1 및 제2서브 광검출기(42a,42b)에 마련되어 ±1차광을 수광하는 수광영역을 E,F,G,H라고 할 때, DPP방식에 의해 검출되는 트랙킹 에러신호 TEPdpp =[(A+D)-(B+C)]-κ[(E-F)+(G-H)]가 된다. 이때, κ는 0차광과 ±1차광의 광량비에 따른 계수로 각 광량비가 1:10:1인 경우, 10/(1+1)+5가 된다.
상기와 같이 0차광과 ±1차광의 광량비를 1:10:1과 같이 하는 이유는 0차광이 정보를 담고 있는 0차광신호로부터 재생신호를 얻을 수 있기 때문에 0차광의 광량을 크게 하는 것이 광이용 효율 측면에서 유리하기 때문이다.
본 실시예와 같이 광디스크(20)가 2층 광디스크의 경우 광디스크(20)의 광입사면으로부터 가까운 층인 L1층 및 먼 L2층 중에서 하나의 층을 기록/재생 시 광검출기로 돌아오는 광은 대물렌즈(30)의 초점에 위치된 층 뿐만이 아니라 인접한 층의 영향도 받게 된다.
예를 들어, 상기 L1층과 L2층 중에서 광입사면에서 가까운 L1층을 재생 시 L2층에서 반사된 0차광이 L1층에서 반사된 ±1차광이 수광되는 제 1 및 제2서브 광검출기(42a,42b)에 도달하여 트랙킹 에러신호에 영향을 주게 된다. 이와 같은 이유는 상기에서 설명한 바와 같이 0차광이 1차광의 광량보다 훨씬 크기 때문이다.
따라서, 대물렌즈(30)에 의해 집속되어 광디스크(20)에 형성되는 광스팟의 크기를 줄이며, 상기와 같이 인접층에 의한 0차광이 트랙킹 에러신호에 영향을 주는 것을 방지하기 위해서, 콜리메이팅렌즈(12)를 통과한 평행광을 집속하여 광디스크(20)에 스팟을 형성하는 대물렌즈(30)에 대물렌즈(30)로 입사되는 광의 일부를 회절시키거나 차단하기 위한 회절패턴 영역을 구비한다.
회절패턴 영역은 대물렌즈(30)의 중앙부로 입사하는 광의 일부를 회절시키거나 차단하기 위하여, 대물렌즈(30)의 중앙부에 형성되며, 이때, 회절패턴 영역의 중심축은 대물렌즈(30)의 광축과 일치되도록 형성하는 것이 바람직하다.
도 3a 내지 3c에는 중앙부에 회절패턴 영역이 형성된 대물렌즈(30)가 도시되어 있다.
도 3a에는 광원(10)으로부터 출사된 광이 대물렌즈(30)로 입사하는 면인 볼록면(30a) 중앙부에 회절패턴 영역(31a)이 형성된 예가 도시되어 있으며, 도 3b에는 광디스크(20)에서 반사된 광이 대물렌즈(30)로 입사하는 면인 평편면(30b) 중앙부에 회절패턴 영역(31b)이 형성된 예가 도시되어 있으며, 도 3c에는 대물렌즈(30)의 볼록면(30a) 및 평편면(30b) 모두에 회절패턴(31a,31b) 영역이 형성된 예가 도 시되어 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 광픽업 장치의 광원에서 P편광을 출사할 경우의 동작에 대해 살펴본다.
광원(10)에서 생성되어 출사된 P편광은 그레이팅(11)에서 회절되어 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있도록 3개의 빔을 형성하고 빔스프리터(15)를 거쳐 콜리메이팅렌드(12)를 통과하면서 평행광으로 바뀌게 되고 반사미러(13)에 의해 반사되어 대물렌즈(30)를 향하게 된다. 이때, 대물렌즈(30) 전방에는 1/4파장판(14)이 놓여 있으므로, 1/4파장판(14)을 통과하면서 원편광으로 바뀌게 된다. 이와 같은 원편광은 대물렌즈(30)를 통과하면서 광디스크(20)의 기록층(L1,L2)에 광스팟을 형성하게 되는데, 대물렌즈(30)의 중앙부에는 회절패턴(31a,31b) 영역이 형성되어 있으므로 대물렌즈(30)의 중앙부를 통과하는 광의 일부는 회절된다.
