KR19990063417A - 광학 픽업 및 광 디스크 장치 - Google Patents

광학 픽업 및 광 디스크 장치 Download PDF

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KR19990063417A
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요시토 아소마
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이데이 노부유끼
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Abstract

소형이고 또한 저 코스트로 구성되고, 정확한 서보가 가능한 광학 픽업 및 이것을 사용한 광 디스크 장치로서,
광학 픽업의 광 분리부는 그 광원 측의 면에 제1의 회절격자(回折格子)와, 복수의 서로 상이한 법선(法線) 벡터를 가지는 면으로 이루어지는 광로 분기부를 구비하는 동시에, 그 광 디스크 측의 면에, 연속된 영역으로 이루어지는 제2의 회절격자를 구비하고, 상기 제1의 회절격자가 광원으로부터의 광을 메인 빔 및 사이드 빔으로 분할하는 동시에, 상기 제2의 회절격자가 광원으로부터의 광을 투과시키는 동시에, 광 디스크로부터의 귀환 광을 상기 광로 분기부를 향하여 회절시키도록 구성되어 있고, 상기 광로 분기부가 광 디스크로부터의 귀환 광을 분할하여 상기 광 검출기의 수광부(受光部)에 유도하도록 되어 있다.

Description

광학 픽업 및 광 디스크 장치
본 발명은 미니 디스크(MD), 광 자기(磁氣) 디스크(MO), 컴팩트 디스크(CD), CD-ROM 등의 광학 디스크(이하, 「광 디스크」라고 함)의 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 광학 픽업, 및 이 광학 픽업을 구비한 광 디스크 장치에 관한 것이다.
종래, 광 디스크용의 광학 픽업은 광학계(光學系)의 간략화, 안정화, 소형화를 목적으로 하여 홀로그램 소자를 사용한 것이 각종 제안되어 있고, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이 구성되어 있다.
도 3에서 광학 픽업(1)은 발광 소자(2), 홀로그램 소자(3), 대물 렌즈(4) 및 광 검출기(5)를 포함하고 있다.
상기 홀로그램 소자(3)는 발광 소자(2)로부터의 광 빔의 광 축에 대하여 수직인 2면을 가지고 있고, 발광 소자(2) 측의 제1 면(도 3에서 하면)에는 발광 소자(2)로부터의 광 빔의 광 축 상에 회절격자(3a)가 형성되어 있다.
또한, 홀로그램 소자(3)는 그 광 디스크(D) 측의 제2 면(도 3에서 상면)에 발광 소자(2)로부터의 광 빔의 광 축 상에 홀로그램(3b)이 형성되어 있다.
상기 홀로그램(3b)은 발광 소자(2)로부터의 광 빔을 그대로 투과시키는 동시에, 광 디스크(D)로부터의 귀환 광을 회절시키고 상기 광 검출기(5)에 안내하도록 되어 있다.
여기에서, 홀로그램(3b)은 도시한 바와 같이 광 디스크(D)의 트랙 방향에 평행한 방향에 대하여 분할된 2개의 홀로그램부(3b-1, 3b-2)를 구비하고 있고, 이들 홀로그램부(3b-1, 3b-2)는 서로 공간 주파수가 불연속으로 되어 있다.
도시한 경우 상기 광 검출기(5)는, 회절격자(3a)에 의하여 분할된 메인 빔이 입사할 중앙의 수광부(5a)와, 이 수광부(5a)의 양측에 형성된 사이드 빔이 입사할 수광부(E, F)와로 이루어지고, 또한 수광부(5a)는 종횡으로 4분할된 4개의 수광부(A, B, C, D)를 가지고 있다.
그리고, 상기 각 수광부(A, B, C, D, E, F)로부터의 검출 신호는 도시하지 않은 처리 회로에서 각각 헤드 앰프에 의하여 증폭된 후, 출력 신호(Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf)로 된다.
또한, 연산 회로에 의하여 재생 신호(RF1)는, 예를 들면 다음의 수학식 1에 의하여 연산된다.
RF1＝(Sa＋Sb)＋(Sc＋Sd)
또한, 포커스 에러 신호(FE1)는 다음의 수학식 2 또는 3에 의하여 얻어진다.
FE1＝(Sa-Sb)
FE1＝(Sa＋Sd)－(Sc＋Sb)
또한, 트래킹 에러 신호(TE1)는 다음의 수학식 4에 의하여 얻어진다.
