KR20010033629A - 광학 픽업 및 광학 재생 장치 - Google Patents

광학 픽업 및 광학 재생 장치 Download PDF

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KR20010033629A
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이데이 노부유끼
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Abstract

광학 픽업 및 광학 재생 장치에 있어서, 그 광학 부품 갯수의 삭감 및 광학적인 배치 설정시에 얼라인먼트의 간단화를 가능하게 하고, 장치 ㅈ너체의 ㅅ간소화, 소형화를 도모하는 동시에, 모든 피트 깊이의 광학 기록 매체에 대해 트래킹 에러 신호가 안정되게 얻어지고, 반도체 프로세스에 의한 제조가 용이하게 이루어질 수 있게 한다. 구체적으로는, 발광부(LD, M)와, 광 검출 소자(PD1, PD2)로 이루어지는 수광부와, 발광부로부터의 출사광(LF)를 광학 기록 매체(2)에 수속 조사하고, 또 이 광학 기록 매체(2)로부터 반사된 복귀광(LR)을 수속시키는 수속 수단(3)을 갖고, 발광부(LD, M)와 수광부(PD1, PD2)가 동일 반도체 기체(7)에 형성되고, 이 반도체 기체(7)에 수속 수단(3)의 공통 초점이 설정되고, 복귀광(LR)의 수속 수단(3)에 의한 공통 초점 위치 근방의, 복귀광(LR)의 수속 한계 이내의 위치에 광 검출 소자(PD1, PD2)가 배치형성되고, 광학 기록 매체(2)의 정보 기록이 이루어진 피트(P) 혹은 영역의 단부에 의해 생기는 복귀광(LR)을 광 검출 소자(PD1, PD2)에 의해 수광 검출하여 트래킹 에러 신호를 점검하는 광학 픽업 장치 및 광학 재생 장치(10)를 구성한다.

Description

광학 픽업 및 광학 재생 장치{OPTICAL PICKUP AND OPTICAL REPRODUCTION DEVICE}
종래의 광학 픽업, 소위 컴팩트 디스크(CD) 플레이어 등의 광 디스크 드라이브나 광자기 디스크 드라이브의 광학 픽업으로서는, 그레이팅이나 빔 분할기 등의 각 광학 부품을 개별로 조립하기 때문에 장치 전체의 구성이 복잡하고도 커지고, 또, 기판 상에 하이브리드로 조립하는 경우에 광학적인 배치 설정에 있어서 엄한 얼라이먼트 정밀도를 필요로 하고 있었다.
도8에 종래의 컴팩트 디스크(CD)의 재생 전용의 광학 픽업의 일례의 구성도를 도시한다. 이 광학 픽업(81)은, 반도체 레이저(82), 회절 격자(83), 빔 분할기 플레이트(84), 대물 렌즈(85) 및 포토 다이오드로 이루어지는 수광 소자(86)를 구비하고 있다. 반도체 레이저(82)로부터의 레이저광(L)이 빔 분할기 플레이트(84)로 반사되고, 대물 렌즈(85)로 수렴되어 광 디스크(90)에 조사되고,이 광 디스크(90)로 반사된 복귀광이 빔 분할기 플레이트(84)를 투과하여 수광 소자(86)로써 수광 검출된다.
그러나, 이와 같은 광학 픽업(81)은, 부품 갯수가 많고, 또한 매우 대형이 될 뿐 아니라, 그 배치에 높은 정밀도가 요구되고, 그 결과, 생산성은 낮다.
그런데, 광학 픽업 등의 광학 장치에 있어서의 트래킹 서보의 방법으로는, 보통 푸시 풀법이나 3빔법이나 헤테로다인법 등이 이용되고 있다.
이 중, 종래부터 행해지고 있는 푸시 풀법은, 디스크상에 있어 입사광의 광 스폿이 트랙 혹은 피트로부터 어긋난 때, 디스크에 의해 생기는 ±1차 회절광에 있어서 강도차가 생기고, 이에 따라 원시야(遠視野) 상이 비대칭으로 되는 것을 이용한 수법이다. 보다 구체적으로는, 2개의 검출기에 의해서 이 비대칭에 따른 신호를 추출, 이들 2개의 검출기로부터의 신호를 연산기에 의해서 연산함으로써, 광 스폿의 트랙으로부터의 어긋남을 검출하는 방법이다.
도9a 및 도9b에 푸시 풀법을 이용하는 트래킹 서보의 개략 구성도를 도시한다.
도9b에 도시한 바와 같이, 디스크(52) 표면의 피트에 의한 요철에 의해 마크 또는 스페이스가 기록되어 있다. 이 피트에 빛이 조사되면, 요철에 의해 빛이 회절되고, 0차 회절광(주 빔(B)) 및 ±1차 회절광(부 빔(B'))으로 분할된다.
또한 도9에 있어서, S0, S1은 각각 0차 회절광, ±1차 회절광의 조사 스폿을 도시한다. S0가 원이 되는 것은, 대물 렌즈의 개구에 의한 것이다.
이 경우에는, 제9a도에 도시한 바와 같이, 수광부로서 2분할 포토 다이오드(PDR, PDL)가 배치 형성된다. 이들 포토 다이오드(PDR, PDL)가 수광한 신호를, 도시하지 않지만 차동 증폭기 등으로, 예를 들면(PDL -PDR )와 같이 연산 처리하여 트래킹 신호로서 트래킹 에러 신호TE를 얻을 수 있다.
그리고, 트랙과 빔이 어긋난 때에는, 스폿의 중심이 2분할 포토 다이오드의 분할선으로부터 어긋나기 때문에, TE = (PDL - PDR)가 0으로 되지 않고, 어긋난 방향에 따라서 플러스 또는 마이너스의 값을 도시한다. 이에 따라, 트랙과의 어긋난 방향이나 양을 검출할 수 있다.
푸시 풀법을 이용하는 트래킹 서보는, 2분할 포토 다이오드가 있으면 실현할 수 있기 때문에, 염가로 구성할 수 있다.
