KR20060047397A - 광디스크 장치, 광학 소자 및 광학 소자의 제조 방법 - Google Patents

광디스크 장치, 광학 소자 및 광학 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR20060047397A
KR20060047397A KR1020050033455A KR20050033455A KR20060047397A KR 20060047397 A KR20060047397 A KR 20060047397A KR 1020050033455 A KR1020050033455 A KR 1020050033455A KR 20050033455 A KR20050033455 A KR 20050033455A KR 20060047397 A KR20060047397 A KR 20060047397A
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세이지 니시와키
가즈오 모모오
쥰이치 아사다
겐지 오타니
유스케 간다
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

큰 복굴절을 갖는 광디스크 기재에 대해서도, 검출 광량이 영(zero)으로 되지 않고, 신호의 판독 오류나 광디스크의 제어가 적확하게 행하여지는 광디스크 장치를 제공한다.
본 발명의 광디스크 장치는, 광을 방사하는 광원, 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, 광디스크에서 반사된 광을 회절하는 편광성 광분기기, 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및 광디스크와 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판을 구비한다. 파장판은 동일한 입사 직선 편광에 발생시키는 복굴절 위상차가 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역을 구비하며, 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 복수의 복굴절 영역은 광의 입사 위치에 따라 서로 다른 위상차를 상기 광에 발생시킨다.

Description

광디스크 장치, 광학 소자 및 광학 소자의 제조 방법{OPTICAL DISK APPARATUS, OPTICAL ELEMENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENT}
도 1a는 본 발명의 광디스크 장치에 있어서의 일 실시예의 주요부 구성도,
도 1b는 광원부의 측면도,
도 2a는 동 실시예의 검출면의 구성도,
도 2b는 동 실시예의 홀로그램면의 구성도,
도 3a는 동 실시예에 있어서의 분포형 파장판의 평면도,
도 3b는 동 단면 구성도,
도 4a는 동 실시예에 있어서의 분포형 파장판에 의한 왕로(往路)의 복굴절 대책 원리를 도시한 도면,
도 4b는 동 귀로(復路)의 복굴절 원리를 나타내는 도면,
도 4c는 동 귀로의 서로 다른 복굴절 원리를 나타내는 도면,
도 5a는 본 발명의 광디스크 장치에 있어서의 다른 실시예의 주요부 구성도,
도 5b는 광원부의 측면도,
도 6은 동 실시예에 있어서의 편광 홀로그램 기판의 홀로그램면의 구성도,
도 7a는 동 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성도와 그 위의 광 분포의 모양을 나타내는 설명도로서, 제 1 발광점을 출사하는 제 1 레이저광에 대한 복귀광 의 광 스포트의 모양을 설명하는 도면,
도 7b는 동 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성도와 그 위의 광 분포의 모양을 나타내는 설명도로서, 제 2 발광점을 출사하는 제 2 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 설명하는 도면,
도 8은 본 발명의 광디스크 장치에 있어서의 다른 실시예에 적용하는 편광 홀로그램 기판의 홀로그램면의 구성도,
도 9a는 동 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성도와 그 위의 광 분포의 모양을 나타내는 설명도로서, 제 1 발광점을 출사하는 제 1 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 설명하는 도면,
도 9b는 동 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성도와 그 위의 광 분포의 모양을 나타내는 설명도로서, 제 2 발광점을 출사하는 제 2 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 광디스크 장치에 있어서의 다른 실시예에 적용하는 편광 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면의 구성도,
도 11a는 동 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성도와 그 위의 광 분포의 모양을 나타내는 설명도로서, 제 1 발광점을 출사하는 제 1 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 설명하는 도면,
도 11b는 동 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성도와 그 위의 광 분포의 모양을 나타내는 설명도로서, 제 2 발광점을 출사하는 제 2 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 설명하는 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 광 픽업의 주요부 구성도,
도 13a는 동 실시예에 있어서의 파장판의 평면도,
도 13b는 동 파장판을 포함하는 픽업의 부분 측면도,
도 13c는 동 파장판에 의한 편광 상태의 변화의 모양을 도시하는 도면,
도 14a는 본 발명의 파장판의 다른 실시예의 평면도,
도 14b는 본 발명의 파장판의 다른 실시예의 평면도,
도 14c는 본 발명의 또 다른 파장판의 평면도,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 광 픽업의 주요부 구성도,
도 16a는 종래의 광학 소자 및 이것을 통과하는 파장 λ1의 광의 거동(擧動)을 도시하는 도면,
도 16b는 동 광학 소자 및 이것을 통과하는 파장 λ2의 광의 거동을 도시하는 도면,
도 17a는 본 발명의 다른 실시예의 광학 소자의 평면도와 측면도,
도 17b는 본 발명의 다른 실시예의 광학 소자의 평면도와 측면도,
도 18a~도 18d는 본 발명에 있어서의 분포 파장판의 제작 방법의 실시예를 나타내는 도면,
도 19a는 종래의 광디스크 장치에 있어서의 주요부 구성도,
도 19b는 광원부의 측면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 광원 2 : 편광성 홀로그램 기판
2a : 홀로그램면 3 : 분포형 파장판
4 : 콜리메이트 렌즈 5 : 대물 렌즈
6 : 광디스크 기재 6a : 광디스크 신호면
7 : 광축 8 : 1차 회절광
8' : 1차 회절광 9 : 광 검출 기판
9a : 광 검출면 10 : 반사 미러
101 : 레이저 광원 103 : 편광 빔 스플리터
104 : 콜리메이트 렌즈 105 : 분포 파장판
106 : 대물 렌즈 145 : 편광 홀로그램
163a, 163b : 액정 배향막
본 발명은 광디스크에 데이터를 기록하고, 및/또는, 광디스크로부터 데이터를 판독할 수 있는 광디스크 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 광디스크 장치에 적합하게 이용되는 광학 소자 및 그 제조 방법에도 관한 것이다.
