KR101215799B1

KR101215799B1 - 광 픽업 장치

Info

Publication number: KR101215799B1
Application number: KR1020060127920A
Authority: KR
Inventors: 겐지 나가시마
Original assignee: 푸나이덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2012-12-26
Also published as: JP2007164907A; US7724632B2; KR20070063459A; US20070133373A1; CN100492506C; DE102006059121A1; JP4609301B2; CN1983411A

Abstract

광 픽업 장치는 투명 전극들을 갖는 액정 소자를 포함하고, 투명 전극들 중의 하나는 동심원의 형태로 분할된 복수의 영역을 갖는다. 액정 소자는, 2가지 유형의 광 기록 매체에서 정보가 재생 또는 기록될 때 발생하는 구면 수차를 보정할 수 있다. 2가지 유형의 광 기록 매체를 지원하는 2개의 광 빔 중 더 큰 유효 반경값을 갖는 것이 제1 광 빔이고, 더 작은 값을 갖는 다른 것이 제2 광 빔인 경우, 제2 광 빔의 유효 반경 내측에 위치한 영역들과 제2 광 빔의 유효 반경 외측에 위치한 영역들에서, 제1 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해 동일한 전압이 인가되는 부분은, 동일 전위가 되도록 전기적으로 접속된다.

광 픽업 장치, 투명 전극, 액정 소자, 광 빔, 유효 반경, 구면 수차

Description

광 픽업 장치{OPTICAL PICKUP DEVICE}

도 1은 본 실시예에 따른 광 픽업 장치의 광 시스템의 구조를 도시하는 개략도.

도 2는 본 실시예의 광 픽업 장치에 제공된 액정 소자의 개략적인 단면도.

도 3은 본 실시예에 따른 액정 소자의 투명 전극에 형성된 패턴을 도시하는 개략도.

도 4는 동심원의 형태로 분할된 투명 전극의 중심으로부터의 거리와 CD용 및 DVD용의 광원들로부터 방사(emit)된 광 빔들에서 발생한 구면 수차들 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 5는 액정 소자의 투명 전극에 형성된 복수의 영역에 대한 데이터를 도시하는 표.

도 6은 본 실시예에 따라 CD용의 광원으로부터 방사된 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자에 의해 보정되는 상태를 도시하는 그래프.

도 7은 본 실시예에 따라 DVD용의 광원으로부터 방사된 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자에 의해 보정되는 상태를 도시하는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 광 픽업 장치

4: 분광 렌즈

6: 액정 소자

7: 대물 렌즈

9: 광 기록 매체

10: 액정

11a, 11b: 투명 전극

본 발명은 광 기록 매체에 광 빔을 조사함으로써 광 기록 매체에서 정보를 재생하고 기록하는 광 픽업 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 파동 수차를 보정하기 위하여 액정 소자를 갖는 광 픽업 장치의 크기와 비용을 줄이는 것에 관한 것이다.

근래에, 콤팩트 디스크(이하에서는 CD라고 지칭함) 또는 디지털 다용도 디스크(이하에서는 DVD라고 지칭함)가 일반적으로 되어 널리 사용되고 있다. 또한, 광 기록 매체에 기록되는 정보의 양을 증가시키기 위하여, 광 기록 매체의 고밀도화에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, HD-DVD 또는 블루 레이 디스크(Blue-Ray Disk)(등록 상표; 이하에서는 BD라고 지칭함)와 같은 고밀도 광 기록 매체가 고품질 DVD로서 이용 가능하다.

광 기록 매체에서 정보가 재생 또는 기록될 때, 광 기록 매체 쪽으로 광 빔 을 조사하여 정보가 기록 또는 재생될 수 있도록 광 픽업 장치가 이용된다. 광 픽업 장치는 적절한 개구율(NA)을 갖는 대물 렌즈 및 광 기록 매체의 종류에 따라 적절한 파장을 갖는 광원을 포함한다. 예를 들어, CD용의 대물 렌즈는 0.50의 NA를 갖고, CD용의 광원은 780nm의 파장을 갖는다. DVD용의 대물 렌즈는 0.65의 NA를 갖고, DVD용의 광원은 650nm의 파장을 갖는다. HD-DVD용의 대물 렌즈는 0.65의 NA를 갖고, HD-DVD용의 광원은 405nm의 파장을 갖는다. BD용의 대물 렌즈는 0.85의 NA를 갖고, 광원은 405nm의 파장을 갖는다.