그러나, 대물 렌즈가, 광축에 대하여 시프트한 때, 디스크로부터의 복귀광이 수광면 상에서 수광 소자의 분할선에 대하여 수직으로 시프트하여, 트래킹 에러 신호에 큰 오프셋이 생긴다는 문제가 있다.
여기서, 도10a에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈(51)가 가로 방향에 시프트하면, 그에 따라서 포토 다이오드(PDL, PDR)가 수광하는 빛의 스폿도 파선으로 도시한 바와 같이 시프트하고, 트래킹이 트랙의 바로 위에 이루어지고 있어도, 트래킹 에러 신호TE=0이 되지는 않게 된다.
또한, 도10b에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈(51)가 디스크(52)에 대하여 기울어진 경우라도, 수광하는 빛의 스폿이 파선으로 도시한 바와 같이 시프트하여, 트래킹이 트랙의 바로 위에 이루어지고 있어도 트래킹 에러 신호 TE = 0이 되지는 않게 된다.
종래의 푸시 풀 신호의 경우에, 상술한 바와 같이 렌즈의 시프트가 트래킹 에러 신호에 미치는 영향을 도11에 도시한다. 또한, 종축은 상대치로 표시하고 있다. 디스크는, 그루브의 피치가 1.60 ㎛, 그루브의 깊이가 파장/8, 듀티(duty : 그루브와 트랙 폭의 비율)가 65%인 디스크로서 계산을 했다. 또한, 레이저의 파장은 0.78 ㎛로 했다.
도11에 도시한 바와 같이, 종래의 푸시 풀 신호에서는 대물 렌즈의 시프트에 의해서, 트래킹 에러 신호도 그에 따라 오프셋이 생기고 있다.
또한, 푸시 풀법에 있어서는, 재생용 레이저의 파장을 λ, 디스크(52)의 투명 기판의 굴절률을 n이라고 할 때, 디스크(52)의 피트의 깊이가 λ/4n 인 경우에, 0차 회절광과 ±1차 회절광의 간섭에 의해 신호가 0으로 되기 때문에, 원리적으로 트래킹 에러 신호의 검출을 할 수 없게 된다. 따라서, 피트의 깊이가 λ/4n 인 규격의 디스크(52)에는 이용할 수 없다.
예를 들면, DVD(Digital Versatile Disk) - R0M, DVD - Video는 이 피트의 깊이가 λ/4n 근방인 규격이기 때문에, 푸시 풀법의 적용은 할 수 없다.
다음에, 3빔법에 관해서 설명한다.
3빔법에서는, 회절 격자에 의해 빛을 분할하여 주 빔과 그 양측에 2개의 부 빔을 형성한다.
도12에 3빔법에 있어서의 디스크면에서의 스폿 위치를 도시한다.
주 빔에 의한 스폿(S0), 그 양측의 부 빔에 의한 스폿(S1, S2)를 디스크(52)의 그루브 또는 피트에 조사한다. 2개의 부 빔의 반사광을 각각 검출하여 빼기 신호를 취하여, 이 빼기 신호를 이용하여 트래킹 서보를 행하는 것이다.
여기서, 주 빔의 스폿(S0)이 트랙 중심으로부터 어긋나면, 부 빔의 스폿(S1, S2)에 의한 반사광이 대칭이 아니게 되어, 빼기 신호에 의한 트래킹 에러 신호가 0으로부터 변동한다. 이 트래킹 에러 신호의 변동량은, 주 빔의 스폿(S0)의 트랙 중심으로부터의 어긋남량에 대응하여 변화하므로, 트래킹 서보를 행할 수 있다.
또한, 주 빔의 반사광은, 디스크 기록 신호의 검출에 이용한다. 이 경우에는 상술한 바와 같이 대물 렌즈 시프트에도 오프셋을 일으키지 않고 대응할 수 있다.
그러나, 그레이팅 등의 회절 격자를 통과시킬 필요가 있기 때문에, 부품 개수가 증가되는 것과, 주 빔의 광량이 감소함으로써 레이저 발광량을 증가시킬 필요가 생겨 소비 전력이 증가되 것, 조정이 복잡하고, 따라서 제조 비용이나 드는 것 등의 결점을 가지고 있다.
다음에, 위상차 검출법에 관해서 설명한다.
위상차 검출법은, 특히 피트 깊이가 λ/4n 인 규격의 디스크의 트래킹 서보에 유효한 방법이다.
위상차 검출법은, 2차원 피트의 회절 스펙트럼을 RF(고조파) 신호를 기준으로 하여, 헤테로다인 검파하는 방법이나, 광 검출기상에서 검출된 각 신호를 디지탈 연산 처리하는 방법에 의해 실현되고 있다.
위상차 검출법에 있어서는, 예를 들면, 도13에 도시한 바와 같이, 광축을 중심으로 하여, 피조사부인 광 디스크의 예를 들면 피트 열 방향인 접선 방향(T) 및 이 방향(T)에 수직인 방향으로, 종횡으로 4분할 포토 다이오드(PDa, PDb, PDc, PDd)를 형성하여, 원시야 영역에 설치한다. 그리고,이 4분할 포토 다이오드(PDa 내지 PDd)에서 광 디스크로부터의 복귀광을 검출한다.
도13 중, 중앙의 원은 렌즈의 구경에 대응하여 0차 회절광의 스폿에 상당한다. 기타 주위의 8개의 원은 1차 회절광의 스폿에 상당한다. 또한, 중앙의 점선부는 디스크의 피트(P)에 대응하는 상이다.
그리고, 이 4분할 포토 다이오드(PDa 내지 PDd)의 구성에 대하여, 예를 들면 다음과 같이 신호 처리를 행한다.
각 포토 다이오드의 검출 신호의 총 합인 RF 신호(PDa + PDb + PDc + PDd)와 각 포토 다이오드의 검출 신호를 연산한 신호(예를 들면PDa + PDc - PDb - PDd) 을, 위상을 고려하면서 헤테로다인 검파한다.
이 때의 연산 신호의 내용을 다음 수학식 1에 도시한다.