광디스크 장치는 광디스크를 회전시켜 모터, 광빔으로 광디스크를 조사하는 광 픽업, 및 기록/재생 데이터를 처리하는 신호 처리부 등을 구비하고 있다. 이 중, 광 픽업은, 기억 밀도를 높이기 위해서 가장 중요한 부품의 하나이고, 광빔을 생성하는 광원과, 광빔을 광디스크의 기록면에 수속시키는 렌즈와, 광디스크에서 반사된 광(재생광 또는 신호광)을 검출하여 전기 신호로 변환하는 광 검출기를 구비하고 있다.
공지의 광디스크 장치는, 예컨대 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
이하, 도 19a 및 도 19b를 참조하면서, 특허문헌1에 개시되어 있는 종래의 광 픽업의 구성을 설명한다.
도 19a는 종래의 광디스크 장치에 있어서의 광 픽업의 구성을 나타내고 있으며, 도 19b는 그 광원(1)과 그 주변을 나타내고 있다.
이 광 픽업은, 도 19a에 나타내는 바와 같이, 반도체 레이저 등의 광원(1)을 탑재하는 광 검출 기판(9)과 광학계를 구비하고 있다. 광학계는 광축(7) 상에 배치된 콜리메이트 렌즈(4), 편광성 홀로그램 기판(2), 1/4파장판(3) 및 대물 렌즈(5)를 갖고 있다. 1/4파장판(3)은 편광성 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면(2a)과 동일한 기판 상에 형성되고, 대물 렌즈(6)와 일체적으로 이동한다.
광 검출 기판(9)의 표면은, 포토다이오드 등의 복수의 수광부가 형성되어 있는 검출면(9a)의 영역과, 광원(1)이 탑재된 영역을 포함하고 있다. 광 검출기 기판(9)의 표면에는, 도 19b에 도시하는 바와 같이, 반사 미러(10)가 형성되어 있고, 이 반사 미러(10)는 광원(1)으로부터 방사된 광을 광 검출 기판(9)의 표면에 대략 수직인 방향으로 반사한다.
광원(1)으로부터 방사된 레이저광은, 광 검출 기판(9)의 반사 미러(10)에서 반사된 후, 콜리메이트 렌즈(4)에서 평행광으로 변환된다. 평행광은 P파의 상태로 편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한다. 편광성 홀로그램 기판(2)은 P파를 회절하지 않고, S파를 회절하는 성질을 갖고 있다. 입사광이 S파인 경우, 편광성 홀로그램 기판(2)의 회절 효율은, 예컨대, 0차 광이 0% 정도, ±1차 광이 각각 41% 정도이다.
편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한 광은 1/4파장판(3')에 의해 직선 편광(P파)으로부터 원 편광으로 변환된다. 이 원 편광은 대물 렌즈(5)에 의해서 광디스크 기재(6)의 신호면(6a) 상에 수속된다. 1/4파장판(3')은 홀로그램면(2a)과 동일한 기판 상에 구성되고, 대물 렌즈(6)와 일체적으로 이동한다.
광디스크 기재(6)의 신호면(6a)에서 반사된 광(신호광)은 왕로(往路)와는 반대 방향으로 전파된다. 이 광(신호광)은 대물 렌즈(5)를 통해 1/4파장판(3')에 입사된다. 1/4파장판(3')을 투과한 광은 원 편광으로부터 직선 편광(S파)으로 변환된다. S파는 편광성 홀로그램 기판(2) 내의 홀로그램면(2a)에 입사하여 회절된다. 회절에 의해, 광축(7)을 대칭축으로 하는 1차 회절광(8) 및 -1차 회절광(8')이 형성된다. 회절광(8, 8') 각각은 콜리메이트 렌즈(4)를 경유하여 검출기(9) 상의 검출면(9a)에 수속된다. 검출면(9a)은 콜리메이트 렌즈(4)의 초(焦)평면 위치(광원(1)의 가상 발광점 위치)에 대략 배치되어 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 제 2000-132848 호 공보
일반적인 광디스크 시스템은 광디스크 기재(6)가 복굴절성을 갖고 있지 않은 것을 전제로 설계되고 있다. 그러나, 실제로는, 일부의 조악(粗惡)한 광디스크 기재(6)에 큰 복굴절이 존재하고 있어, 이것에 기인하여 이하에 설명하는 문제가 발생한다.
광원(1)으로부터 방사되는 레이저의 파장을 λ라고 할 때, 광디스크 기재(6)가 갖는 복굴절성에 의해 왕복으로 λ/2를 초과하는 복굴성 위상차(리타테이션 : 위상 지연)가 발생하는 경우가 있다. λ/2는, 각도로 환산하면, 180°이다. 이하, 복굴절 위상차는 각도 단위로 표현하는 것으로 한다.
여기서는, 광디스크 기재(6)에 의한 복굴절 위상차가 왕복으로 180°라고 가정한다. 이 경우, 1/4파장판(3')의 왕복의 복굴절 위상차(180°)와 합치면, 360°의 복굴절 위상차가 발생하게 된다. 그 결과, 편광성 홀로그램 기판(2)에 입사하는 신호광의 편광 상태는 S파가 아니라 P파로 된다. 편광성 홀로그램 기판(2)은 P파를 회절하지 않는 성질을 갖고 있기 때문에, P파의 귀로광(復路光)은 회절되지 않는다. 이것은, 도 19에 나타내는 회절광(8, 8')의 광전이 영으로 되는 것을 의미한다. 따라서, 신호면(6a)에서 반사된 신호광을 광 검출기(9)가 수취할 수도 없어, 신호가 판독되지 않을 뿐만 아니라, 포커싱이나 트랙킥 등의 제어도 불가능하게 된다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 행해진 것으로서, 그 주된 목적은, 큰 복굴절을 갖는 광디스크 기재에 대해서도, 검출 광량이 영으로 되지 않고, 신호 의 판독 오류나 광디스크의 제어가 적확하게 행하여지는 광디스크 장치를 제공하는 것에 있다.