전술한 바와 같이, 광 기록 매체의 종류에 따라서 파장뿐만 아니라 대물 렌즈의 NA도 달라지기 때문에, 상이한 광 기록 매체에 대하여 상이한 광 픽업 장치가 사용될 수 있다. 그러나, 단일의 광 픽업 장치가 복수 종류의 광 기록 매체를 판독 또는 기록할 수 있다면 더욱 편리하다. 그러한 광 픽업 장치들은 상당수 개발되어 왔다. 그중에, 복수 종류의 광 기록 매체에서 정보를 재생하고 기록하는데 단일의 대물 렌즈가 사용되는, 예를 들어, JP-A-2005-71424호에 개시된 광 픽업 장치가 있다.

단일의 대물 렌즈를 이용하여 복수 종류의 광 기록 매체를 지원할 때, 예를 들어, 한 종류의 광 기록 매체에서는 구면 수차가 발생하지 않도록 대물 렌즈가 조정된 경우라도, 그외의 종류의 광 기록 매체에서 정보를 재생 또는 기록할 때는 구면 수차가 발생할 수 있다. 따라서, JP-A-2005-71424호에 도시된 바와 같이, 광 픽업 장치 내에 액정 패널을 배치하고 액정 패널에 인가되는 전압을 제어하여 구면 수차가 보정되도록 하는 것이 일반적이다. 이 목적을 위하여 배치된 액정 패널로 서, 다음 종류의 것이 JP-A-2005-71424호 및 그외의 많은 문서들에 설명되어 있다. 이 종류의 액정 패널에서, 액정 패널을 구성하는 투명 전극은 동심원 형태의 복수의 영역으로 분할되어 있고, 그 영역들에 인가되는 전압들은 구면 수차가 보정되도록 제어된다.

그러나, 상기 언급된 액정 패널이 사용되는 경우, 복수 종류의 광 기록 매체에 대해 발생한 구면 수차들을 보정하기 위하여 투명 전극의 동심원 영역들의 분할 수를 증가시킬 필요가 있다. 그 결과, 액정 패널을 제어하기 위하여 회로 기판에 제공된 전극들의 수 및 배선 접속의 수가 증가하고, 광 픽업 장치의 제조 비용뿐만 아니라 크기도 증가한다. 이점을 고려하여, 복수 종류의 광 기록 매체의 수차를 완벽하게 보정하지 않고 수차들에 대하여 일반적으로 보정하여 회로 기판에 제공된 전극들의 수를 일정 수로 줄이는 것이 가능하지만, 그렇게 줄이는 것에는 한계가 있다.

또한, JP-A-2005-71424에 도시된 바와 같이, 동심원 형태로 배열된 낮은 저항을 갖는 복수의 투명 전극들을 포함하고 투명 전극과 동일한 물질을 갖는 저항 소자를 통해 서로에게 각각 접속된 이웃하는 전극들을 갖는 세그먼트 형의 액정 패널을 이용하거나, 또는 분할되지 않은 고저항의 투면 전극 상에 낮은 저항을 갖는 복수의 동심원 형태의 전극들을 갖는 그라데이션 형의 액정 패널을 이용하여 액정 패널을 제어하는 회로 기판에 제공된 전극들의 수 및 배선 접속들의 수를 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 이 구조가 적용된 경우에는, 우선 액정 패널의 구조가 복잡해질 것이다. 또한 액정 패널의 제조 비용이 증가할 것이다.

본 발명의 목적은, 복수 종류의 기록 매체에서 정보를 판독 및 기록할 수 있고 구면 수차들을 보정하는 액정 소자를 포함하는 광 픽업 장치를 제공하는 것이고, 그렇게 하여 액정 소자를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극들의 수를 줄일 수 있고 장치의 크기와 제조 비용을 감소시키기 위해 배선 접속의 수를 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 방사된 광 빔을 광 기록 매체의 기록 표면에 집광시키기 위한 집광 렌즈, 및 광원과 집광 렌즈 사이에 위치하고 액정과 상기 액정을 사이에 끼우도록 배열된 투명 전극들을 갖는 액정 소자를 포함한다. 투명 전극들 중 적어도 하나는 동심원 형태의 복수의 영역으로 분할된다. 복수의 영역의 각각에 인가된 전압은 집광 렌즈 상에서 상이한 유효 반경을 갖는 두 광 빔들에서 발생한 구면 수차를 액정 소자가 보정하도록 조정된다. 두 광 빔들 중에서 더 큰 유효 반경값을 갖는 광 빔을 제1 광 빔이라고 하고, 더 작은 유효 반경값을 갖는 광 빔을 제2 광 빔이라고 하며, 제1 광 빔에서 발생한 구면 수차를 제1 구면 수차라고 하고, 제2 광 빔에서 발생한 구면 수차를 제2 구면 수차라고 한다. 이후에, 복수의 영역 중에서, 제1 구면 수차가 보정될 때 내측 영역과 외측 영역에 같은 전압이 인가될 수 있다면 제2 광 빔의 유효 반경에 대하여 내부 영역과 외부 영역은 같은 전위를 갖도록 전기적으로 접속된다. 여기서, "유효 반경"은, 집광 렌즈에서, 정보의 재생 및 기록을 위해 광 기록 매체에 형성되는 광 스폿을 만드는데 기여하는 반경을 표시하는 개념이다. 이하에 있어서도 동일한 의미가 사용된다.