연산 신호 =(Pda + PDc) -(PDb + PDd)
= C sin(2πvt /vp )sin(2πaωt/vp )
다만,
Vt : 디트랙량
Vp : 피트열의 주기
a : 읽기 위치의 반경
ω: 광 디스크의 각속도
C : 정수
여기서, 수학식 1의 Csin(2πvt/vp)의 부분은, RF 신호(Pda + PDb + PDc + PDd)가 cos(2πaωt/vp)인 것을 고려하면, 이것을 기준으로서 연산 신호를 헤테로다인 검파한 경우에 얻어지는 신호가 된다. 이렇게 해서 헤테로다인 검파에 의해 얻어진 신호로부터 트랙 어긋남량(vt)을 구할 수 있다.
이와 같이, 위상차 검출법에 있어서는, 렌즈 시프트에 의한 트래킹 에러 신호의 오프셋이 생기기 어렵고, 또 피트 깊이가 λ/4n 인 규격의 디스크에 유효하다.
그러나, λ/4n 이외의 피트 깊이를 가지는 디스크에 대하여는, 위상 어긋남이 생기기 때문에, 이 결과로서 오프셋이 생긴다. 따라서. λ/4n 이외의 디스크에 대하여는, 위상 보상 회로 등을 설치하여, 저 영역 성분의 오프셋을 상쇄시키는 것이 별도로 필요하게 된다.
한 편, 전술한 종래의 광학 장치의 결점을 개선하는 것으로서, 광학 부품 갯수의 삭감 및 광학적인 배치설정에 있어서의 얼라이먼트의 간단화를 가능하게 하고, 장치 전체의 간소화, 소형화를 도모할 목적으로, 렌즈 등 수렴 수단의 공통 초점 위치에 발광부를 배치하여, 이 발광부가 있는 공통 초점 위치 근방에 수광부를 형성하는, 소위 CLC(공통 초점 ·레이저·커플러)구성을 생각할 수 있다.
그리고, 본 출원인은, 전술한 렌즈 시프트나 디스크의 기울기에 기인하는 트래킹 에러 신호의 오프셋을 없애기 위해서, 상술한 공통 초점 위치에 수광부를 형성하는 분할 포토 다이오드를 배치하여, 이들 분할 포토 다이오드에 의해 푸시 풀법 등을 이용하여 트래킹 서보를 행하는 광학 장치를 먼저 제안한(일본 특허 출원 평7-35528호 출원「광학 장치)참조).
이러한 광학 장치에 따르면, 공통 초점 위치 근방의 수광부에 의한 푸시 풀법(CPP 법) 에 의해서 트래킹 에러 신호의 검출을 행함으로써, 렌즈의 오프셋이나 디스크의 휘어짐에 대하여도 안정된 트래킹 에러 신호의 검출을 할 수 있고, 조립시의 얼라이먼트가 대폭 간소화된다. 또한, 발광부와 수광부가 동일 기판상에 형성되어 있기 때문에, 부품 갯수의 삭감이 도모되고, 제조 비용의 저렴화나 고 신뢰성화를 실현할 수 있다.
그러나, 상술한 CPP 법에서는, 공통 초점 광학계 특유의 결점을 가지고 있다.
특히, 저스트 포커스, 즉 광 스폿이 광학 기록 매체 상에 있어 포커스가 정확히 맞은 상태가 아니라, 초점 심도 내 정도의 극히 근소한 포커스의 어긋남이 생기는 경우에 단적으로 나타난다.
도14에 그 일례를 도시한다. 도14은, 디포커스가 생긴 경우의 CPP 법에 의한 트래킹 에러 신호와 디트랙량의 관계를 도시하는 수치계산 결과의 일례이다. 디스크는 도11의 계산에서 이용한 것과 동일한 형상의 모델로 했다.
도14로부터, ±1㎛ 이하의 초점 심도 내 정도로 변하지 않는 정도, 혹은 초점 심도 내에서의 디포커스(보통, 초점 심도 내에서는 광 스폿 사이즈는 변화하지 않기 때문에, 디포커스가 생기고 있다고 하지는 않지만 포커스 에러 신호에는 변화가 나타나기 때문에 편의상 이렇게 부르기로 한다)라도, CPP 법에 의한 트래킹 에러 검출에서는, 오차를 일으킴을 알 수 있다.
또한, 도14중, 곡선(G)에서 도시한 디포커스= - 0.50 ㎛인의 경우와 같이, 원래의 트래킹 에러 신호(곡선(E)에서 도시한 디포커스 = 0.00 ㎛인 경우)와는 주파수가 다른 신호나, 기타 예를 들면 배의 주파수를 가지는 트래킹 에러 신호가 되는 일이 있다. 또한, 곡선(H)나 곡선(I)와 같이 신호의 정부가 반전되어 버리는 일이 있다.
한 편, 광 디스크의 광학계에서는, 신호의 기록·재생에 있어서, 트래킹의 제어와 같이 포커스의 제어도 필요해진다. 보통, 포커스의 제어로서는, 스폿 사이즈법·비점 수차법·나이프 에지법 등의 방법에 의해, 대물 렌즈의 초점 심도 이하의 정도로 디포커스량을 억제하고 있다.
그러나, 디포커스량은, 항상 0 ㎛로 되는 것이 아니며, 초점 심도 내에서의 미묘한 변동이 끊임없이 생기고 있고, 따라서, CPP 법에 의한 트래킹 에러의 검출을 하는 경우에는, 피트 깊이에 관해서 검토하기 전에, 디포커스의 영향을 고려한 보정법, 또는 검출법을 채용할 필요가 있다.
본 발명은, 예를 들면 발광부에서의 빛을 광 디스크 등의 광학 기록 매체에 조사하고, 광학 기록 매체로부터의 반사에 의한 복귀광을 수광 검출하는 광학 픽업 및 광학 재생 장치에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 임의의 피트 깊이를 가지는 광 디스크에 대한 트래킹 에러 신호를 검출하는 경우에 적용하면 적합한 광학 픽업 및 광학 재생 장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 광학 장치의 실시 형태의 개략 구성도(사시도)이며,
도2는 도1의 광학 장치의 주요부의 확대도이며,
도3은 도1의 광학 장치의 주요부의 평면도이며,
도4a 및 도4b는 피트 에지에 있어서의 검출을 설명하는 피트 에지의 개략도이다.