광디스크 장치는, 광을 방사하는 광원, 상기 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, 상기 광디스크에서 반사된 상기 광을 회절하는 편광성 광분기기(polarized beam diffraction element), 상기 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및 상기 광디스크와 상기 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판(wave length plate)를 구비하는 광디스크 장치로서, 상기 파장판은, 복굴절 위상차 및 광학 축(optic axis)의 적어도 한쪽이 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역(birefringent regions)을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 편광 상태를 입사광에 발생시킨다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 파장판에 있어서의 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 방향의 광학 축을 갖고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원으로부터 방사되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 제 1 영역의 복굴절 위상차가 λ/4+α, 상기 제 2 영역의 복굴절 위상차가 λ/4-α이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원으로부터 방사되는 광의 파장을 λ이라고 할 때, 상기 제 1 영역의 복굴절 위상차가 λ/4+α, 상기 제 2 영역의 복굴절 위상차가 -3λ/4-α이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 α가 -λ/8<α<λ/8의 범위 내에 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 각각 직사각형의 형상을 갖고 있으며, 상기 파장판 내에서 교대로 배치되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원은, 파장 λ1의 제 1 레이저광과, 파장 λ2의 제 2 레이저광(λ2>λ1)을 방사할 수 있다.
본 발명에 따른 광디스크 장치는, 파장 λ1의 광 및 파장 λ2의 광(λ1은 λ2와 상이함)을 방사하는 광원, 상기 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, 상기 광디스크에서 반사된 상기 광을 회절하는 편광성 광분기기, 상기 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및 상기 광디스크와 상기 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판을 구비한 광디스크 장치로서, 상기 광분기기 상에 있고, 상기 광디스크의 직경 방향에 직교하며, 상기 대물 렌즈의 광축과 교차하는 직선을 L이라고 할 때, 상기 광분기기는, 적어도 영역 a1, 영역 a2, 영역 a3, 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3을 포함하고, 상기 영역 a1, 상기 영역 a2, 상기 영역 a3은 상기 직선 L에 대해서 상기 광분기기 상의 동일한 측에 있고, 상기 영역 A1, 상기 영역 A2, 상기 영역 A3은 상기 직선 L에 대해서 각각 상기 영역 a1, 상기 a2, 상기 a3의 거의 대칭 영역에 상당하고, 상기 광 검출기는, 적어도 2개의 영역 b 및 영역 B으로 구분되며, 파장 λ1의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 a3, 상기 영역 a1, 상기 영역 A2에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b에 투사되고, 상기 영역 A3, 상기 영역 A1, 상기 영역 a2에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B에 투사되며, 파장 λ2의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 a3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B에 투사되고, 상기 영역 A3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b에 투사되며, 상기 영역 b와 상기 영역 B의 각 검출 신호의 차분에 의해 상기 광디스크의 트랙킹 에러 신호 또는 상기 트랙킹 에러 신호를 보정하는 보정 신호를 생성한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 광 검출기는 적어도 2개의 영역 b', B'으로 더 구분되고, 제 1 광원의 광 및 제 2 광원의 광에 대하여, 상기 광분기기의 영역 a3, a1, a2에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생해서 상기 광 검출기 상의 영역 b'에 투사되고, 영역 A3, A1, A2에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 영역 B'에 투사되며, 영역 b'과 B'의 각 검출 신호의 차분에 의해 차분 신호를 생성해서, 상기 보정 신호에 적절한 계수값을 곱하여 해당 차분 신호를 가산하는 것에 의해, 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 생성한다.
본 발명에 따른 또 다른 광디스크 장치는, 파장 λ1의 광 및 파장 λ2의 광(λ1≒λ2)을 방사하는 광원, 상기 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, 상기 광디스크에서 반사된 상기 광을 회절하는 편광성 광분기기, 상기 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및 상기 광디스크와 상기 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판을 구비한 광디스크 장치로서, 상기 광분기기 상에 있고, 상기 광디스크의 직경 방향에 직교하며, 상기 대물 렌즈의 광축과 교차하는 직선을 L이라고 할 때, 상기 광분기기는 적어도 8개의 영역 a1, 영역 a2, 영역 a3, 영역 a4, 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3, 영역 A4를 포함하며, 상기 영역 a1, 상기 영역 a2, 상기 영역 a3, 상기 영역 a4는 상기 직선 L에 대하여 동일한 측에 있고, 상기 영역 A1, 상기 영역 A2, 상기 영역 A3, 상기 영역 A4는 상기 직선 L에 대하여 각각 상기 영역 a1, 상기 영역 a2, 상기 영역 a3, 상기 영역 a4의 대략 대칭 영역에 상당하며, 상기 광 검출기는 적어도 6개의 영역 b, 영역 B, 영역 b', 영역 B', 영역 b", 영역 B"으로 구분되고, 파장 λ1의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 A2, 상기 영역 a1에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b에 투사되고, 상기 영역 a2, 상기 영역 A1에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B에 투사되며, 상기 영역 b와 상기 영역 B의 각 검출 신호의 차분에 의해 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 생성하고, 파장 λ2의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 a3, 상기 영역 a4에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b'에 투사되며, 상기 영역 A3, 상기 영역 A4에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B'에 투사되고, 상기 영역 b'과 상기 영역 B'의 각 검출 신호의 차분에 의해 차분 신호를 생성하고, 또한 상기 영역 a3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b"에 투사되며, 상기 영역 A3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B"에 투사되고, 상기 영역 b"과 상기 영역 B"의 각 검출 신호의 차분에 의해 보정 신호를 생성하고, 상기 보정 신호에 적절한 계수값을 곱하여 상기 차분 신호를 가산하는 것에 의해, 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 생성한다.