이 구조에 따르면, 광 픽업 장치는 상이한 유효 반경을 갖는 두 광 빔들에서 발생된 구면 수차가 보정될 수 있도록 동심원 형태의 복수의 영역으로 분할된 투명전극을 갖는 액정 소자를 포함한다. 동심원 형태로 형성된 복수의 영역 중에 일부 영역이 동일 전위를 갖도록 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 액정 소자를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극들의 수는 투명 전극 내에 형성된 영역의 수보다 더 적은 값으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 액정 소자를 제어하는 회로 기판에 제공된 접속 배선의 수도 감소시킬 수 있고, 따라서 광 픽업 장치의 크기를 작게 하고 비용을 줄이는 것이 가능해 진다.

또한, 본 발명에 따르면, 전술한 구조를 갖는 광 픽업 장치에서, 복수의 영역 중에서, 참조 영역 R이 제1 구면 수차의 최대값을 포함하는 부분을 보정하기 위해 일정한 전압이 인가되는 적어도 한 영역에 위치하고, R-n 영역은 참조 영역 R로부터 안쪽으로 n번째에 위치한 영역이고, R+n 영역은 참조 영역 R로부터 바깥쪽으로 n번째에 위치한 영역이다. 이후에, R-n 영역과 R+n 영역이 동일한 전압 값을 갖도록 복수의 영역에 인가된 전압을 제어함으로써 제1 구면 수차가 보정될 수 있고, 제2 광 빔의 유효 반경 내에 위치한 영역들 각각에 최적의 전압을 인가함으로써 제2 구면 수차가 보정될 수 있도록 복수의 영역이 형성된다.

이 구조에 따르면, 같은 전위를 갖도록 전기적으로 접속된 세트의 수가 증가하도록 투명 전극에 형성된 복수 영역의 패턴이 결정되고, 액정 소자를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극 및 배선 접속의 수를 실질적으로 줄일 수 있기 때문에, 광 픽업 장치의 크기를 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전술한 구조를 갖는 광 픽업 장치에서, 광원은 2개 또는 3개의 상이한 파장을 갖고, 두 광 빔과는 상이하고 광원으로부터 방사된 광 중에 가장 짧은 파장을 갖고 유효 반경의 최대값을 갖는 다른 광 빔의 구면 수차가 실질적으로 0이 되도록 집광 렌즈가 조정된다.

이 구조에 따르면, 수차에 대한 보정이 상대적으로 어려운 광 빔에서 수차가 발생하지 않도록 대물 렌즈가 미리 설계되었기 때문에, 액정 소자의 구조는 상대적으로 간단해진다.

또한, 본 발명에 따르면, 전술한 구조를 갖는 광 픽업 장치에서, 전기를 공급하는 전극은, 복수의 영역 중에서, 제1 및 제2 구면 수차들을 보정하기 위해 인가된 전압 값이 모두 0인 영역 및 제2 광 빔의 유효 반경 외측에 위치하며, 제1 구면 수차를 보정하기 위해 인가된 전압값이 0인 영역에는 제공되지 않는다.

이 구조에 따르면, 액정 소자를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극들의 수를 더욱 감소시킬 수 있다.

이제, 본 발명의 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 여기 도시된 실시예는 단순히 예일 뿐이고, 따라서 본 발명은 여기 나타낸 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 광 시스템의 구조를 도시하는 개략도이다. 도 1에서, 참조부호 1은 CD, DVD 및 BD를 포함하는 3가지 유형의 광 기록 매체(9)의 기록 표면(9a)에 기록된 정보를 광 기록 매체(9)를 향해 광 빔을 조사하 고 그 반사된 광을 수신함으로써 정보를 판독할 수 있고, 광 기록 매체(9)를 향해 광 빔을 조사함으로써 기록 표면(9a)에 정보를 기입할 수 있는 광 픽업 장치를 나타낸다. 이 광 픽업 장치(1)의 광 시스템은 광원(2), 빔 스플리터(3), 시준 렌즈(4), 전반사 거울(5), 액정 소자(6), 대물 렌즈(7) 및 광 검출기(8)를 포함한다. 이후로 광 소자들을 자세히 설명할 것이다.