도5a 및 도5c는 디스크의 피트 깊이가 λ/4n 인 경우의 트래킹 에러 신호의 특성을 도시하는 도면이며, 이 중 도5a는 래디얼 방향의 렌즈 시프트에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이며, 도5b는 디포커스에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이며, 도5c는 디스크의 듀티에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이다.
도6a 내지 도6c는 디스크의 피트 깊이가 λ/6n 인 경우의 트래킹 에러 신호의 특성을 도시하는 도면이며, 이 중 도6a는 래디얼 방향의 렌즈 시프트에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이며, 도6b는 디포커스에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이며, 도6c는 디스크의 듀티에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이다.
도7a 내지 도7c는 디스크의 피트 깊이가 λ/8n 인 경우의 트래킹 에러 신호의 특성을 도시하는 도면이며, 이 중 도7a는 래디얼 방향의 렌즈 시프트에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이며, 도7b는 디포커스에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이며, 도7c는 디스크의 듀티에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하는 도면이다.
도8은, 종래의 광학 장치의 개략 구성도이며,
도9a 및 도9b는 푸시 풀법에 의한 트래킹 서보를 설명하는 도면이다.
도10a 내지 도10b는 푸시 풀법에 있어서의 문제점을 설명하는 도면이며, 이 중 도10a는 렌즈가 시프트한 경우의 오프셋을 도시하는 도면이며, 도10b는 렌즈가 기운 경우의 오프셋을 도시하는 도이다.
도11은 종래의 푸시 풀법에 의한 트래킹 에러 신호에의 렌즈 시프트의 영향을 도시한 도이며,
도12는 3스폿법에 의한 트래킹 서보를 설명하는 도면이며,
도13은 위상차 검출법에 의한 트래킹 서보를 설명하는 도면이며,
도14는 CPP 법에 의한 트래킹 에러 신호와 디포커스량의 관계를 도시하는 도면이다.
상술한 문제의 해결을 위해, 본 발명에 있어서는, 광학 픽업 등의 광학 장치에 있어서, 그 광학 부품 갯수의 삭감 및 광학적인 배치 설정에 있어서의 얼라이먼트의 간단화를 가능하게 하여, 장치 전체의 간소화, 소형화를 도모함과 동시에, 모든 피트 깊이의 광학 기록 매체에 대하여 트래킹 에러 신호가 안정되게 얻어지고, 반도체 프로세스에 의한 제조를 용이하게 할 수 있도록 하는 것이다.
즉, 본원 발명은, 반도체 레이저와, 상기 반도체 레이저로부터 출사되는 출사광을 광 디스크에 안내하는 반사 수단과, 상기 반사 수단으로써 반사된 출사광을 상기 광 디스크에 집광하는 대물 렌즈와, 상기 광 디스크로부터의 복귀광의 대략수렴한계이내의 범위에 배치된 수광 수단과, 상기 수광 수단에 있어서 검출된 상기 광 디스크상의 마크 또는 스페이스의 적어도 한 쪽 단부로부터의 반사광을 기초로 하여 트래킹 에러 신호를 생성하는 트래킹 에러 신호 생성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 픽업을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또, 본원 발명은 마크 또는 스페이스가 매체 상에 형성된 광 디스크 매체를 재생할 때, 상기 트래킹 에러 신호 생성 수단으로써 생성된 트래킹 에러 신호를 기초로 하여 상기 대물 렌즈를 트래킹 방향으로 구동하는 구동 수단을 구비한 광학 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상술한 본원 발명의 구성에 따르면, 광 검출 소자가 공통 초점 위치 근방의 복귀광의 수렴 한계 이내의 위치에 배치 형성되어 있기 때문에, 수광할 수 있는 복귀광이 대역 제한되어 있고, 여분의 회절광의 영향이나 렌즈 시프트에 의한 오프셋 등을 작게 할 수 있다.
또, 정보의 기록이 이루어진 피트 혹은 영역의 단부에 의해서 생기는 복귀광을 수광 검출하여 트래킹 에러 신호를 검출함으로써, 디포커스 및 디스크·파라메터의 변화나 변동 등에 대하여 영향을 받기 어려운 안정된 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있다.
본 발명은, 반도체 레이저와 반도체 레이저로부터의 출사광을 반사시키는 반사면이 구성된 발광부와, 광 검출 소자로 이루어지는 수광부와, 발광부로부터의 출사광을 광학 기록 매체에 수렴 조사하여, 더욱 광학 기록 매체로부터 반사된 복귀광을 수렴시키는 수렴 수단을 갖고, 발광부와 수광부가 동일 반도체 기체에 형성되고, 반도체 기체에 수렴 수단의 공통 초점이 설정되고, 복귀광의 수렴 수단에 의한 공통 초점 위치 근방의, 복귀광의 수렴 한계 이내의 위치에 광 검출 소자가 배치 형성되고, 광학 기록 매체의 정보의 기록이 이루어질 수 있었던 피트 혹은 영역의 단부에 의해서 생기는 복귀광을 광 검출 소자에 의해 수광 검출함으로써, 트래킹 에러 신호를 검출하는 광학 장치이다.
도1 내지 도3에 본 발명에 관한 광학 장치의 일실시 형태를 도시한다.
도1에 도시한 바와 같이, 이 광학 장치(10)는, 피조사부의 광학 기록 매체가 예를 들면 기록 피트를 가지는 광 디스크(2)이고, 이 광 디스크(2)에 대하여 레이저광을 조사하여 기록의 판독이 이루어질 수 있는 광학 픽업에 적용한 경우이다.
또한, 도2은 광학 장치의 확대사시도, 도3는 평면도를 각각 도시한다.
이 광학 장치(10)는, 도1에 도시한 바와 같이, 반도체 레이저(LD)가 형성된 광 반도체 소자(7)와, 반도체 레이저(LD)의 출사광(LF)을 피조사부인 광 디스크(2)에 수렴 조사시키는 수렴 수단으로서 대물 렌즈(3)를 가지고 구성되어 있다.