본 발명의 광학 소자는, 복굴절 위상차 및 광학 축(optic axis)의 적어도 서 로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역(birefringent regions)을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 편광 상태를 입사광에 발생시킨다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영역은 평행한 광학 축(optic axis)을 갖고, 또한, 서로 다른 리타테이션을 갖고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 방향의 광학 축(optic axis)을 갖고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영역은 광축(optical axis)에 수직인 면 내에서 교대로 배열되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영역의 형상은 각각 직사각형 형상, 격자 형상 및 고리 띠 형상 중 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 편광성 필터를 더 구비한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 편광성의 필터는 편광성 홀로그램이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 영역의 광학 축은 입사하는 광의 편광 방향에 대하여 45°+δ±α(-10°<δ<10°, 0°<α≤15°)의 방위를 갖고, 상기 제 2 영역의 광학 축은 입사하는 광의 편광 방향에 대하여 45°+δ-α의 방위를 갖는다.
바람직한 실시예에 있어서, 광학 소자를 왕복 통과하는 복수의 파장의 광 중의 적어도 하나의 광의 파장에 대하여, 상기 복수의 복굴절 영역의 평균의 라타테이션이 (2m+1)π/2(m은 정수)에 동등하게 설정되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 서로 다른 파장의 광에 대하여 동일한 리타테이션을 갖는 광대역 파장판이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수의 복굴절 영역의 일부의 광학 축은 입사하는 광의 편광 방향에 대하여 45°의 방위를 갖고 있다.
본 발명의 광 픽업은, 서로 다른 파장을 갖는 2종류 이상의 레이저광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사된 광을 광 정보 매체에 수속시키는 렌즈와, 광 정보 매체로부터 반사된 광을 받는 광 검출기를 구비하며, 상기 레이저 광원으로부터 상기 광 정보 매체로 향하는 광의 광로와, 상기 광 정보 매체로부터 상기 광 검출기로 향하는 광의 광로가 공통되는 부분에 위치하는 상기 어느 하나의 광학 소자를 더 구비하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원 및 상기 광 검출기가 일체화되어 있다.
본 발명에 따른 광학 소자의 제조 방법은, 복굴절 위상차 및 광학 축의 적어도 한쪽이 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역(birefringent regions)을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 복수의 복굴절 영역이 입사광에 상이한 편광 상태를 발생시키는 광학 소자를 제조하는 방법으로서, 기판 상에 배향 규제 방향이 서로 다른 복수의 영역을 포함하는 배향막을 형성하는 공정(a)과, 상기 배향막 상에 액정층을 형성하고, 상기 액정층의 배향 방향을 영역마다 규제하는 공정(b)을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 공정(a)은, 광 배향성을 갖는 막을 상기 배 향막으로서 상기 기판 상에 형성하는 공정(a1)과, 상기 배향막의 일부를 자외광으로 노광하여, 제 1 배향 규제 방향을 규정하는 공정(a2)과, 상기 배향막의 다른 부분을 자외광으로 노광하여, 상기 제 1 배향 규제 방향과는 다른 제 2 배향 규제 방향을 규정하는 공정(a3)을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 공정(b)은 자외선 경화제를 함유하는 액정층을 상기 배향막 상에 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 배향 규제 방향의 각각에 의해서 배향을 규제하는 공정(b1)과, 자외광을 조사하여 상기 액정층을 경화시키는 공정(b2)을 포함한다.
(실시예 1)
도 1 내지 도 4를 참조하면서, 본 실시예에 따른 광디스크 장치의 실시예 1을 설명한다.
우선, 도 1a를 참조한다. 도 1a는 본 실시예의 광디스크 장치에 있어서의 광 픽업의 주요부 구성을 나타내고 있다. 도 1b는 광원(1)과 그 주변에 관한 측면을 나타내고 있다.
본 실시예에 있어서의 광 픽업은, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 반도체 레이저 등의 광원(1)을 탑재하는 광 검출 기판(9)과, 광학계를 구비하고 있다. 광학계는, 광축(7) 상에 배치된 콜리메이트 렌즈(4), 편광성 홀로그램(polarization hologram) 기판(2), 분포형 파장판(3) 및 대물 렌즈(5)를 갖고 있다. 분포형 파장판(3)은 편광성 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면(2a)과 동일한 기판 상에 형성되고, 대물 렌즈(6)와 일체적으로 이동한다. 본 실시예에서 가장 특징적인 구성요소의 하나는 분포형 파장판(3)이다. 「분포형 파장판」이란, 서로 다른 성질을 갖고 있는 영역이 면 내에 분포하고 있는 파장판을 의미하는 것으로 한다.
광 검출 기판(9)의 표면은 포토다이오드 등의 복수의 수광부가 형성되어 있는 검출면(9a)의 영역과, 광원(1)이 탑재된 영역을 포함하고 있다. 광 검출기 기판(9)의 표면에는, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 반사 미러(10)가 형성되어 있고, 이 반사 미러(10)는 광원(1)으로부터 방사된 광을 광 검출 기판(10)의 표면에 대략 수직인 방향으로 반사한다.
광원(1)으로부터 방사된 레이저광은, 광 검출 기판(9)의 반사 미러(10)에서 반사된 후, 콜리메이트 렌즈(4)에서 평행광으로 변환된다. 평행광은 P파의 상태로 편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한다. 편광성 홀로그램 기판(2)은 P 편광을 회절하지 않고, S 편광을 회절하는 성질을 갖고 있다. 입사광이 S 편광인 경우, 편광성 홀로그램 기판(2)의 회절 효율은, 예컨대, 0차 광이 0% 정도, ±1차 광이 각각 41% 정도이다.
편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한 광은 분포형 파장판(3)에 의해 공간적으로 2종류의 편광 상태가 혼합된 광(이하, 「혼합광」이라고 부르는 경우가 있음)으로 변환된다. 분포형 파장판(3)의 구조 및 기능의 상세한 것은 후술한다. 혼합광은 대물 렌즈(5)에 의해서 광디스크 기재(6)의 신호면(6a) 상에 수속된다.