광원(2)은 3개의 광원들로서 작용하는 3개의 광 방사점을 갖는 3파장 일체형 레이저 다이오드이다. 보다 구체적으로, 광원(2)은 CD용의 780nm 대역의 광 빔, DVD용의 650nm 대역의 광 빔, 및 BD용의 405nm 대역의 광 빔을 방사한다. 본 실시예에서 3파장 일체형 레이저 다이오드가 광원으로서 사용되었지만, 본 발명은 이 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상이한 위치에 배열된 3가지 유형의 레이저 다이오드를 사용하는 것도 가능하다.

빔 스플리터(3)는 입사광 빔을 분리하는 광 분리 소자로서 기능한다. 빔 스플리터(3)는 광원(2)으로부터 방사된 광 빔을 통과시켜 광 기록 매체(9)에 광 빔이 도달하게 하면서, 광 기록 매체(9)에서 반사된 광을 반사시켜 반사광을 광 검출기(8)로 보낸다. 광 빔은 빔 스플리터(3)를 통과해 시준 렌즈(4)로 보내진다.

시준 렌즈(4)는 빔 스플리터(3)를 통과한 광 빔을 평행 광으로 변환한다. 시준 렌즈(4)를 통과한 평행 광들은 전반사 거울(5)로 보내진다.

전반사 거울(5)은 시준 렌즈(4)를 통과한 평행 광들로서의 광 빔을 전부 반사하고, 그 광축은 광 기록 매체(9)의 기록 표면(9a)에 수직이다. 전반사 거울(5)이 광원(2)으로부터 방출되는 광 빔의 광축과는 45˚ 기울어져 있음을 주목한다. 전반사 거울(5)에 의해 반사된 광 빔은 액정 소자(6)로 보내진다.

액정 소자(6)는 액정 소자(6)를 통과하는 광 빔의 위상이 제어될 수 있도록, 투명 전극들(도시되지 않음) 사이에 낀 액정에 전압이 가해졌을 때 액정 분자들이 방위를 변경하는 액정의 특성을 이용하여 굴절률의 변화를 제어한다. 이 액정 소자(6)가 배열되는 경우, 광 기록 매체(9)의 기록 표면(9a)을 보호하는 보호층의 두께의 변동으로 인해 발생한 구면 수차는 보정될 수 있다. 본 실시예에서, CD 및 DVD용의 광원들로부터 방출되는 광 빔에 대하여 구면 수차가 보정될 수 있다. 액정 소자(6)의 상세는 이후에 설명될 것임을 주목한다.

대물 렌즈(집광 렌즈)(7)는 액정 소자(6)를 통과한 광 빔을 광 기록 매체(9)의 기록 표면(9a)에 집광한다. 본 실시예에서 대물 렌즈(7)는 BD용의 광원으로부터 방출된 광 빔에서 구면 수차가 발생하지 않도록 설계되었다. 본 실시예에서 액정 소자(6)와 대물 렌즈(7)는 대물 렌즈의 액츄에이터(actuator)(도시되지 않음)에 설치된다는 것을 주목한다. 이 방식으로 구성함으로써, 대물 렌즈(7)와 액정 소자(6)의 광 축들이 이동함에 따른 코마 수차(comatic aberration)의 발생을 방지할 수 있다. 그러나, 액정 소자(6)를 대물 렌즈의 액츄에이터에 설치하는 것이 항상 요구되는 것은 아니고, 그외의 구조도 가능하다.

광 기록 매체(9)에 의해 반사된 광 빔은 대물 렌즈(7)와 액정 소자(6)를 통과하고, 전반사 거울(5)에 의해 반사되고, 시준 렌즈(4)를 통과하고, 빔 스플리터(3)에 의해 반사되고 광 검출기(8)의 광 수신부(도시되지 않음)에 집광된다.

광 검출기(8)는 수신된 광 정보를 전기 신호로 바꿔서, 예를 들면, RF 증폭 기(도시되지 않음) 등에 신호를 출력한다. 이후에, 이 전기 신호는 기록 표면(9a)에 기록된 데이터의 재생 신호 및 초점 제어와 트래킹(tracking) 제어를 수행하는 서보(servo) 신호로서 사용된다.