이와 같이 대물렌즈(30)의 중앙부를 통과하는 광의 일부를 회절시킴으로써, 광디스크(20)로 입사되는 유효광의 일부를 줄여 회절한계에 도달한 광스팟 사이즈를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기와 같이 다수개의 기록층(L1,L2)을 가지는 다층광디스크(20)인 경우, 대물렌즈(30)의 초점에 위치된 기록/재생 대상층 뿐만 아니라, 인접층에 의한 간섭광도 광디스크(20)에 반사되어 다시 대물렌즈(30)의 평편면(30b)으로 입사하게 되는데, 이 때, 대물렌즈(30)에는 회절패턴(31a,31b) 영역이 형성되어 있기 때문에 기록/재생 대상층에 의해 반사된 0차 및 ±1차광과 오버랩되는 인접층에 의한 0차광의 일부를 회절시켜 제 1 및 제 2서브 광검출기(42a,42b)로 수광되는 것을 막기 때문에 인접층에 의한 간섭광으로 인해 트랙킹 에러신호가 열화되는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 회절패턴(31a,31b) 영역이 대물렌즈(30)에 형성되어 있으며, 회절패턴(31a,31b) 영역의 중심축과 대물렌즈(30)의 광축을 일치시켰으므로 회절패턴(31a,31b)을 통과한 인접층에 의한 0차광의 일부가 제 1 및 제 2서브 광검출기(42a,42b)로 수광되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이때, 회절패턴(31a,31b) 영역은 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이 P 및 S편광을 모두 차단할 수 있는 회절패턴(31a',31b')을 가질 수 도 있다. 이와 같이 P 및 S편광을 모두 차단할 수 있도록 대물렌즈(30)의 볼록면(30a)과 평편면(30b) 중 일측에 P 및 S편광차단 회절패턴(31a',31b')을 형성할 수도 있으며, 볼록면(30a)과 평편면(30b) 중 일측에는 P편광차단 회절패널(31a')을 형성하고, 타측에는 S편광차단 회절패턴(31b')을 형성할 수 도 있다.
이와 같이, 대물렌즈(30)의 중앙부에 P 및 S편광차단 회절패턴(31a',31b')을 형성함으로써, 1/4파장판을 통과하여 대물렌즈로 입사하는 P 및 S편광의 특성을 모두 가지는 원편광이 대물렌즈(30)의 중앙부를 통과하지 못하도록 한다. 따라서, 상기 대물렌즈(30) 중앙부를 통과하는 광을 일부 회절하는 경우와 같이 광스팟의 크기를 줄일 수 있으며, 기록/재생 대상층에 의해 반사된 0차 및 ±1차광과 오버랩되는 인접층에 의한 0차광의 일부를 차단할 수 있으므로 간섭광에 의해 트랙킹 에러신호가 열화되는 문제도 해결할 수 있다.
도 5a 내지 5c에는 대물렌즈(30)에 형성되어 광스팟의 크기를 줄이며 트랙킹 에러신호의 열화를 해결하기 위해 대물렌즈(30)의 중앙부로 입사되는 광의 일부를 회절시키거나 차단하는 회절패턴(31a,31b) 영역의 다양한 모양을 나타낸 대물렌즈(30)의 단면도이다.
도 5a는 광검출기(40)의 메인 광검출기(41), 제 1 및 제2서브 광검출기(42a,42b)에 인접층에 의한 0차광이 수광되지 않도록 각 광검출기(41,42a,42b)에 대응하는 모양으로 형성된 회절패턴(31a,31b) 영역이 형성된 대물렌즈(30)의 예를 보여 준다.
도 5b는 광검출기(40)의 메인 광검출기(41), 제 1 및 제2서브 광검출기(41a,41b)에 인접층에 의한 0차광이 수광되지 않도록 직사각형의 단일 회절패턴(31a,31b) 영역이 형성된 대물렌즈(30)의 예를 보여 준다.