광디스크 기재(6)의 신호면(6a)에서 반사된 광(신호광)은 왕로와는 반대 방향으로 전파된다. 이 광(신호광)은 대물 렌즈(5)를 통해서 분포형 파장판(3)에 입 사된다. 분포형 파장판(3)을 투과한 광은 편광성 홀로그램 기판(2) 내의 홀로그램면(2a)에 입사하여 회절된다. 회절에 의해, 광축(7)을 대칭축으로 하는 1차 회절광(8) 및 -1차 회절광(8')이 형성된다. 회절광(8, 8') 각각은 콜리메이트 렌즈(4)를 지나서 검출기(9) 상의 검출면(9a)에 수속된다. 검출면(9a)은 콜리메이트 렌즈(4)의 초점 평면(focal plane) 위치(즉 광원(1)의 가상 발광점 위치)에 대략 배치되어 있다.
도 2a는 광 검출기(9)의 광 검출면(9a)의 구성을 나타내고, 도 2b는 편광성 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면(2a)의 구성을 나타내고 있다. 어느 도면도, 광디스크(6)측으로부터 광 검출면(9a), 홀로그램면(2a)을 관찰한 평면도이다.
도 2b를 참조하면서, 홀로그램면(2a)의 구성을 설명한다. 홀로그램면(2a)은 홀로그램면(2a)과 광축(7)이 교차하는 교점(20)에서 직교하는 2직선(X축, Y축)으로 4분할되어 있다. Y축은 광디스크 기재(6)에서의 신호면(6a)의 반경 방향 6R에 상당하고, 또한 각각의 사분면에서 X축에 따른 직사각형으로 영역(21B, 21F, 22B, 22F, 23B, 23F, 24B, 24F)으로 분할된다.
다음에, 도 2a를 참조하면서, 검출면(9a)의 구성을 설명한다. 검출면(9a)과 광축(7)이 교차하는 점을 교점(90)이라고 부라는 것으로 한다. 교점(90)을 원점으로 하는 x축 및 y축은 각각 도 2b에 나타내는 X축 및 Y축에 평행하다. 광원(1)은 x축 상에 탑재되어 있고, 그 발광점(1a)으로부터 레이저광이 방사된다.
도 2a에 도시하는 바와 같이 검출면(9a)에서는, y축의 +측으로 y축을 따른 직사각형의 포커스 검출 셀(F1a, F2a, F1b, F2b, F1c, F2c, F1d, F2d, F1e, F2e)이 배치되어 있다. y축의 -측에는, 사다리꼴 형상의 트랙킹 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)이 배치되어 있다. 이들의 검출 셀은 y축에 대하여 대칭인 형상을 갖고 있다. 또, 광원(1)의 발광점(1a)으로부터 방사된 광은 x축과 교차 지면에 직교하는 면 내를 x축과 평행하게 진행하여, 반사 미러(10)에 의해 광축 방향(점(90)을 통해 지면에 직교하는 방향)으로 반사된다.
도 2b에는, 홀로그램면(2a)에 입사하는 광의 빔 단면의 외형이 원형의 파선(80)으로 도시되어 있다. 홀로그램면(2a)에 입사한 광 중, 홀로그램면(2a)의 제 1 사분면에 위치하는 직사각형 영역(21B, 21F)에서 회절된 1차 회절광(81B, 81F)은 검출 셀(F2a, F1b)의 경계를 걸치는 광 스포트(81BS, 81FS)에 집광된다. -1차 회절광(81B', 81F')은 검출 셀(7T1)에 들어가는 광 스포트(81BS', 81FS')에 집광된다.
제 2 사분면에 위치하는 영역(22B, 22F)에서 회절된 1차 회절광(82B, 82F)은 검출 셀(F1b, F2b)의 경계를 걸치는 광 스포트(82BS, 82FS)에 집광된다. -1차 회절광(82B', 82F')은 검출 셀(7T2)에 들어가는 광 스포트(82BS', 82FS')에 집광된다.
제 3 사분면에 위치하는 영역(23B, 23F)에서 회절된 1차 회절광(83B, 83F)은 검출 셀(F1d, F2d)의 경계를 걸치는 광 스포트(83BS, 83FS)에 집광되고, -1차 회절광(83B', 83F')은 검출 셀(7T3)에 들어가는 광 스포트(83BS', 83FS')에 집광된다.
제 4 사분면에 위치하는 영역(24B, 24F)에서 회절된 1차 회절광(84B, 84F)은 검출 셀(F2d, F1e)의 경계를 걸치는 광 스포트(84BS, 84FS)에 집광된다. -1차 회 절광(84B', 84F')은 검출 셀(7T4)에 들어가는 광 스포트(84BS', 84FS')에 집광된다.
검출 셀의 몇 개는 전기적으로 접속되어 있고, 광 검출기(9)로부터는 이하의 6종류의 신호 F1, F2, T1, T2, T3, T4가 출력된다.
F1=검출 셀(F1a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1b)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1d)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1e)에서 얻어지는 신호
F2=검출 셀(F2a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2b)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2d)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2e)에서 얻어지는 신호
T1=검출 셀(7T1)에서 얻어지는 신호
T2=검출 셀(7T2)에서 얻어지는 신호
T3=검출 셀(7T3)에서 얻어지는 신호
T4=검출 셀(7T4)에서 얻어지는 신호
도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 y축 및 Y축이 광디스크 기재(6)의 신호면(6a)에서의 반경 방향(6R)에 평행하다고 한다. 이 경우, 신호면(6a)으로부터의 포커스 에러 신호 FE, 광디스크 트랙으로의 트랙킹 에러 신호 TE, 및 재생 신호 RF는 각각 이하의 수학식 1 내지 수학식 3에 근거하여 검출된다.