TE1＝(Se－Sf)
이와 같은 구성의 광학 픽업(1)에서는, 발광 소자(2)로부터의 광 빔은 홀로그램 소자(3)의 회절격자(3a)에 의하여 메인 빔 및 2개의 사이드 빔으로 분할된 후, 홀로그램(3b)을 투과하고 대물 렌즈(4)에 의하여 광 디스크(D)의 신호 기록면에 조사된다.
이 신호 기록면에서 반사된 귀환 광 빔은 재차 대물 렌즈(4)를 통하여 홀로그램(3b)에 입사한다. 여기에서, 상기 귀환 광은 홀로그램(3b)의 각 홀로그램부(3b－1, 3b－2)에 의하여 회절되어, 메인 빔의 귀환 광이 광 검출기(5)의 수광부(5a)에 입사하는 동시에, 사이드 빔의 귀환 광은 광 검출기(5)의 수광부(E, F)에 입사한다.
이에 따라서, 광 검출기(5)의 각 수광부(A, B, C, D, E, F)로부터의 검출 신호에 따라서 재생 신호(RF1)가 검출되는 동시에, 포커스 에러 신호(FE1) 및 트래킹 에러 신호(TE1)가 검출된다.
또, 도 4에 도시한 바와 같은 광학 픽업도 알려져 있다.
도 4에서 광학 픽업(6)은 수발광(受發光) 소자(7), 홀로그램 소자(3) 및 대물 렌즈(4)를 포함하고 있다.
상기 수발광 소자(7)는 도시한 바와 같이 1개의 반도체 기판(9a) 상에 일체로 구성되어 있다.
즉, 수발광 소자(7)는 발광부가 반도체 기판(7a) 상에 형성된 반도체 레이저 소자(7b)와, 반도체 기판(7a)의 표면으로부터 비스듬하게 경사지도록 형성된 반사경(7c)과로 구성되고, 또 광 검출기가 반도체 기판(7a) 상에 형성된 제1의 광 검출기(8) 및 제2의 광 검출기(9)로 구성되어 있다.
상기 홀로그램 소자(3)는 이 경우, 수발광 소자(7)로부터의 광 빔의 광 축에 대하여 수직인 2면을 구비하고 있고, 수발광 소자(7) 측의 제1 면(도 4에서 하면)에는 수발광 소자(9)로부터의 광 빔의 광 축 상에 회절격자(3a)가 형성되어 있고, 그 광 디스크(D) 측의 제2 면(도 3에서 상면)에는 수발광 소자(7)로부터의 광 빔의 광 축 상에 홀로그램(3c)이 형성되어 있다.
이 경우, 상기 홀로그램(3c)은 1개의 연속된 영역으로서 구성되어 있고, 수발광 소자(7)로부터의 광 빔을 그대로 투과시키는 동시에, 광 디스크(D)로부터의 귀환 광을 회절시키고, 1차 광 및 －1차 광을 각각 제1의 광 검출기(8), 제2의 광 검출기(9)에 유도하도록 되어 있다.
상기 광 검출기(8, 9)는 각각 도시한 바와 같이 회절격자(3a)에 의하여 분할된 메인 빔이 입사할 중앙의 수광부와, 이들 중앙의 수광부의 양측에 형성된 사이드 빔이 입사할 수광부(8e, 8f 또는 9e, 9f)와로 이루어지고, 또한 중앙의 수광부는 각각 광 디스크(D)의 트랙 방향에 평행한 분할 선에 의하여 3분할된 수광부(8a, 8b, 8c 또는 9a, 9b, 9c)를 가지고 있다.
그리고, 상기 각 수광부(8a, 8b, 8c, 8e, 8f 또는 9a, 9b, 9c, 9e, 9f)로부터의 검출 신호는, 도시하지 않은 처리 회로에서 각각 헤드 앰프에 의하여 증폭된 후, 출력 신호(SA, SB, SC, SE, SF, SG, SH, SI, SK, SL)로 된다. 또한 재생 신호(RF2)는, 예를 들면 다음의 수학식 5에 의하여 얻어진다.
RF2＝(SA＋SB＋SC)＋(SG＋SH＋SI)
또한, 포커스 에러 신호(FE2)는 다음의 수학식 6에 의하여 얻어진다.