다음으로, 본 실시예에 따른 광 픽업 장치(1)에 제공된 액정 소자(6)의 상세한 구조가 설명된다. 도 2는 본 실시예의 광 픽업 장치에 제공된 액정 소자(6)의 개략적인 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액정 소자(6)는, 서로 마주 보도록 배열된 2개의 투명 전극들(11a 및 11b) 사이에 액정(10)을 끼우고, 투명 전극들(11a 및 11b)과 액정(10)이 형성되는 부분에, 투명 전극들(11a 및 11b)의 바깥쪽을 유리 판들(12a 및 12b) 사이에 끼움으로써 형성된다.

도 3은 투명 전극(11a)에 형성된 패턴을 도시하는 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 소자(6)의 한 투명 전극(11a)은 동심원 형태의 복수의 영역으로 분할된 패턴을 형성한다. 반면에, 다른 투명 전극(11b)은 분할되지 않고 단일의 전극(공통 전극)을 형성한다. 본 실시예에서, 투명 전극들(11a 및 11b) 중 하나는 분할된 전극들을 형성하고 다른 것은 분할되지 않지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 투명 전극들(11a 및 11b) 모두에 분할된 패턴들을 형성하는 것도 가능하다.

그러나, 투명 전극들(11a 및 11b)이 모두 분할된 전극들인 경우, 전극들의 수 및 투명 전극들(11a 및 11b)에 전력을 공급하기 위해 필요한 배선 접속의 수가 증가할 수 있다. 따라서, 투명 전극들(11a 및 11b) 중 하나만이 분할되고 다른 것은 장치의 크기를 증가시키지 않기 위하여 공통 전극이 되는 것이 바람직하다.

투명 전극(11a) 상에 동심원의 형태로 분할된 복수의 영역들(13)은 14개의 영역들(13a 내지 13n)로 이루어져 있다. 본 실시예에서, 영역들(13a 내지 13n)의 수와 영역들의 크기들은 다음 방법에 의해 결정된다. 도 4는 동심원 형태로 분할된 투명 전극(11a)의 중심 O(도 3을 참조)로부터의 거리(액정 반경)와 CD 및 DVD용의 광원들로부터 방출된 광 빔들(이하에서는 각각의 광 빔에 대하여 CD용의 광 빔 또는 DVD용의 광 빔으로 지칭함)에서 발생한 구면 수차들 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 이 구면 수차들을 보정하기 위하여, 액정 소자(6)가 구면 수차의 분포와 반대되는 위상을 갖는 파장 분포를 발생하도록 투명 전극들(11a 및 11b)에 걸쳐 인가되는 전압을 조정하는 것이 필요하다.

이 경우에, CD용의 광 빔 및 DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차들을 모두 보정하는 것이 필요하다. 양쪽 구면 수차들을 완벽하게는 아니더라도 일정 정도까지 적절하게 보정하기 위해서는, 투명 전극(11a)을 분할하여 형성된 영역들(13)의 수가 일정 수까지 증가할 것이다. 그러나, 투명 전극(11a)의 분할 수가 전술한 것처럼 증가하면, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판(도시되지 않음)에 제공된 전극들의 수와 접속 배선의 수가 증가하여, 회로 기판의 크기뿐만 아니라 픽업 장치(1)의 크기도 증가한다.

이 점을 고려하여, 본 실시예에서는, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극들의 수와 접속 배선의 수가 감소될 수 있도록 영역(13)의 패턴이 결정된다. CD용의 광 빔과 DVD용의 광 빔은 상이한 유효 반경을 갖는다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, DVD용의 광 빔의 유효 반경(제1 광 빔의 유효 반 경)(15)은 CD용의 광 빔의 유효 반경(제2 광 빔의 유효 반경)(14)보다 크다. 따라서, 구면 수차가 보정될 때, 액정에 의해 위상을 제어하는 범위는 CD의 경우에는 좁아지고 DVD의 경우에는 넓어진다.

따라서, CD와 DVD의 경우들에서 구면 수차를 보정하는데 사용되는 영역, 즉, CD의 유효 반경(14) 내측에 위치한 영역들(본 실시예에서는 13a 내지 13h에 해당하는 영역)에 대하여, CD와 DVD 모두의 경우에서 구면 수차가 보정될 수 있도록 각 영역들에 대하여 전압이 개별적으로 조정될 수 있어야 한다. 그러나, 유효 반경(14) 외측에 위치한 영역들(본 실시예에서는 13i 내지 13n에 해당하는 영역)에 대해서는, DVD의 경우에만 구면 수차가 조정될 수 있도록 인가 전압이 조정될 수 있으면 충분하다.