Figure 112005021031185-PAT00001
Figure 112005021031185-PAT00002
Figure 112005021031185-PAT00003
다음에, 도 3a 및 도 3b를 참조하면서, 분포형 파장판(3)의 구성을 설명한다. 도 3a는 분포형 파장판(3)의 평면도이고, 도 3b는 그 단면도이다. 어느 도면도, 광디스크 기재(6)측에서 관찰한 평면도이다. 여기서, 분포형 파장판(3)의 표면과 광축(7)의 교점(30)에서 직교하는 2직선을 X축, Y축으로 한다. X축, Y축은 홀로그램면(2a) 상의 X축, Y축에 일치한다. Y축은 광디스크 기재(6)의 신호면(6a)에서의 반경 방향(이하, 「디스크 반경 방향」이라고 함)(6R)에 평행하다.
분포형 파장판(3)은 디스크 반경 방향(6R)에 장축(長軸)을 갖는 복수의 직사각형 영역(3A, 3B)으로 나뉘어져 있다. 직사각형 영역(3A)에서는, 복굴절 위상차가 90+α°, 직사각형 영역(3B)에서는 복굴절 위상차가 90-α°이다. 진상축 방위는 광디스크 반경 방향(6R)에 대하여 45° 방향에 있다. 직사각형 영역(3A)과 직사각형 영역(3B)은 교대로 배열되어 있다.
도 3b에 도시하는 바와 같이, 분포형 파장판(3)은 편광성 홀로그램 기판(2) 상에 형성된 두께 c의 복굴절층(3c)과, 복굴절층(3c) 상에 배열된 복굴절층(3a) 및 투명층(3b)을 구비하고 있다. 투명층(3a)은 직사각형 영역(3A)을 형성하고, 투명층(3b)은 직사각형 영역(3B)를 형성하고 있다. 복굴절층(3a) 및 투명층(3b)의 두께는 각각 a 및 b이다. 도 3b에서는, b<a인 경우가 도시되어 있지만, b=a라도, b>a라도 무방하다. 투명층(3b)은 말하자면 위상 보정층이며, 투명층(3b)을 투과하는 광과 투명층(3a)을 투과하는 광 사이에서 발생하는 위상을 일치시키는 기능을 갖고 있다.
이러한 분포형 파장판(3)은, 예컨대 이하와 같이 하여 제작된다.
먼저, 편광성 홀로그램 기판(2) 상에 똑같은 두께를 갖는 복굴절층(3c)을 퇴적한다. 복굴절층(3a)을 복굴절층(3) 위에 퇴적한 후, 포토리소그래피 및 에칭 기술에 의해 복굴절층(3a)을 패터닝한다. 이 패터닝에 의해, 복굴절층(3a) 중, 도 3a에 나타내는 직사각형 영역(3B)이 형성되어야 할 부분이 제거되고, 복수의 개구부가 형성된다. 다음에, 각 개구부를 투명층(3b)에서 충진함으로써, 도 3b에 나타내는 구성을 얻을 수 있다.
본 실시예에서는, 복굴절층(3c)의 복굴절 위상차가 90-α°이며, 복굴절층(3a)의 복굴절 위상차가 2α°이다. 어느 진상축 방위도 광디스크 반경 방향(6R)에 대하여 45° 경사져 있다. 분포형 파장판(3)은 복굴절층(3a) 및 투명층(3b)을 덮는 다른 투명층을 구비하고 있어도 된다. 이 투명층은 투명한 기판이어도 된다. 또한, 복굴절층(3a)이 복굴절층(3c)의 아래에 위치하고 있어도 된다.
도 3a에 원형의 파선(10)으로 둘러싸인 영역은 분포형 파장판(3)에 입사한 광 빔의 단면을 모식적으로 나타내고 있다. P 편광이 포분형 파장판(3)에 입사하면, 2종류의 편광 상태(모두 원 편광에 가까운 타원 편광)가 공간적으로 혼재하는 광(혼합광)으로서 출사된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 분포형 파장판(3)을 투과한 혼합광은 대물 렌즈 (5)에 의해, 광디스크 기재(6)의 신호면(6a) 상에 수속된다. 신호면(6a)에 형성되는 집광 스포트의 직경은 종래의 값에 비해서 약간 증대되지만, 그 정도는 작다. 예컨대, α=20°, NA=0.5, λ=790㎚라고 할 때, 스포트 직경의 증대는 1/1000㎛ 정도이며, 이것은 Strehl(규격화된 피크 강도)의 열화가 2∼3%인 경우에 상당한다.
다음에, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면서, 분포형 파장판(3)의 기능을 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는, 간단화를 위해, 분포형 파장판(3)이 2개의 직사각형 영역(3A, 3B)으로 분할되어 있는 예를 나타내고 있다. 분포형 파장판(3)은 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 직선 L에서 2개의 영역으로 등분율되어 있다. 영역(3A)에서는 복굴절 위상차가 90+α°, 영역(3B)에서는 복굴절 위상차가 90-α°이다. 각 영역(3A, 3B)의 진상축 방위는 모두 광디스크 반경 방향(6R)에 대하여 45°의 방향에 있다.
도 4a는 왕로에서의 입사광(10)과 분포형 파장판(3)의 관계를 나타내고 있다.
분포형 파장판(3)을 투과하는 입사광(10) 중, 직선 L의 우측의 영역을 투과하는 광(10A)에는 90+α°의 복굴절 위상차가 발생한다. 이에 반하여, 직선 L의 좌측의 영역을 투과하는 광(10B)에는 90-α°의 복굴절 위상차가 발생한다.
도 4b는 귀로에 있어서의 입사광(80)과 분포형 파장판(3)의 관계를 나타내고 있다.