FE2＝(SA＋SH＋SC)－(SG＋SB＋SI)
또한, 트래킹 에러 신호(TE2)는 다음의 수학식에 의하여 얻어진다.
TE2＝(SE＋SK)－(SF＋SL)
이와 같은 구성의 광학 픽업(6)에서는, 수발광 소자(7)로부터의 광 빔은 홀로그램 소자(3)의 회절격자(3a)에 의하여 메인 빔 및 2개의 사이드 빔으로 분할된 후, 홀로그램(3c)을 투과하고 대물 렌즈(4)에 의하여 광 디스크(D)의 신호 기록면에 조사된다.
이 신호 기록면에서 반사된 귀환 광 빔은 재차 대물 렌즈(4)를 통하여 홀로그램(3c)에 입사한다. 여기에서, 귀환 광은 홀로그램(3c)에 의하여 회절되어 1차 광 및 －1차 광이 수발광 소자(7)의 제1의 광 검출기(8) 및 제2의 광 검출기(9)에 입사한다.
이에 따라서, 각 광 검출기(8, 9)의 각 수광부로부터의 검출 신호에 따라서, 재생 신호(RF2)가 검출되는 동시에, 포커스 에러 신호(FE2) 및 트래킹 에러 신호(TE2)가 검출된다.
그러나, 이와 같은 구성의 광 픽업(1, 6)에서는 다음에 나타낸 바와 같은 문제가 있다.
먼저, 광학 픽업(1)에서 포커스 에러 신호는 이른 바 푸코 법에 의하여 검출되도록 되어 있지만, 광 검출기(5)의 각 검출부(A, B, C, D)에 대하여 각각 메인 빔의 귀환 광을 유도하기 위하여, 홀로그램 소자(3)의 홀로그램(3b)이 상이한 회절각을 가지는 복수의 영역(3b－1, 3b－2)을 가지도록 구성할 필요가 있다.
따라서, 홀로그램 소자(3)를 에칭이나 사출 성형 등에 의하여 제조하기 위한 마스크 금형 등이 복잡하게 되어 코스크가 높아지는 문제가 있었다.
이에 대하여 광학 픽업(6)에서는 포커스 에러 신호가 이른 바 빔 사이즈 법에 의하여 검출되도록 되어 있고, 홀로그램 소자(3)의 홀로그램(3c)는 연속된 영역으로서 구성되므로, 광학 픽업(1)의 경우와 비교하면, 홀로그램 소자(3)가 용이하게 저 코스트로 제조되게 된다.
그러나, 이 경우에는 빔 사이즈 법의 원리 상, 수발광 소자(7)의 광 검출기(8, 9) 상에서의 귀환 광의 스폿 지름을 크게 할 필요가 있다. 그러므로, 트래킹 에러 신호 검출을 위한 수광부(8e, 8f 또는 9e, 9f)와, 중앙의 수광부와의 사이의 거리가 길어지므로, 광 디스크(D)의 신호 기록면에서의 메인 빔 및 사이드 빔의 거리를 그다지 작게 할 수 없어, 트래킹 에러 신호가 광 디스크(D)의 신호 기록면의 상처 등에 의한 영향을 받기 쉽게 된다는 문제가 있었다.