또한, 대물 렌즈(3)는, 출사광(LF)가 광 디스크(2)로 반사된 복귀광(LR)를 광 반도체 소자(7)에 수렴 조사시키도록 구성되어 있다.
즉, 이 광학 장치(10)는, 렌즈등 수렴 수단의 공통 초점 위치에 발광부를 배치하여, 이 발광부가 있는 공통 초점 위치 근방에 피조사부로부터 반사한 복귀광을 수렴 조사시키는 소위CLC(콘포칼·레이저·커플러)로 구성되어 있다.
이 때, 복귀광(LR)은, 대물 렌즈(3)에 의해 광 회절 한계(즉 렌즈의 회절 한계) 근방까지 수렴되는 것이며, 이 광 회절 한계는, 반도체 레이저(LD)에서의 출사광(LF)의 파장을 λ, 대물 렌즈(3)의 개구수를 N.A.라 할 때, 1.22λ/N.A.가 된다.
광 반도체 소자(7)는, 도2에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(1)상에, 발광부로서 기판면에 따르는 방향으로 또한 예를 들면 광 디스크(2)의 접선 방향(T)에 평행한 공진기 길이 방향을 가지는 반도체 레이저(LD), 및 이 반도체 레이저(LD)의 한 쪽 출사 단부면에 대향하는 사면으로서 설치되고 반도체 레이저(LD)에서의 출사광(LF)을 반사하는 반사면(M)이 형성되고, 수광부로서 2개의 포토 다이오드(PD1, PD2)로 이루어지는 광 검출 소자가 형성되어 이루어진다.
또한, 광 반도체 소자(7) 상면에 있어서, 도3에 평면도로 도시한 바와 같이, 그 복귀광(LR)의 광 회절 한계 내의 영역에, 상술한 수광부를 구성하는 2개의 포토 다이오드(PD1, PD2)가 형성되어 있다.
이들 포토 다이오드(PD1, PD2)는, 접선 방향(T)의 분할선으로 2개로 분할되어 있다.
또한, 광 반도체 소자(7)는, 광 디스크(2)의 피트열의 방향, 즉 디스크의 접선 방향(T)과 반도체 레이저(LD)의 스트라이프의 방향이 일치하도록 배치되어 있다.
여기서, 예를 들면 반도체 레이저(LD)의 파장을 780nm로 하는 경우에는, 반도체 기판(1)을 GaAs에 의해 구성한다. 그리고, 반사면(M)을 {111}결정면에 의해 형성하면, 기판면에 대하여 54.7°의 각도의 반사면으로 되어 있다.
이 광 반도체 소자(7)는, 웨이퍼 상에 복수의 광 반도체 소자(7)를 동시에 형성하는 소위 웨이퍼 배치 프로세스에 의해, 일련의 반도체 제조 공정으로 제조할 수 있다.
그리고, 광 반도체 소자(7)를 반도체 제조 공정에서 형성함으로써, 조정이 간소하고, 또한 경시 변화가 적은, 공통 초점 광학계의 이점을 살린 예를 들면 광학 픽업 등의 광학 장치(10)를 구성할 수 있다.
또한, 반사면(M)의 형성은, 편평 상태로 형성하는 것이 가능이기 때문에 용이하게 형성할 수 있다.
그리고, 이 광학 장치(10)에 있어서, 반사면(M)에 의해 반사된 출사광(LF)은, 대물 렌즈(3)에 의해 광 디스크(2)에 수렴 조사되고, 이 출사광(LF)이 광 디스크(2)로 반사된 복귀광(LR)이 대물 렌즈(3)에 의해서 다시 수렴되어 광 반도체 소자(7)를 향한다.
또, 도2에 도시한 바와 같이, 복귀광(LR)은 광 반도체 소자(7)의 반사면(M)의 주위에 초점(공통 초점)을 맺음, 이 공통 초점 근방에 형성된 2개의 포토 다이오드(PD1, PD2)에 있어서 수광 검출된다.
그리고, 2개의 포토 다이오드(PD1, PD2)가 복귀광(LR)의 광 회절 한계 내에 형성되어 있으므로, 공간적으로 대역 제한이 가해진다.
상술한 광 회절 한계 내에 2개의 포토 다이오드(PD1, PD2)를 형성하는 것은, 구체적으로는 2개의 포토 디텍터의 면적 범위가 대략 기존 디스크 사이즈에 대응하는 원 내로 수습되도록 함으로써 실현된다.
여기서 기존 디스크 사이즈란 이하의 식으로 나타내는 광 디스크상의 직경 Φ인 원에 대응하는 복귀광의 사이즈이다.
Φ = 1.22 ×λ/NA
이 공간적인 대역 제한은, 광 회절 한계밖의 영역에서는 0차 회절광이 ±1차 회절광과 비교하여 극단적으로 감소하여 고 파장 성분 등이 생김에 따른 신호에의 악영향을 한꺼번에 제거하는 역할을 하고, 특히 렌즈 시프트가 생긴 경우에 효과적이다.
그리고, 2분할포토 다이오드(PD1, PD2)가 공통 초점 위치 근방에 있기 때문에, 렌즈 시프트가 발생하는 경우라도, 원리적으로 검출 신호의 변화가 매우 작게 억제된다.
그러나, 상술된 바와 같이 공통 초점 위치 근방에 배치된 2분할 포토 다이오드(PD1, PD2)에 있어서의 푸시 풀 신호, 즉 CPP 신호는, 초점 심도 내의 포커스 방향의 어긋남이나, 피트 깊이 등 디스크의 파라메터에 영향을 받기 쉽다고 하는 결점을 가지고 있다.
여기서, 광 디스크(2) 상에 기록 신호로서 형성되어 있는 피트 혹은 그에 준하는 것으로부터, 공통 초점 위치 근방에 배치된 2분할 포토 다이오드(PD1, PD2) 상에서 검출되는 푸시 풀 신호를 살펴본다.
기본적인 신호 검출 기구는, 전술한 먼저 제안한 광학 장치에 준한다.