입사광(80)은 광디스크 기재(6)의 신호면(6a)에서 반사된 광이기 때문에, 광 의 분포가 반전되어 있다. 즉, 분포형 파장판(3)으로 입사하는 입사광(80) 중, 직선 L의 우측의 영역에 입사하는 광(80A)에는 90-α°의 복굴절 위상차가 발생하고 있다. 이에 반하여, 직선 L의 좌측의 영역에 입사하는 광(80B)에는 90+α°의 복굴절 위상차가 발생하고 있다. 단, 광디스크 기재(6)에 의해서 복굴절 위상차가 변화하지 않는다고 가정한다.
도 4c는 광디스크 기재(6)의 신호면(6a) 상에 신호 피트열이 존재하는 경우에 있어서의 귀로의 입사광(80)과 분포형 파장판(3)의 관계를 나타내고 있다. 광디스크 반경 방향(6R)의 폭이 충분히 넓은 피트가 디스크 회전 방향(6T)을 따라 등피치로 나열되어 것으로 한다.
이러한 피트열에 의해, 신호면(6a)으로부터의 반사광은 디스크 회전 방향(6T)으로 회절하여, 1차 회절광(81A)과 -1차 회절광(81B)이 발생한다. 이들 회절광의 복굴절 위상차는 도 4b에서의 입사광(80)이 각각 좌측과 우측으로 시프트한 상태와 일치한다. 즉, 1차 회절광(81A)에는 90-α°의 복굴절 위상차가 발생하고 있으며, -1차 회절광(81B)에는, 분포형 파장판(3)에 입사할 때, 90+α°의 복굴절 위상차가 발생하고 있다.
따라서, 1차 회절광(81A) 및 -1차 회절광(81B)이 분포형 파장판(3)을 투과한 후에는, 회절광(81A)에는 180-2α°의 복굴절 위상차가 존재하고, 회절광(81B)에는 180+2α°의 복굴절 위상차가 존재한다. 여기서도, 광디스크 기재(6)에 의해서 복굴절 위상차가 변화하지 않는다고 가정하고 있다.
다음에, 광디스크 기재(6)를 투과하는 과정에서 복굴절 위상차가 발생하는 경우를 생각한다.
광디스크 기재(6)의 복굴절 위상차가 왕복으로 -180°로 되는 경우, 회절광(81A)의 복굴절 위상차는 -2α°로 되고, 광(81B)의 복굴절 위상차는 +2α°로 된다. 광디스크 기재(6)의 복굴절이 어떠한 경우이더라도, 회절광(81A) 및 회절광(81B)의 복굴절 위상차가 동시에 영으로 되는 경우는 없다. 따라서, 편광 홀로그램 기판(2)에 입사하는 복귀광(신호광)은 반드시 홀로그램면(2a)에서 회절되는 편광 성분을 갖게 된다.
광디스크 기재(6)의 신호면(6a) 상에는 피트나 엠보스(emboss), 신호 마크 등이 존재하기 때문에, 신호면(6a)으로부터의 반사광은 보다 복잡한 회절을 일으킨다. 그러나, 광디스크 기재(6)의 복굴절이 어떠한 것이더라도, 반드시 복귀광(신호광)의 복굴절 위상차에는 공간적인 분포(편차)가 존재한다. 이러한 분포는, 분포형 파장판(3)이 동일한 입사 직선 편광에 발생시키는 복굴절 위상차가 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역을 구비하고 있으면 된다. 광이 그러한 복수의 복굴절 영역을 투과할 때, 광의 입사 위치에 따라 상이한 위상차가 발생한다. 분포형 파장판(3)에 형성되는 각 복굴절 영역의 수나 형상은 임의적이다.
도 3a에 나타내는 직사각형 형상의 영역(3A, 3B)을 구비하는 분포형 파장판(3)에 대하여, 광디스크 기재(6)의 복굴절이 왕복으로 0°인 경우의 검출 광량 S0과, 광디스크 기재(6)의 복굴절이 왕복으로 180°인 경우의 검출 광량 S180을 구하 여, 검출 광량비 S180/S0을 계산하였다.
α=20°, NA=0.5, λ=790㎚인 경우, CD-ROM에서의 랜덤한 디스크 신호에 대하여 검출 광량비는 15%로 되었다. α=36°인 경우의 검출 광량비는 60%이었다. 어떠한 경우라도, 계산상, 광학 지터의 열화는 거의 인식되지 않는다.
이와 같이 본 실시예에서는, 큰 복굴절을 갖는 광디스크 기재(6)에 대해서도, 검출 광량이 영으로 되지 않고, 종래예와 같은 신호의 판독 오류나 제어 어긋남이 발생하는 경우는 없다.
또, 본 실시예에서는 분포형 파장판(3)을 직사각형 형상으로 분할했지만, 2종류의 복굴절 위상차가 발생하기만 하면, 서로 다른 분할 형상이더라도 무방하고, 또한 2종류 이상의 복굴절 위상차를 발생시키는 형태이더라도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이것은 이하의 실시예에서도 마찬가지이다.
(실시예 2)
다음에, 도 5 내지 도 7을 참조하면서, 본 발명에 따른 광디스크 장치의 실시예 2를 설명한다.
본 실시예에서는, 광원(1)의 발광점이 2개로 증가되어 있다. 또한, 편광 홀로그램면(2a)의 패턴, 광 검출기면(9a) 상의 검출 패턴, 및 그 위의 광 분포가 실시예 1의 경우와 상이하다. 이러한 점들을 제외하면, 본 실시예의 광디스크 장치는 실시예 1에 있어서의 광디스크 장치와 동일한 구성을 갖고 있다. 이 때문에, 실시예 1의 설명과 공통되는 부분은 생략한다. 또, 실시예 1의 광디스크 장치의 구성요소와 공통되는 구성요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고 있다.