또한, 이 포커스 에러 검출 방법의 특징에 의하여, 포커스 에러가 대물 렌즈의 초점 심도(深度)에 비교하여 큰 영역에서는 거짓의 합초점(合焦點) 신호를 발생시키게 되므로, 이 거짓의 합초점 신호에 대한 대책이 필요하게 되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 이상의 점을 감안하여, 소형이고 또한 저 코스트로 구성되고, 정확한 서보가 가능한 광학 픽업 및 이것을 사용한 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명에 의한 광학 픽업을 조립한 광 디스크 장치의 일 실시형태의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 광 디스크 장치에서의 광학 픽업의 제1의 실시형태의 구성을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 종래의 광학 픽업의 일 예의 구성을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 4는 종래의 광학 픽업의 다른 예의 구성을 나타내는 개략적인 사시도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10：광 디스크 장치, 11：광 디스크, 12：스핀들 모터, 13：광학 픽업, 14：광 디스크 드라이브 콘트롤러, 15：신호 복조기(信號復調器), 16：에러 정정 회로, 17：인터페이스, 18：헤드 액세스 제어부, 21：발광부(광원), 22：홀로그램 소자(광 분리 수단), 23：대물 렌즈(광 집속(集束) 수단), 24：광 검출기, 25：회절격자(제1의 회절격자), 26：푸코 프리즘(Faucault's prism)(광로 분기부), 26a,26b：면, 27：홀로그램(제2의 회절격자)
상기 목적은, 본 발명에 의하면 광원과, 상기 광원으로부터 출사(出射)된 광 빔을 광 디스크의 신호 기록면 상에 집속(集束)시키는 광 집속 수단과, 상기 광원과 광 집속 수단과의 사이에 배설된 광 분리 수단과, 상기 광 분리 수단에서 분리되어 광 디스크의 신호 기록면으로부터 귀환된 광 빔을 수광(受光)하는 수광부를 가지는 광 검출기를 포함하고, 상기 광 분리 수단은 그 광원 측의 면에 제1의 회절격자와, 복수의 서로 상이한 법선 벡터를 가지는 면으로 이루어지는 광로 분기부를 구비하고 있는 동시에, 그 광 디스크 측의 면에, 연속된 영역으로 이루어지는 제2의 회절격자를 구비하고 있고, 상기 제1의 회절격자가 광원으로부터의 광을 메인 빔 및 사이드 빔으로 분할하는 동시에, 상기 제2의 회절격자가 광원으로부터의 광을 투과시키는 동시에, 광 디스크로부터의 귀환 광을 상기 광로 분기부를 향하여 회절시키도록 구성되어 있고, 또한 상기 광로 분기부가 광 디스크로부터의 귀환 광을 분할하여 상기 광 검출기의 수광부로 유도하는 구성으로 된 광학 픽업에 의하여 달성된다.
상기 구성에 의하면, 광원으로부터 출사된 광 빔은 광 분리 수단의 제1의 회절격자에 의하여 3개의 광 빔, 즉 메인 빔 및 사이드 빔으로 분할되고, 각각 예를 들면 홀로그램 등의 제2의 회절격자를 투과한 후, 광 집속 수단을 통하여 광 디스크의 신호 기록면에 조사된다.
광 디스크의 신호 기록면으로부터의 귀환 광 빔은 재차 광 집속 수단을 통하여 광 분리 수단의 제2의 회절격자에 입사한다. 그리고, 귀환 광 빔은 이 제2의 회절격자에 의하여 회절되고, 메인 빔의 귀환 광이 예를 들면 푸코 프리즘 등의 광로 분기부에 입사한다. 따라서, 메인 빔의 귀환 광은 이 광로 분기부의 각 면에 의하여 분기되고 각각 광 검출기의 대응하는 수광부에 입사하게 된다. 이에 따라서, 이 수광부로부터의 검출 신호에 따라서 재생 신호가 생성되는 동시에, 이른 바 푸코 법에 의하여 포커스 에러 신호가 검출된다.
또, 사이드 빔의 귀환 광은, 동일하게 상기 광로 분기부의 각 면에 의하여 분기되고 광 검출기의 대응하는 수광부에 입사함으로써, 이 수광부로부터의 검출 신호에 따라서 예를 들면 3빔 법에 의하여 트래킹 에러 신호가 검출되게 된다.
이 경우, 포커스 에러 신호는 이른 바 푸코 법에 의하여 검출되므로, 광 검출기 상에 형성되는 귀환 광 빔의 스폿 지름이 작다. 그러므로, 메인 빔 및 사이드 빔의 간격을 작게 하는 것이 가능하게 되어, 광 디스크에 기록된 신호 열과 메인 빔 및 사이드 빔의 스폿을 연결하는 선이 이루는 각의 허용 폭을 크게 할 수 있다.
또, 귀환 광은 광로 분기부에 의하여 분기되므로, 제2의 회절격자는 귀환 광 전체를 통합하여 동일한 방향으로 회절시키면 된다. 따라서, 제2의 회절격자는 영역 분할할 필요가 없어 연속된 1개의 영역으로서 구성된다. 이에 따라서, 광 분리 수단 전체가 간단한 구성으로 된다.
또한, 상기 광로 분기부는 광 분리 수단의 광원 측의 면에 형성되어 있으므로, 부품 점수가 적어도 되므로 광학 픽업 전체를 소형화, 박형화(薄型化)할 수 있다.