먼저 제안한 광학 장치에서는, 공통 초점 위치에 반도체 구조를 배치하고, 이 반도체 구조로 복귀광을 반사시켜, 공통 초점 위치로부터 수십 내지 100㎛ 정도 떨어진 포토 다이오드까지 전파시켜 수광 검출을 하고 있었다.
이에 반하여, 본 실시 형태의 광학 장치(10)에서는, 공통 초점 위치 근방에 배치된 2분할 포토 다이오드로 복귀광(LR)을 수광 검출한다.
2분할 포토 다이오드(PD1, PD2) 사이에서의 검출 신호의 뺄셈으로 얻어지는 빼기 신호의 성분은, 본 실시 형태의 경우도 먼저 제안한 광학 장치의 구성의 경우도, 거의 마찬가지이며, 진폭 등이 약간 다른 데 불과하다.
이것은, 피트로부터의 각 회절광의 중복 정도가 서로 다른 한편, 구성 요소가 되는 각 회절광의 성분이 동일한 것에 기인한다.
그래서, 본 실시 형태의 광학 장치(10)에 있어서는, 2분할 포토 다이오드(PD1, PD2)의 크기를, 예를 들면 상술한 방법 등에 의해, 광 회절 한계 내에 공간적으로 제한함으로써, 불필요한 신호를 제거한다.
또, 본 실시 형태의 광학 장치(10)에 있어서는, 광 디스크(2)의 피트 에지에 있어서의 복귀광(LR)을 이용하여 트래킹 에러 신호를 수광 검출한다.
여기서, 피트 에지란 2치화된 디지탈 신호를 광학 기록 매체 상에 마크 또는 스페이스로서 기록한 경우, 마크로부터 스페이스 또는 스페이스에서 마크로 변화하는 변화점을 말한다.
그리고, 포토 다이오드(PD1, PD2)에 복귀광(LR)이 조사됨으로써, 이들 포토 다이오드(PD1, PD2)로부터 얻어지는 신호에 대하여 후술하는 바와 같이 연산을 하여, 트래킹 에러 신호 및RF(고조파) 신호 등의 각종 신호가 각각 생성된다.
즉, 이 광학 장치(10)에 있어서의 트래킹 에러 신호의 생성은, 트래킹 에러 신호를STE, 포토 다이오드(PD1, PD2)의 수광량을 각각 IPD1, IPD2라 하고, 예를 들면 이하의 수학식 2에 의해 실현된다.
STE=(IPD1-IPD2)※edge1(혹은 ※edge2)
또한, 수학식 2의 ※edge1 및 ※edge2는, 각각 수직 상승 및 하강의 피트 에지에서의 검출을 도시한다.
후술하는 바와 같이, 수직 상승의 피트 에지 혹은 하강의 피트 에지 중 어느 한 쪽에 있어서의 검출을 이용함으로써, 양호한 트래킹 에러 신호가 얻어진다.
여기서, 도4를 이용하여 피트 에지에 있어서의 검출에 관해서 설명한다.
도4a는 수직 상승의 피트 에지(1), 도4b는 하강의 피트 에지(2)에 있어서의 검출 위치를 각각 도시한다. 도면 중 상하 화살표는 기록 매체의 이동 방향, 수평의 화살표는 검출 방향을 도시한다.
빔 스폿(S)이 이동함으로써, 각 피트 에지(1 혹은 2)에 있어서의 검출을 할 수 있다.
상기한 수학식 2의 연산을 함으로써, 즉 수직 상승 혹은 하강 중 어느 한 쪽 피트 에지에 의한 복귀광(LR)을 수광하여 수학식 2의 연산을 함으로써, 후술하는 바와 같이 트래킹 에러 신호(STE)는 래디얼 방향(R)의 렌즈 시프트에 대하여 충분한 마진을 가진다.
또한, RF 신호는 2개의 포토 다이오드(PD1, PD2)의 더하기 신호에 의해 검출할 수 있다.
또한, 포커스 에러 신호는, 예를 들면 복귀광(LR)을 도중에서 분리하여 수광 검출함으로써, 공지의 검출 방법을 이용하여 검출할 수 있다.
또한, 피트 에지의 검지에는, 예를 들면 종래 이용되고 있는 위상차 검출법 등의 방법을 이용할 수 있다.
또한, 2분할 포토 다이오드(PD1, PD2)를 공간적으로 제한했기 때문에, 상술한 바와 같이 여분의 회절광을 수광하지 않기 때문에, 트래킹 에러 신호는 하강, 또는 수직 상승 중 어느 피트 에지에 있어서의 복귀광을 검출하는 것만으로 양호한 트래킹 에러 신호가 얻어진다.
2분할 포토 다이오드(PD1, PD2)가, 도3의 평면도에 도시한 바와 같이 복귀광(LR)의 광축에 대하여 접선 방향(T)의 한 쪽(도면 중 우측)으로 치우쳐 형성되어 있기 때문에, 수직 상승 피트 에지 혹은 하강의 피트 에지 중 어느 한 쪽이 양호한 트래킹 에러 신호가 얻는 데 보다 적합한 일도 있지만, 기본적으로는 어느쪽의 피트 에지를 사용하더라도 트래킹 에러는 검출 가능하다.
광학 장치(10)의 설계 조건 등에 따라서, 어느 쪽 피트 에지로 신호 검출을 하는가를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 광학 장치(10)에 있어서는, 2분할 포토 다이오드(PD1, PD2)가 복귀광(LR)의 회절 한계 영역 내에 형성되어 있기 때문에, 회절 한계 영역의 밖에 나타나는 렌즈 시프트가 생긴 경우의 트래킹 에러 신호에 있어서의 오프셋(피트 깊이 λ/4n 이외의 경우에 발생한다)을 제거하여, 트래킹 에러 신호에의 렌즈 시프트의 영향을 매우 작게 할 수 있다.
또한, 2분할 포토 다이오드(PD1, PD2)가, 광 디스크(2)의 피트 에지에 의한 복귀광(LR)을 수광함으로써 트래킹 에러 신호를 검출하도록 했기 때문에, 트래킹 에러 신호 그 자체를 강조하는 작용이 얻어지고, 이에 따라 초점 심도 내에서의 포커스의 상태에 의한CPP 신호에의 영향을 상대적으로 작게 할 수 있다. 이 때문에, CPP 신호에서 나타난 디포커스에 의한 영향(도13 참조)을 저하시킬 수 있고, 이에 따라 양호한 트래킹 에러 신호가 얻어진다.