도 5c는 광검출기(40)의 메인 광검출기(40), 제 1 및 제2서브 광검출기(41a,41b)에 인접층에 의한 0차광이 수광되지 않도록 각 광검출기(41,42a,42b)에 대응하는 모양을 모두 덮으며, 도 5b의 직사각형의 회절패턴(31a,31b) 영역보다 면적이 큰 원형의 단일 회절패턴(31a,31b) 영역을 구비한 예를 보여 준다. 이와 같이 대물렌즈(30)에 큰 원형의 단일 회절패턴(31a,31b) 영역을 구비함으로써, 대물렌즈(30)의 중심부를 통과하는 광을 도 5b의 회절패턴(31a,31b) 영역에서 보다 많이 회절시키거나 차단할 수 있다.
도 6은 도 1과는 달리 1/4파장판(14)이 대물렌즈(30)와 광디스크 중간의 광경로 상에 설치되어 있는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 광픽업 장치를 도시하고 있다.
제 1실시 예에서와 같이 제 2실시 예에서도 광픽업 장치의 광원에서 P편광을 출사할 경우의 동작에 대해 살펴본다.
광원(10)에서 생성되어 출사된 P편광은 그레이팅(11)에서 회절되어 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있도록 3빔을 형성하고 빔스프리터(15)를 거쳐 콜리메이팅렌즈(12)를 통과하면서 평행광으로 바뀌게 되고 반사미러(13)에 의해 반사되어 대물렌즈(30)를 통하면서 집속된다. 이때, 대물렌즈(30)의 후방 광경로에는 1/4파장판(14)이 놓여 있으므로 1/4파장판(14)을 통과하면서 원편광으로 바뀌게 된다. 이와 같은 원편광은 대물렌즈(30)를 통과하면서 광디스크(20)의 기록층(L1,L2)에 광스팟을 형성하게 되고, 광디스크(20)의 기록층(L1,L2)에서 반사되어 회전방향이 반대인 원평광으로 바뀌게 되고, 이와 같은 원편광은 다시 1/4파장판(14)을 통과하면서 S편광으로 바뀌어 광검출기(40)로 수광된다.
제 2실시 예에서도 상기 제 1실시 예에서와 마찬가지로 대물렌즈(30)에 의해 집속되어 광디스크(20)에 형성되는 광스팟의 크기를 줄이며, 상기와 같이 인접층에 의한 0차광이 재생 대상층의 트랙킹 에러신호에 영향을 주는 것을 방지하기 위해서, 대물렌즈(30)로 입사되는 광의 일부를 회절시키거나 차단하기 위한 회절패턴 영역을 구비한다.
이와 같은 회절패턴 영역은 제 1실시예에 따른 회절패턴 영역과 동일한 것이므로 도 3a 내지 3c를 참조하여 설명한다.
도 3a에는 대물렌즈(30)의 볼록면(30a) 중앙부에 회절패턴 영역(31a)이 형성된 예가 도시되어 있으며, 도 3b에는 대물렌즈(30)의 평편면(30b) 중앙부에 회절패 턴 영역(31b)이 형성된 예가 도시되어 있으며, 도 3c에는 대물렌즈(30)의 볼록면(30a) 및 평편면(30b) 모두에 회절패턴(31a,31b) 영역이 형성된 예가 도시되어 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 광픽업 장치의 광원에서 P편광을 출사할 경우의 동작에 대해 살펴본다.
광원(10)에서 생성되어 출사된 P편광은 그레이팅(11)에서 회절되어 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있도록 3개의 빔을 형성하고 빔스프리터(15)를 거쳐 콜리메이팅렌드(12)를 통과하면서 평행광으로 바뀌게 되고 반사미러(13)에 의해 반사되어 대물렌즈(30)를 향하게 된다. 이때, 대물렌즈(30) 중앙부의 회절패턴(31a,31b) 영역을 통과하는 P편광은 일부가 회절되어 광디스크(20)로 입사하게 되고, 광디스크(20)에서 반사되어 1/4파장판(14)을 통과하면서 바뀐 S편광 또한 대물렌즈(30) 중앙의 회절패턴(31a,31b) 영역을 통과하면서 일부가 회절되어 광검출기(40)로 수광된다.