또, 트래킹 에러 신호는 이른 바 3빔 법에 의하여 검출되므로, 광 디스크의 신호 기록면에 상처 등의 결함이 있어도, 안정된 트래킹 서보가 가능하다.
상기 광 분리 수단이 플라스틱의 사출 성형 또는 글래스 프레스 몰드(glass press molding)에 의하여 형성되어 있는 경우에는, 광 분리 수단은 용이하고 또한 저 코스트로 제조되게 된다.
상기 광원 및 광 검출기가 1개의 반도체 기판 상에 형성되어 있는 동시에, 상기 광 분리 수단이 이 반도체 기판 상에 대하여 지지되어 있는 경우에는, 광원, 광 검출기 및 광 분리 수단이 1개의 유닛으로서 일체로 구성되게 되어 광학 픽업 그리고 광 디스크 장치 전체가 보다 더 소형으로 구성되게 된다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
그리고, 다음에 설명하는 실시형태는, 본 발명의 바람직한 구체 예이므로, 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 부가되어 있지만, 본 발명의 범위는 다음의 설명에서 특히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한 이들 양태에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 광학 픽업을 조립한 광 디스크 장치의 일 실시형태를 도시하고 있다.
도 1에서 광 디스크 장치(10)는 광 디스크(11)를 회전 구동하는 구동 수단으로서의 스핀들 모터(12)와, 회전하는 광 디스크(11)의 신호 기록면에 대하여 광 빔을 조사하여 신호를 기록하고, 이 신호 기록면으로부터의 귀환 광 빔에 의하여 기록 신호를 재생하는 광학 픽업(20) 및 이들을 제어하는 제어부(13)를 구비하고 있다.
이 경우, 제어부(13)는 광 디스크 콘트롤러(14), 신호 복조기(15), 에러 정정 회로(16), 인터페이스(17), 헤드 액세스 제어부(18) 및 서보 회로(19)를 구비하고 있다.
광 디스크 콘트롤러(14)는 스핀들 모터(12)를 소정의 회전 수로 구동 제어한다. 신호 복조기(15)는 광학 픽업(20)으로부터의 기록 신호를 복조하여 에러 정정하고 인터페이스(17)를 통하여 외부 컴퓨터 등에 송출한다. 이에 따라서, 외부 컴퓨터 등은 광 디스크(11)에 기록된 신호를 재생 신호로서 받을 수 있도록 되어 있다.
헤드 액세스 제어부(18)는 광학 픽업(20)을 예를 들면 광 디스크(11) 상의 소정의 기록 트랙까지 트랙 점프 등에 의하여 이동시킨다. 서보 회로(19)는 이 이동된 소정 위치에서 광학 픽업(20)의 2축 액튜에이터에 지지되어 있는 대물 렌즈를 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 이동시킨다.
도 2는 상기 광 디스크 장치(10)에 조립된 광학 픽업을 도시하고 있다.
도 2에서 광학 픽업(20)은 광원으로서의 발광부(21), 광 분리 수단으로서의 홀로그램 소자(22), 광 집속 수단으로서의 대물 렌즈(23) 및 광 검출기(24)를 포함하고 있다.
발광부(21)는 제1의 반도체 기판(21a) 상에 배설된 제2의 반도체 기판(21b) 상에 배치된 반도체 레이저 소자(21c)와, 반도체 기판(21a)의 표면으로부터 예를 들면 비스듬하게 45°로 경사지도록 형성된 반사경(21d)을 구비하고 있다.
여기에서, 반도체 레이저 소자(21c)는 반도체의 재결합을 이용한 발광 소자로서, 광원으로서 작용하여 x방향으로 광 빔을 출사하도록 되어 있다. 이와 같이 하여 반도체 레이저 소자(21c)로부터 출사된 광 빔은 반사경(21d)에 의하여 반사되어 z방향으로 진행하게 된다.
상기 홀로그램 소자(22)는 발광부(21)로부터의 광 빔의 광 축에 대하여 수직인 2면을 구비하고 있고, 발광부(21) 측의 제1 면(22a)(도 2에서 하면)에는 발광부(21)로부터의 광 빔의 광 축 상에 제1의 회절격자(25)가 형성되어 있는 동시에, 광 축으로부터 떨어진 영역에 광 분기부로서의 푸코 프리즘(26)이 형성되어 있다.