따라서, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해 유효 반경(14) 내측의 영역에 대한 전압과 동일한 전압이 인가될 수 있는 유효 반경(14) 외측의 영역은 동일한 전압이 인가될 수 있는 내측 영역과 동일한 전위를 갖도록 전기적으로 접속될 수 있다. 그러므로, 동일한 전위로 접속된 영역에 대하여 전기를 공급하는데 단일 전극으로 충분하다. 따라서, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극들의 수를 줄이는 것이 가능하다.

이 점을 고려하여, 본 실시예에서는, 유효 반경(14)의 내측 영역과 외측 영역에서, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위하여 인가될 동일한 전압을 갖는 세트들의 수가 증가하도록 영역(13)의 패턴이 결정된다. 보다 구체적으로, 영역(13)에서, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 최대값이 되는 부분의 구면 수차를 보정하기 위해 일정 전압이 인가되는 영역은 참조 영역 R(본 실시예에서 13g 내지 13h에 해당하는 영역)이고, R-n 영역은 참조 영역 R로부터 안쪽으로 n번째(n=1,2,...)에 위치한 영역이고, R+n 영역은 참조 영역 R로부터 바깥쪽으로 n번째(n=1,2,...)에 위치한 영역이다. 다음에, R-n 영역과 R+n 영역이 동일한 전압을 갖도록 전압이 인가된다.

여기서, 전술한 바와 같이 영역(13)에 인가될 전압의 필수 조건 하에서, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 최대값이 되도록, 즉, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차의 분포에 반대 위상의 파장 분포에 최대한 가깝게 되도록 영역(13)의 패턴을 결정하기 위한 시뮬레이션이 수행된다. 그러나, 이 경우에 CD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차 보정은 전혀 고려되지 않는다. 따라서, CD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 보정되지 못하는 경우가 있다.

따라서, DVD용의 시뮬레이션에 의해 획득된 영역 패턴에 기초하여, CD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차도 또한 보정될 수 있도록 시뮬레이트 하는 것이 필요하다. 본 실시예에서, CD용의 광 빔의 유효 반경(14) 내측의 각 영역에서 발생한 위상이 전술한 DVD용의 시뮬레이션에 의해 획득된 영역 패턴 중에서 조정되는 경우라도, CD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차는 적절하게 보정되지 못할 수 있다. 따라서, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해서 2개 영역으로 분할될 필요가 없는 참조 영역 R이 두 영역(영역 13g 및 13h)으로 분할된다.

따라서, 투명 전극(11a)에 형성된 복수 영역(13)에 대하여, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해 R-n 영역과 R+n 영역에 동일한 전압을 인가 하는 필수 조건이 유지되고, 유효 반경(14) 내측에 위치한 영역(13a 내지 13h)의 각각에 최적 전압을 인가함으로써 CD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하는 구조를 실현한다.

본 실시예에서, DVD용의 시뮬레이션에 의해 획득된 영역 패턴이 CD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차에 대하여 적절하게 보정될 수 없기 때문에 참조 영역 R을 두 영역으로 분할한다는 것을 주목한다. 그러나, 본 발명은 이 구조에 한정되지 않는다. 참조 영역 R을 단일 영역으로 만들거나 또는 광 시스템의 구조 등으로 인하여 발생한 구면 수차의 양에 따라서 그것을 3개 이상의 영역들로 분할하는 것이 가능하다.

도 5는 영역들(13a 내지 13n)에 대한 수치 데이터를 도시하는 표이다. 여기서, 동심원들의 반경 영역은 각 영역들(13a 내지 13n)을 둘러싸고 있는 동심원들의 내부 반경 및 외부 반경을 설명한다. 상기 설명한 바와 같이 형성된 동심원 영역들(13a 내지 13n)을 갖는 액정 소자(6)를 이용하여 CD용의 광 빔 및 DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차에 대한 보정 결과가 도 6 및 도 7에서 도시된다. 도 6 및 도 7에서, 잔류 오차는 액정 소자(6)에 전압을 인가하여 발생한 위상 패턴이 구면 수차의 위상 패턴에 추가되는 경우에 남은 위상 패턴(보정 후의 위상 패턴)을 나타낸다. 잔류 오차의 패턴이 파장의 1/4보다 작아지면, 구면 수차는 적절하게 보정된 것이다.