이와 같이, 대물렌즈(30)의 중앙부를 통과하는 광의 일부를 회절시킴으로써 회절한계에 도달한 광스팟 사이즈를 감소시킬 수 있으며, 기록/재생 대상층에 의해 반사된 0차 및 ±1차광과 오버랩되는 인접층에 의한 0차광의 일부를 회절시켜 제 1 및 제 2서브 광검출기(42a,42b)로 수광되는 것을 막을 수 있기 때문에 인접층의 간섭광으로 인해 재생 대상층의 트랙킹 에러신호가 열화되는 문제를 해결할 수 있다.
이때, 회절패턴(31a,31b) 영역에는 제 1실시 예에서와 마찬가지로 도 4a 내 지 4c에 도시된 바와 같이 P 및 S편광을 모두 차단할 수 있는 회절패턴(31a',31b')을 형성할 수 도 있다.
이와 같이 P 및 S편광을 모두 차단할 수 있도록 대물렌즈(30)의 볼록면(30a)과 평편면(30b) 중 일측에 P 및 S편광차단 회절패턴(31a',31b')을 형성할 수도 있으며, 볼록면(30a)과 평편면(30b) 중 일측에는 P편광차단 회절패턴(31a')을 형성하고, 타측에는 S편광차단 회절패턴(31b')을 형성할 수 도 있다.
이와 같이, 대물렌즈(30)의 볼록면(30a)으로 입사되는 P편광은 P편광차단 회절패턴(31a')에 의해 일부가 차단되므로, 광디스크(20)에 형성되는 광스팟의 크기를 줄일 수 있으며, 대물렌즈(30)의 평편면(30b)으로 입사되는 S편광은 S편광차단 회절패턴(31b')에 의해 일부가 차단되므로 인접층에 의한 0차광의 일부가 제 1 및 제 2서브 광검출기(42a,42b)로 수광되는 것을 방지할 수 있어, 인접층의 간섭광에 의해 재생 대상층의 트랙킹 에러신호가 열화되는 문제도 해결할 수 있다.
제 2실시 예에 따른 회절패턴(31a',31b')의 모양은 제 1실시 예에 따른 회절패턴의 모양의 예를 나타낸 도 5a, 5b, 5c에 나타난 바와 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치에 의하면 대물렌즈의 중앙부에 회절패턴 영역 또는 편광차단 회절패턴을 형성하여 광디스크로 입사되는 유효광의 일부를 줄임으로써 광스팟의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 대물렌즈의 중앙부에 회절패턴 영역 또는 편광차단 회절패턴이 형성되 므로 회절패턴 영역의 중심축과 대물렌즈의 광축을 일치시키기 쉽기 때문에 인접층에 의한 0차광의 일부를 확실하게 줄일 수 있어, 인접층에 의한 0차광이 제 1 및 제 2서브 광검출기로 수광됨으로써 야기되는 트랙킹 에러신호의 열화문제도 해결할 수 있다.