또한, 홀로그램 소자(22)는 그 광 디스크(11) 측의 제2 면(22b)(도 2에서 상면)에서 발광부(21)로부터의 광 빔의 광 축 상에 제2의 회절격자로서의 홀로그램(27)이 형성되어 있다.
여기에서, 상기 제1의 회절격자(25)는 x축 방향으로 신장하는 평행한 홈을 가지고 있고, 발광부(21)로부터의 광 빔을 0차 회절 광으로 이루어지는 메인 빔 및 ±1차 회절 광으로 이루어지는 사이드 빔으로 분할한다.
그리고, 제1의 회절격자(25)는 상기 메인 빔 및 사이드 빔 전체를 투과시킬 수 있도록 그 영역 면적이 가능한 작게 선정되어 있다.
상기 홀로그램(27)은 발광부(21)로부터의 광 빔을 그대로 투과시키는 동시에 광 디스크(11)로부터의 귀환 광을 회절시켜 상기 광 검출기(24)에 유도하도록 되어 있다.
또한, 홀로그램(27)은 전체가 1개의 회절 영역으로서, y축에 대략 평행한 곡선 군(群) 또는 직선 군으로 나타나는 바와 같은 홈으로 이루어지고, 그 공간 주파수가 연속되도록 되어 있다. 이에 따라서, 광 디스크(11)로부터의 귀환 광은 홀로그램(27)에 의하여 x방향으로 소정의 회절 각(q)만큼 회절된다.
여기에서, 회절 각(q)은 홀로그램(27)에 의하여 회절된 귀환 광 빔이 제1의 회절격자(25)를 통과하지 않도록 선정된다.
또한, 상기 푸코 프리즘(26)은 서로 상이한 법선 벡터를 가지는 2개의 평면(26a, 26b)으로 구성되어 있고, 이들 평면(26a, 26b)의 경계는 x축에 평행하게 신장되어 있는 동시에, 홀로그램(27)에 의하여 회절된 귀환 광 빔의 중심을 통과하도록 배설되어 있다.
여기에서, 한 쪽의 평면(26a)의 법선 벡터는 다른 쪽의 평면(26b)의 법선 벡터에 대하여 전술한 홀로그램(27)에 의한 회절 각(q)과 대략 동일한 각도를 이루도록 되어 있다. 또한, 다른 쪽의 평면(26b)의 법선 벡터는 홀로그램 소자(22)의 발광부(21) 측의 면(22a)의 법선 벡터와 동일한 성분을 가진다.
상기 대물 렌즈(23)는 볼록 렌즈로서, 발광부(21)로부터의 광을 디스크(D)의 신호 기록면의 원하는 기록 트랙 상에 집속시킨다.
그리고, 대물 렌즈(23)는 도시하지 않은 2축 액튜에이터에 의하여 2축 방향, 즉 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
도시한 경우, 상기 광 검출기(24)는, 회절격자(25)에 의하여 분할된 메인 빔이 입사할 중앙의 수광부(24a)와, 이 수광부(24a)의 양측에 형성된 사이드 빔이 입사할 수광부(E, F)와로 이루어지고, 또한 수광부(24a)는 종횡으로 4분할된 4개의 수광부(A, B, C, D)를 가지고 있다.
그리고, 상기 각 수광부(A, B, C, D, E, F)로부터의 검출 신호는 도시하지 않은 처리 회로에서 각각 헤드 앰프에 의하여 증폭된 후, 출력 신호(Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf)로 되고, 또한 연산 회로에 의하여 재생 신호(RF)는, 예를 들면 다음의 수학식 8에 의하여 얻어진다.
RF＝(Sa＋Sb)＋(Sc＋Sd)
또한, 포커스 에러 신호(FE)는, 이른 바 푸코 법에 의하여 다음의 수학식 9, 10, 또는 11에 의하여 얻어진다.
FE＝(Sa＋Sd)－(Sb＋Sc)
FE＝(Sa－Sb)
FE＝(Sd－Sc)
또한, 트래킹 에러 신호(TE)는 이른 바 3빔 법에 의하여 다음의 수학식 12에 의하여 얻어진다.
TE＝(Se－Sf)
그리고, 상기 광 검출기(24)는 도 2에 도시한 바와 같이, 발광부(21)의 반도체 기판(21a)상에 형성됨으로써, 발광부(21)와 일체로 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않고 발광부(21)와 별체(別體)로 구성되어 있어도 된다.