액정 소자(6)의 액정 반경 1.1-1.5nm(영역 13f 내지 13i에 대응) 사이에서 발생한 위상이 도 7의 이 영역에서 발생한 구면 수차를 보정하는데 불충분해 보인 다는 것을 주목한다. 이것은, 파장이 한 파장만큼 이동하여도 위상 보정에서는 동일한 효과가 얻어진다는 것을 고려하여, 위상을 원래 발생한 위상(영역 13f 및 13i에서는 -1.05 파장; 영역 13g 및 13h에서는 -1.1 파장)으로부터 한 파장만큼 이동시켰기 때문이다. 이 방식으로, 액정 소자(6)를 구동하는데 필요한 인가 전압의 최대값이 낮아질 수 있고, 따라서, 광 픽업 장치(1)의 부하가 감소될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 광 픽업 장치(1)는 CD용의 광 빔과 DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 적절히 보정할 수 있다. 또한, 구면 수차를 보정하기 위하여 구동된 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판에 제공된 전극의 수는, 액정 소자(6)의 투명 전극(11a)이 분할된 경우에 획득되는 영역들(13a 내지 13n)의 수인 14로부터 6만큼 감소하여 8이 된다(도 3 및 도 5 참조). 보다 구체적으로, 영역들(13a 및 13n), 영역들(13b 및 13m), 영역들(13c 및 13l), 영역들(13d 및 13k), 영역들(13e 및 13j), 및 영역들(13f 및 13i)은 동일한 전위가 되도록 전기적으로 서로 접속된다.

이 경우, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판의 전극의 수뿐만 아니라 배선 접속의 수도 줄어들 수 있다. 따라서, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판의 크기가 줄어들 수 있으므로, 광 픽업 장치(1)의 소형화가 달성될 수 있다. 도 3에서, 참조부호 16은 배선 접속을 나타내며, 각 배선 접속의 단부에 나타낸 숫자는 액정 소자(6)를 제어하기 위해 회로 기판에 제공된 전극 번호에 대응한다.

복수 영역들(13)의 구조(영역들의 크기 및 수)는 본 실시예의 전술한 구조에 한정되지 않는다. 구조는 본 발명의 목적의 범주 내에서 다양하게 변경될 수 있 다. 예를 들어, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 본 실시예에서 보정되는 경우에, 동일한 전압이 R-n 영역(n=1,2,3,4,5 및 6)과 R+n 영역(n=1,2,3,4,5 및 6)에 인가된다. 그러나, 전술한 n의 값을 고려하여 n=1 내지 n=3의 영역에는 동일한 전압을 인가하고 n=4 내지 n=6의 영역에는 동일한 전압을 인가하지 않을 수 있다.

그러나, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판에 필요한 전극의 수를 가능한 많이 줄이려는 목적을 위해서는, CD용의 광 빔의 유효 반경(14)의 내측 영역 및 외측 영역에서, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해 동일한 전압이 인가되는 영역들의 수를 증가시키도록 영역들(13)을 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서, CD용의 광 빔 및 DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해 인가될 전압이 모두 0이 되는 영역(13a) 및 CD용의 광 빔의 유효 반경(14) 외측에 있으며, DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차를 보정하기 위해 인가될 전압이 0이 되는 영역(13n)은 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판의 전극에 접속된다. 그러나, 전극들이 영역들(13a 및 13n)에 대응하여 제공되지 않는 구조를 만들고, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판을 영역들(13a 및 13n)에 접속하지 않는 것도 가능하다. 이 방식으로, 액정 소자(6)를 제어하는 회로 기판에 필요한 전극들의 수 및 배선 접속의 수를 더 줄이는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서 광 픽업 장치(1)의 대물 렌즈(7)는, BD용의 광 빔에서 구면 수차가 발생하지 않고 CD용의 광 빔과 DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자(6)에 의해 보정되도록 설계된다. 그러나, 본 발명은 이 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, DVD용의 광 빔에서 구면 수차가 발생하지 않고 CD용의 광 빔과 BD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자(6)에 의 해 보정되도록 대물 렌즈(7)가 설계되는 구조를 만드는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예의 광 픽업 장치(1)로서, CD, DVD 및 BD를 포함하는 3개의 광 기록 매체를 지원하는 광 픽업 장치의 구조가 설명된다. 그러나, 본 발명의 적용 범위는 여기 한정되지 않고, 본 발명의 목적의 범주 내에서 다양하게 변경할 수 있다. 예를 들어, CD, DVD 및 HD-DVD를 포함하는 3개의 광 기록 매체가 지원되고, HD-DVD용의 광 빔에서 구면 수차가 발생하지 않도록 대물 렌즈(7)가 설계되고, CD용의 광 빔과 DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자(6)에 의해 보정되도록 하는 구조를 만드는 것이 가능하다. BD, HD-DVD 및 CD를 포함하는 3개의 광 기록 매체가 지원되고, BD용의 광 빔에서 구면 수차가 발생하지 않도록 대물 렌즈(7)를 설계하고, CD용의 광 빔과 HD-DVD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자(6)에 의해 보정되도록 하는 구조를 만드는 것도 역시 가능하다.