구체적으로는, 트래킹 에러 신호는 도2에 도시한 바와 같이 PD1 신호와 PD2 신호의 더하기 신호인 RF 신호를 2치화하고, 그 후 수직 상승 에지 또는 하강 에지에서 PD1 신호와 PD2 신호의 빼기 신호를 샘플링함으로써 얻어진다.
또 이와 같이 하여 얻어진 트래킹 에러 신호는 액튜에이터 코일을 구동하기 위한 전력 증폭기(Power amplifier)를 경유하여 상기 액튜에이터 코일에 인가되고, 트래킹 방향에의 서보를 행함으로써 광 기록 매체의 재생 장치가 실현 가능해진다.
또한, 전력 증폭기는 액튜에이터의 특성에 따라서 위상 보상 회로를 설치하더라도 좋다.
다음에, 본 발명의 광학 장치의 유효성을 구체적으로 도시하기 위해 도1 내지 도3에 도시한 광학 장치(10)에 관해서, 구체적으로 트래킹 에러 신호의 계산을 행하였다.
우선, 피트의 깊이가 λ/4n인 광 디스크에 대하여, 래디얼 방향의 렌즈 시프트 특성, 포커스 의존, 듀티 의존의 각 특성을 고려한 트래킹 에러 신호의 계산 결과를 도5a 내지 도5c에 도시한다.
도5a는 디스크의 래디얼 방향(R)의 렌즈 시프트(LS) 에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하고, 도5b는 디스크 피트의 듀티가 65%인 때의 초점 심도 내 정도의 포커스의 어긋남(이하 디포커스라 한다)에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시하고, 도5c는 디스크 피트의 듀티를 변경하는 것에 의한 트래킹 에러 신호의 변화를 도시한다.
도5a 내지 도5c는, 모두 수직 상승의 피트 에지 부근에 있어서, 그 변조도가 가장 좋아지는 위치에서 검출한 경우의 계산 결과를 도시하고 있다.
마찬가지로, 피트의 깊이가 λ/6n의 광 디스크에 대한 계산 결과를 도6a, 도6b, 도6c)에, 피트의 깊이가 λ/8n의 광 디스크에 대한 계산 결과를 도7a, 도7b, 도7c) 에 각각 도시한다.
도5a 내지 도7c로부터, 어느 쪽 피트 깊이의 광 디스크에 대하여도, 디스크의 래디얼 방향의 렌즈 시프트나 디포커스가 있더라도, 트래킹 에러 신호에의 영향이 적고, 양호한 S자 형상의 트래킹 에러 신호가 얻어짐을 알 수 있다.
또한, 디스크의 듀티의 값에 상관 없이, 양호한 트래킹 에러 신호가 얻어짐을 알 수 있다.
또한, 피트 깊이가 λ/4n 가 아닌 경우에는, 디포커스의 부호에 의해 트래킹 에러 신호의 기울기가 좌우되고, 디포커스가 열십자 방향으로 될수록 트래킹 에러 신호의 기울기가 커짐을 알 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이 트래킹 에러 신호를 어느 쪽 피트 깊이의 디스크에도 대응하여 검출할 수 있기 때문에, 같은 광학계를 반도체 레이저(LD)에 적색 재료를 이용한 광학 장치에 적용 하면, 예를 들면 DVD-ROM 및 DVD-RAM 공통의 광학 픽업 장치로서 이용할 수 있다.
상술한 본 실시 형태의 광학 장치(10)에 따르면, 트래킹 에러 신호의 검출에 특징을 가지는 것에 의해, 하기의 이점을 가진다
(1) 모든 피트 깊이 또는 그루브 깊이의 광 디스크에 대하여, 트래킹 서보를 걸 수 있다.
(2) 공통 초점 광학계를 이용함으로써, 모든 피트 깊이 또는 그루브 깊이의 광 디스크에 대하여, 트래킹 에러 신호가 렌즈 시프트나 광학계의 파라메터 변화에 강하게 된다.
(3) 트래킹 에러 신호의 검출을 위해 부가하는 광학 부품이 없기 때문에, 부품 갯수를 삭감한 간소한 광학계를 구성할 수 있다. 따라서, 조립 공정 및 조정 공정의 간소화를 도모할 수 있다.
(4) 부품 갯수의 삭감 및 공정의 간소화에 의해 제조 비용이 저감될 수 있다.
(5) 부가하는 광학 부품이 없고 광학적 손실이 적어지기 때문에, 저 소비 전력화가 가능하다.
(6) 소형 경량화가 실현 가능하고, 이것에 의한 응답 속도의 향상이 도모된다.
(7) 종래의 소비 전력으로, 보다 고속인 선속도를 가지는 광 디스크의 기록 재생이 가능하게 된다.
(8) 동일한 반도체 기체에 반도체 레이저, 광 검출 소자를 형성하므로, 조립 후의 경시 변화가 적다.
또, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광학 기록 매체를 피트를 가지는 광 디스크(2)로서 설명했지만, 그 밖의 피트에 준하는 기록용 영역을 가지는 광학 기록 매체를 이용하는 광학 장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
예를 들면, 디지털화한 2치 상태를 나타내는 마크 또는 스페이스의 기록에 있어서, 상 변화 기록을 이용하는 상변화형 광 디스크를 이용한 광학 장치에 있어서는, 상 변화에 의해 정보의 기록이 이루어질 수 있었던 영역의 단부를, 상술한 피트 에지에 상당하는 것으로 하여 이 단부에 의해서 생기는 복귀광을 광 검출 소자로 수광 검출하여 트래킹 에러 신호를 얻도록 구성한다.
즉 발광부로부터 출사한 빛에 대한 반사율이 변화하는, 광학 기록 매체의 정보의 기록이 이루어질 수 있었던 영역의 경계 부근(단부)에 의해서 생기는 복귀광을 이용하도록 하면 좋다.