본 실시형태에 의한 광학 픽업(20)을 조립한 광 디스크 장치(10)는 이상과 같이 구성되어 있고, 다음과 같이 동작한다.
먼저, 광 디스크 장치(10)의 스핀들 모터(12)가 회전함으로써, 광 디스크(11)가 회전 구동된다. 그리고, 광학 픽업(20)이 도시하지 않은 가이드를 따라서 광 디스크(11)의 반경 방향으로 이동됨으로써, 대물 렌즈(23)의 광 축이 광 디스크(11)의 원하는 트랙 위치까지 이동됨으로써 액세스가 행해진다.
이 상태에서, 광학 픽업(20)에서 발광부(21)로부터의 광 빔은 홀로그램 소자(22)의 제1의 회절격자(25)에 의하여 3개의 광 빔으로 분할된 후, 홀로그램(27)을 투과하고 대물 렌즈(23)를 통하여 광 디스크(11)의 신호 기록면에 집속된다.
광 디스크(11)로부터의 귀환 광은 재차 대물 렌즈(23)를 통하여 홀로그램 소자(22)의 홀로그램(27)에 입사한다. 그리고, 귀환 광은 이 홀로그램(27)에 의하여 회절되고, 메인 빔의 귀환 광이 푸코 프리즘(26)에 입사한다. 이에 따라서, 메인 빔의 귀환 광은 푸코 프리즘(26)의 각 면(26a, 26b)에 의하여 반원형으로 분할되어 각각 광 검출기(24)의 각 수광부에 입사한다. 즉, 면(26a)을 통과한 귀환 광은 수광부(A 및 B)에 입사하고, 면(26b)을 통과한 광은 수광부(C 및 D)에 입사하게 된다. 또, 사이드 빔의 귀환 광은 푸코 프리즘(26)으로 대략 반원형으로 분할되어 광 검출기(24)의 각 수광부(E, F)에 입사하게 된다.
따라서, 광 검출기(24)의 각 수광부의 검출 신호로부터 광 디스크(11)의 기록 신호가 재생되는 동시에, 전술한 바와 같이 3빔 법에 의하여 트래킹 에러 신호(TE)가 검출되고, 또 푸코 법에 의하여 포커싱 에러 신호가 검출되고, 이들 신호에 따라서 서보 회로(19)가 광 디스크 드라이브 콘트롤러(14)를 통하여 광학 픽업(13)의 포커스 서보 및 트래킹 서보를 행하도록 되어 있다.
이 경우, 광 디스크 측의 제2의 회절격자인 홀로그램(27)은 전체가 1개의 연속된 영역으로서 구성되어 있으므로, 플라스틱에 의한 사출 성형이나 글래스 프레스 몰드 등에 의하여 용이하게 형성되는 동시에, 성형 금형이 용이하게 제작됨으로써, 저 코스트로 제조되게 된다.
상기 실시형태에서는, 홀로그램(27)을 구비한 홀로그램 소자(22)가 사용되고 있지만, 이에 한정되지 않고 광 디스크(11) 측의 면에 귀환 광을 분리하기 위한 회절격자를 구비한 광 분리 수단만 설치되어 있으면 된다는 것은 명백하다.
또한, 상기 실시형태에서는 상기 홀로그램 소자(22)가 발광부(21) 및 광 검출기(24)와 별체로 구성되어 있지만, 발광부(21)의 반도체 기판(21a)에 대하여 일체적으로 지지되도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 발광부(21), 광 검출기(24)와 홀로그램 소자(또는 광 분리 수단)가 1개의 유닛으로서 일체적으로 구성되게 된다.