Claims (14)

  1. 소정 파장의 광을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 다수개의 기록층을 갖는 광디스크에 광스팟을 형성하는 대물렌즈와,
    상기 광디스크에서 반사되는 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하고,
    상기 대물렌즈의 중앙부에는 기록/재생 대상층의 인접층에 의해 반사되는 0차광이 상기 광검출기에 수광되지 않도록 상기 광디스크에서 반사되어 상기 대물렌즈로 입사되는 광의 일부를 회절시키거나 차단하는 회절패턴 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회절패턴 영역은 상기 대물렌즈의 중앙부에 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회절패턴 영역의 중심축은 상기 대물렌즈의 광축과 일치하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 회절패턴 영역은 상기 광원으로부터 출사된 광이 상기 대물렌즈로 입사 되는 면인 볼록면과 상기 광디스크에서 반사된 광이 상기 대물렌즈로 입사되는 면인 평편면 중 하나 이상의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회절패턴 영역에는 P편광과 S편광을 모두 차단할 수 있는 편광차단 회절패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 볼록면과 평편면 중 일측에 P편광과 S편광을 모두 차단할 수 있는 편광차단 회절패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 볼록면과 평편면 중 일측에는 P편광을 차단할 수 있는 P편광차단 회절패턴이 형성되고, 타측에는 S편광을 차단할 수 있는 S편광차단 회절패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광검출기는 광디스크에서 반사된 0차광을 수광하는 메인 광검출기와 상기 광디스크에서 반사된 +1차광과 -1차광을 수광하는 제1 및 제2서브 광검출기를 포함하고, 차동 푸시풀(DPP:Differential Push Pull)법에 의해 트랙킹 에러신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 회절패턴 영역은 상기 메인 광검출기와 상기 제1 및 제2서브 광검출기에 대응하는 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 회절패턴 영역은 재생/기록 대상층의 인접층에 의한 0차광이 상기 메인 광검출기 및 제 1, 2서브 광검출기에 수광되지 않도록 단일 영역으로 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단일 영역은 상기 메인 검출기와 상기 제1 및 제2서브 광검출기의 대응하는 모양을 모두 덮을 수 있도록 큰 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  12. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 1/4파장판이 설치된 것을 특 징으로 하는 광픽업 장치.
  13. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대물렌즈와 상기 광디스크 사이의 광경로 상에 1/4파장판이 설치된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  14. 소정 파장의 광을 출사하는 광원과,
    상기 광원에서 출사되는 광을 0차광 및 ±1차광으로 분기하는 그레이팅과 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 다수개의 기록층을 가진 광디스크에 광스팟을 형성하는 대물렌즈와,
    상기 광디스크로부터 반사되어온 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기와,
    상기 광디스크에 형성되는 광스팟 크기를 광학적인 회절한계에서의 광스팟 크기보다 작도록 하고,
    상기 광디스크의 기록/재생 대상층의 인접층에 의한 0차광이 상기 광검출기의 검출영역에 영향을 주지 않도록 상기 대물렌즈의 중앙부에 형성되어 상기 대물렌즈로 입사하는 입사광의 일부를 회절시키거나 차단하는 회절패턴을 포함하는 광픽업 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1942500B1 (en) 2007-01-08 2010-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup including unit to remove crosstalk in multi-layered disk, and optical recording and/or reproducing apparatus including the optical pickup
KR100846806B1 (ko) * 2007-01-08 2008-07-16 삼성전자주식회사 복층 디스크에서의 층간 간섭 신호 제거 유닛, 이를 채용한광픽업 장치 및 광 기록/재생 장치
US9544052B2 (en) * 2013-03-02 2017-01-10 Aoptix Technologies, Inc. Simple low cost tip-tilt wavefront sensor having extended dynamic range
CN114688972B (zh) * 2020-12-31 2024-04-02 深圳中科飞测科技股份有限公司 检测设备及其检测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519636B1 (ko) 2001-10-05 2005-10-07 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 회절 광학 소자 및 그것을 사용한 광학 헤드

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5600620A (en) 1994-11-08 1997-02-04 Nec Corporation Optical head apparatus having means to eliminate noise caused by side-lobes
JPH10312573A (ja) 1997-05-13 1998-11-24 Sony Corp 光ピツクアツプ及び再生装置
DE60000114T2 (de) * 1999-01-22 2002-11-28 Konica Corp., Tokio/Tokyo Optische Abtastvorrichtung und Verfahren zur Informationsaufzeichnung und Informationswiedergabe
JP2005528728A (ja) * 2002-05-30 2005-09-22 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 小型光ディスク駆動装置
KR100940205B1 (ko) * 2003-07-01 2010-02-10 삼성전자주식회사 호환형 광픽업
KR100965884B1 (ko) * 2004-01-14 2010-06-24 삼성전자주식회사 광픽업

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519636B1 (ko) 2001-10-05 2005-10-07 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 회절 광학 소자 및 그것을 사용한 광학 헤드

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