본 발명의 광학 장치는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 기타 여러 가지 구성을 취할 수 있다.
상술한 본 발명에 의한 광학 장치에 따르면, 광 검출 소자가 공통 초점 위치 근방의 복귀광의 수렴 한계 이내의 위치에 배치 형성되어 있기 때문에, 수광되는 복귀광이 대역 제한되어 있으므로, 렌즈 시프트 등에 의해 생기는 여분의 회절광을 수광하지 않기 때문에, 트래킹 에러 신호에 대한 대물 렌즈 등 수렴 수단의 변동의 영향을 작게 할 수 있다.
그리고, 정보의 기록이 이루어질 수 있었던 피트 혹은 영역의 단부에 의해서 생기는 복귀광을 수광 검출하여 트래킹 에러 신호를 검출함으로써, 디포커스 등에 대하여 영향을 받기 어려운 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 광학 장치에 의해, 안정된 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있다.
또한, 모든 피트 깊이 또는 그루브 깊이의 광학 기록 매체에 대하여, 트래킹 에러 신호의 검출을 할 수 있다.
그리고, 광 검출 소자로 트래킹 에러 신호를 검출함으로써 신호의 검출을 위해 부가하는 광학 부품이 없기 때문에, 부품 갯수를 삭감한 간소한 광학계를 구성할 수 있다. 이 때문에, 조정 공정의 간소화를 실현할 수 있다.
이에 따라, 광학 장치의 저 제조 비용화를 도모할 수 있고, 또 광량의 손실이 저감되어 저 소비 전력화가 도모된다.
또한, 공통 초점 광학계를 채용한 경우에는, 발광부 및 광 검출 소자를 동일 반도체 기체에 형성하기 때문에, 부품 갯수를 저감하여 광학 장치를 소형 경량화할 수 있고, 또 응답 속도의 향상도 이루어질 수 있어, 광학 장치의 조립 후의 경시 변화를 적게 할 수 있다.
공통 초점 광학계를 채용한 경우에는, 반도체 프로세스의 공정으로 형성할 수 있기 때문에, 재현성이 높고, 수율 좋게 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 반도체 레이저와,
    상기 반도체 레이저로부터 출사되는 출사광을 광 디스크에 안내하는 반사 수단과,
    상기 반사 수단에서 반사된 출사광을 상기 광 디스크에 집광하는 대물 렌즈와,
    상기 광 디스크로부터의 기존 디스크 사이즈 내의 복귀광 만을 수광하는 적어도2개에 분할된 수광 수단과,
    상기 광 디스크 상의 마크 또는 스페이스의 적어도 한 쪽 단부로부터의 반사광의 상기 수광 수단에 있어서의 수광 결과를 기초로 하여 트래킹 에러 신호를 생성하는 트래킹 에러 신호 생성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 레이저와 상기 반사 수단과 상기 수광 수단이 동일 반도체 기체에 형성된 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마크 또는 스페이스가 피트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마크 또는 스페이스가 상 변화에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광학 픽업.
  5. 마크 또는 스페이스가 매체 상에 형성된 광 디스크 매체로부터 신호를 재생하는 장치에 있어서,
    반도체 레이저와,
    상기 반도체 레이저로부터 출사되는 출사광을 광 디스크에 안내하는 반사 수단과,
    상기 반사 수단으로써 반사된 출사광을 상기 광 디스크에 집광하는 대물 렌즈와,
    상기 광 디스크로부터의 기존 디스크 사이즈 내의 복귀광 만을 수광하는 적어도 2개로 분할된 수광 수단과,
    상기 광 디스크 상의 마크 또는 스페이스의 적어도 한 쪽 단부로부터의 반사광의 상기 수광 수단에 있어서의 수광 결과를 기초로 하여 트래킹 에러 신호를 생성하는 트래킹 에러 신호 생성 수단과,
    상기 트래킹 에러 신호를 기초로 하여, 상기 대물 렌즈를 트래킹 방향으로 구동하는 구동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 재생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마크 또는 스페이스가 피트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광학 재생 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 마크 또는 스페이스가 상 변화에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광학 재생 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 트래킹 에러 신호 생성 수단은,
    복귀광을 수광하는 적어도2의 수광 수단과,
    상기 2개의 수광 수단으로부터의 빼기 신호를 검출하는 빼기 신호 검출 수단과,
    상기 2개의 수광 수단으로부터의 더하기 신호를 검출하는 더하기 신호 검출 수단과,
    상기 더하기 신호로부터 2치화 신호를 얻는 2치화 수단과,
    상기 2치화 신호로부터 그 수직 상승 신호 또는 하강 신호의 에지를 검출하는 에지 검출 수단과,
    상기 에지의 검출 타이밍을 기초로 하여 상기 빼기 신호를 샘플 홀드하는 샘플 홀드 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 재생 장치.
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100408401B1 (ko) * 2001-02-23 2003-12-06 삼성전자주식회사 광 기록/재생기기 및 트랙킹 에러신호 검출방법
US7272103B2 (en) 2003-01-07 2007-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser power monitor device, optical pickup including the same, and optical recording and/or reproducing apparatus including the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5873023A (ja) * 1981-10-27 1983-05-02 Pioneer Electronic Corp 情報読取装置におけるトラツキングサ−ボ信号発生装置
JPH08235608A (ja) * 1995-02-23 1996-09-13 Sony Corp 光学装置
JPH0954975A (ja) * 1995-08-07 1997-02-25 Sony Corp 光学装置
JP3694943B2 (ja) * 1995-12-11 2005-09-14 ソニー株式会社 光学装置及び光学ピックアップ
JPH1064084A (ja) * 1996-08-19 1998-03-06 Sony Corp 光学装置
JPH10302301A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Sony Corp 光学装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100408401B1 (ko) * 2001-02-23 2003-12-06 삼성전자주식회사 광 기록/재생기기 및 트랙킹 에러신호 검출방법
US7272103B2 (en) 2003-01-07 2007-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser power monitor device, optical pickup including the same, and optical recording and/or reproducing apparatus including the same

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