또, 상기 실시형태에 의한 광 디스크 장치(10) 및 광학 픽업(20)에서는, 예를 들면 컴팩트 디스크(CD)나 CD－ROM 등의 광 디스크 재생용의 무편광(無偏光) 광학 픽업의 구성이 나타나 있지만, 이에 한정되지 않고 광 자기 디스크(MO) 등을 위한 편광 광학 픽업 및 광 디스크 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있음은 명백하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시형태를 참조하여 설명하였으나, 이는 단지 예시를 위한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경 및 변형을 가할 수 있음은 명백하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 소형이고 또한 저 코스트로 구성되고, 정확한 서보가 가능한 광학 픽업 및 이것을 사용한 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 광원과,
    상기 광원으로부터 출사(出射)된 광 빔을 광 디스크의 신호 기록면 상에 집속(集束)시키는 광 집속 수단과,
    상기 광원과 광 집속 수단과의 사이에 배설된 광 분리 수단과,
    상기 광 분리 수단에서 분리되어 광 디스크의 신호 기록면로부터 귀환된 광 빔을 수광(受光)하는 수광부를 가지는 광 검출기
    를 포함하고,
    상기 광 분리 수단은 그 광원 측의 면에 제1의 회절격자(回折格子)와, 복수의 서로 상이한 법선(法線) 벡터를 가지는 면으로 이루어지는 광로 분기부와를 구비하고 있는 동시에, 그 광 디스크 측의 면에, 연속된 영역으로 이루어지는 제2의 회절격자를 구비하고 있고,
    상기 제1의 회절격자가 광원으로부터의 광을 메인 빔 및 사이드 빔으로 분할하는 동시에,
    상기 제2의 회절격자가 광원으로부터의 광을 투과시키는 동시에, 광 디스크로부터의 귀환 광을 상기 광로 분기부를 향하여 회절시키도록 구성되어 있고,
    상기 광로 분기부가 광 디스크로부터의 귀환 광을 분할하여 상기 광 검출기의 수광부로 유도하는 구성으로 된 것을 특징으로 광학 픽업.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광로 분기부가 푸코 프리즘(Foucault's prism)인 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2의 회절격자가 홀로그램인 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 분리 수단이 플라스틱의 사출 성형에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광 분리 수단이 글래스 프레스 몰드(glass press molding)에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광원 및 광 검출기가 1개의 반도체 기판 상에 형성되어 있고,
    상기 광 분리 수단이 상기 반도체 기판 상에서 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 검출기의 수광부는 광로 분기부에 의하여 분할된 각 광 빔을 수광하고, 상기 광 검출기는 재생 신호, 포커스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호를 생성하기 위한 검출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  8. 광 디스크를 회전 구동하는 구동 수단과,
    회전하는 광 디스크에 대하여 광 집속 수단을 통하여 광을 조사(照射)하고, 광 디스크로부터의 신호 기록면으로부터의 귀환 광을 광 집속 수단을 통하여 검출하는 광학 픽업과,
    광 집속 수단을 2축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 2축 액튜에이터와,
    광학 픽업으로부터의 검출 신호에 따라서 재생 신호를 생성하는 신호 처리 회로와,
    광학 픽업으로부터의 검출 신호에 따라서 광 집속 수단을 2축 방향으로 이동시키는 서보 회로를 포함하고 있고,
    상기 광학 픽업은
    광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 광 빔을 회전 구동되는 광 디스크의 신호 기록면 상에 집속시키는 광 집속 수단과,
    상기 광원과 광 집속 수단과의 사이에 배설된 광 분리 수단과,
    상기 광 분리 수단에서 분리되어 광 디스크의 신호 기록면으로부터 귀환된 광 빔을 수광하는 수광부를 가지는 광 검출기
    를 포함하고,
    상기 광 분리 수단은 그 광원 측의 면에 제1의 회절격자와, 복수의 서로 상이한 법선 벡터를 가지는 면으로 이루어지는 광로 분기부와를 구비하고 있는 동시에, 그 광 디스크 측의 면에, 연속된 영역으로 이루어지는 제2의 회절격자를 구비하고 있고,
    상기 제1의 회절격자가 광원으로부터의 광을 메인 빔 및 사이드 빔으로 분할하는 동시에,
    상기 제2의 회절격자가 광원으로부터의 광을 투과시키는 동시에, 광 디스크로부터의 귀환 광을 상기 광로 분기부를 향하여 회절시키도록 구성되어 있고,
    상기 광로 분기부가 광 디스크로부터의 귀환 광을 분할하여 상기 광 검출기의 수광부에 유도하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광로 분기부가 푸코 프리즘인 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2의 회절격자가 홀로그램인 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 광 분리 수단이 플라스틱의 사출 성형에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 광 분리 수단이 글래스 프레스 몰드에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 광원 및 광 검출기가 1개의 반도체 기판 상에 형성되어 있는 동시에,
    상기 광 분리 수단이 상기 반도체 기판 상에서 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 광 검출기의 수광부는 광로 분기부에 의하여 분할된 각 광 빔을 수광하고, 상기 광 검출기는 재생 신호, 포커 스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호를 생성하기 위한 검출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
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