또한, DVD와 BD를 포함하는 2개의 광 기록 매체가 지원되고, 임의의 광 기록 매체에 대한 광 빔에서 구면 수차가 발생하지 않도록 대물 렌즈(7)를 조정하고, DVD용의 광 빔과 BD용의 광 빔에서 발생한 구면 수차가 액정 소자(6)에 의해 보정되도록 하는 구조를 만드는 것도 가능하다.

본 발명의 광 픽업 장치에 따르면, 구면 수차를 보정하는 액정 소자에 제공된 전극들의 수를 줄이는 것이 가능하다. 따라서, 액정 소자를 제어하는 회로 기판의 배선 접속의 수와 전극들의 수를 줄이는 것도 가능하고, 회로 기판을 작게 만 들 수 있다. 그 결과, 광 픽업 장치의 소형화 및 저비용화가 실현될 수 있다.

Claims

광 픽업 장치로서,

광원;

상기 광원으로부터 방사된(emitted) 광 빔을 광 기록 매체의 기록 표면으로 집광시키는 집광 렌즈; 및

액정과 상기 액정을 사이에 끼우는 방식으로 배열된 투명 전극들을 포함하고 상기 광원과 상기 집광 렌즈 사이에 배치된 액정 소자

를 포함하고,

상기 액정 소자의 상기 투명 전극들 중 적어도 하나는 동심원의 형태로 복수의 영역으로 분할되고,

상기 액정 소자는, 상기 액정 소자의 상기 복수의 영역 각각에 인가된 전압을 조정함으로써, 상기 집광 렌즈에서의, 상이한 유효 반경을 갖는 2개의 광 빔들에서 발생한 구면 수차들의 보정을 행하며,

상기 2개의 광 빔들 중 더 큰 유효 반경값을 갖는 것이 제1 광 빔이고, 더 작은 유효 반경값을 갖는 것이 제2 광 빔이며, 상기 제1 및 제2 광 빔들에서 발생한 구면 수차가 각각 제1 구면 수차 및 제2 구면 수차인 경우, 상기 복수의 영역 중에서, 제1 구면 수차가 보정될 때 상기 제2 광 빔의 유효 반경에 대하여 내부 영역 및 외부 영역에 동일한 전압이 인가될 수 있으면, 상기 내부 영역 및 상기 외부 영역이 동일한 전위를 갖도록 전기적으로 접속되고,

상기 복수의 영역 중에서, 참조 영역 R은 상기 제1 구면 수차의 최대값을 포함하는 부분에 대한 보정을 위해 일정한 전압이 인가되는 적어도 한 영역이고, R-n 영역은 상기 참조 영역 R로부터 안쪽으로 n번째(n=1, 2, ...)에 위치한 영역이고, R+n 영역은 상기 참조 영역 R로부터 바깥쪽으로 n번째(n=1, 2, ...)에 위치한 영역인 경우, 상기 R-n 영역과 상기 R+n 영역이 동일한 전압값을 갖도록 상기 복수의 영역에 인가되는 전압을 제어함으로써 상기 제1 구면 수차가 보정될 수 있고, 상기 제2 광 빔의 상기 유효 반경 내측에 위치한 영역들의 각각에 최적의 전압을 인가함으로써 상기 제2 구면 수차가 보정될 수 있도록 상기 복수의 영역이 형성되는 광 픽업 장치.
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제1항에 있어서,

상기 광원은 2개 또는 3개의 상이한 파장들을 갖고, 상기 집광 렌즈는, 상기 2개의 광 빔들과는 상이하고 상기 광원으로부터 방사되는 광 중에서 가장 짧은 파장을 가지며 상기 유효 반경의 최대값을 갖는 다른 광 빔의 구면 수차가 0이 되도록 조정되는 광 픽업 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 영역 중에서, 전기를 제공하는 전극들은, 상기 제1 및 제2 구면 수차들을 보정하기 위해 인가된 전압값이 모두 0인 영역과 상기 제2 광 빔의 유효 반경 외측에 위치한, 상기 제1 구면 수차를 보정하기 위해 인가된 전압값이 0인 영역에는 제공되지 않는 광 픽업 장치.
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제3항에 있어서,

상기 복수의 영역 중에서, 전기를 공급하기 위한 전극들은, 상기 제1 및 제2 구면 수차들을 보정하기 위해 인가된 전압값이 모두 0인 영역과 상기 제2 광 빔의 유효 반경 외측에 위치한, 상기 제1 구면 수차를 보정하기 위해 인가된 전압값이 0 인 영역에는 제공되지 않는 광 픽업 장치.
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