광원(1)은, 서로 다른 종류의 2개의 반도체 레이저 칩을 탑재하고 있어도 되고, 또한, 서로 다른 파장의 레이저광을 방사하는 단일의 반도체 레이저 칩을 탑재하고 있어도 된다. 광원(1)은 광디스크 장치에 탑재된 광디스크의 종류에 따라서, 적절한 파장의 레이저광을 출력할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 광 검출 기판(9) 상에 설치된 광원(1)의 제 1 발광점(1a)으로부터 방사된 레이저광(파장 λ1)은 광 검출 기판(9)의 반사 미러(10)에서 반사된 후, 콜리메이트 렌즈(4)에서 평행광으로 변환된다. 평행광은 P파의 상태로 편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한다. 편광성 홀로그램 기판(2)은 P 편광을 회절하지 않고, S 편광을 회절하는 성질을 갖고 있다. 입사광이 S 편광인 경우, 편광성 홀로그램 기판(2)의 회절 효율은, 예컨대, 0차 광이 0% 정도, ±1차 광이 각각 41% 정도이다. 도 5에는, 제 1 광디스크 기판(6)과, 제 2 광디스크 기재(6')가 동시에 도시되어 있지만, 실제로는 따로따로 광디스크 장치에 로드된다. 파장 λ1의 레이저광이 제 1 발광점(1a)로부터 방사되는 것은, 제 1 광디스크 기재(6)가 배치되어 있는 경우이다.
편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한 광은 분포형 파장판(3)에 의해, 공간적으로 2종류의 편광 상태가 혼합된 광(혼합광)으로 변환된다. 분포형 파장판(3)의 구조 및 기능의 상세한 것은 후술한다. 혼합광은 대물 렌즈(5)에 의해서 제 1 광디스크 기재(6)의 신호면(6a) 상에 수속된다.
제 1 광디스크 기재(6)의 신호면(6a)에서 반사된 광(신호광)은 왕로와는 반대 방향으로 전파된다. 이 광(신호광)은 대물 렌즈(5)를 통해 분포형 파장판(3)에 입사된다. 분포형 파장판(3)을 투과한 광은 편광성 홀로그램 기판(2) 내의 홀로그램면(2a)에 입사되어 회절된다. 회절에 의해, 광축(7)을 대칭축으로 하는 1차 회절광(8), 및 -1차 회절광(8')이 형성된다. 회절광(8, 8')의 각각은 콜리메이트 렌즈(4)를 지나서 검출기(9) 상의 검출면(9a)에 수속된다. 검출면(9a)은 콜리메이트 렌즈(4)의 초점 평면 위치(즉 광원(1)의 가상 발광점 위치)에 대략 배치되어 있다.
본 실시예에 있어서의 광원(1)은 제 1 레이저광과는 다른 파장의 광도 방사할 수 있다. 본 실시예에서는, 제 2 광디스크 기재(6')에 데이터를 기록하거나, 또는, 제 2 광디스크 기재(6')로부터 데이터를 판독하는 경우에, 광원(1)에 있어서의 제 2 발광점(1a')으로부터 제 2 레이저광(파장 λ2, 단 λ2>λ1)이 방사된다. 제 2 발광점(1a')으로부터 방사된 제 2 레이저광은 반사 미러(10)에서 반사된 후, 콜리메이트 렌즈(4)에서 평행광으로 변환된다. 평행광은 P파의 상태로 편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한다. 편광성 홀로그램 기판(2)은 P 편광을 회절하지 않고, S 편광을 회절하는 성질을 갖고 있다.
편광성 홀로그램 기판(2)을 투과한 광은, 분포형 파장판(3)에 의해, 공간적으로 2종류의 편광 상태가 혼합된 광(이하, 「혼합광」이라고 부르는 경우가 있음)으로 변환된다. 분포형 파장판(3)의 구조 및 기능의 상세한 것은 후술한다. 혼합광은 대물 렌즈(5)에 의해서 제 2 광디스크 기재(6')의 신호면(6a') 상에 수속된다.
제 2 광디스크 기재(6')의 신호면(6a')에서 반사된 광(신호광)은 왕로와는 반대 방향으로 전파한다. 이 광(신호광)은 대물 렌즈(5)를 통해서 분포형 파장판(3)에 입사된다. 분포형 파장판(3)을 투과한 광은 편광성 홀로그램 기판(2) 내의 홀로그램면(2a)에 입사하여 회절된다. 회절에 의해, 광축(7)을 대칭축으로 하는 1차 회절광(8), 및 -1차 회절광(8')이 형성된다. 제 2 레이저광의 파장은 λ2이고, 제 1 레이저광의 파장 λ1보다 크기 때문에, ±1차 광의 회절 효율은 파장 λ1의 경우에 비해서 1할 정도 저하된다. 회절광(8, 8') 각각은 콜리메이트 렌즈(4)를 지나서 검출기(9) 상의 검출면(9a)에 수속된다.
도 6은 본 실시예에 있어서의 편광 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면(2a)의 구성을 나타내고 있으며, 도 7a 및 도 7b는 본 실시예에 있어서의 광 검출면(9a)의 구성을 나타내고 있다. 도 7a는 제 1 발광점(1a)을 출사하는 제 1 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양, 도 7b는 제 2 발광점(1a')을 출사하는 제 2 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 나타내고 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 홀로그램면(2a)의 구성은 도 2b에 나타내는 홀로그램면(2a)의 구성과 마찬가지이다. 도 7a, 도 7b에 도시되는 x축 및 y축은 검출면(9a)과 광축(7)(또는 7')의 교점(90)(또는 90')에서 직교하고, 각각 X축 및 Y축에 평행하다.
도 7a 및 도 7b에 도시하는 바와 같이, y축의 일측에 y축에 따른 직사각형의 포커스 검출 셀(F1a, F2a, F1b, F2b, F1c, F2c, F1d, F2d)이 배치되고, y축의 +측에 방형(方形) 형상의 트랙킹 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)이 배치되어 있다. 이 들의 검출 셀은 y축에 대하여 대칭 형태를 이루고 있다.
광원(1)의 발광점(1a)으로부터 방사되는 광은 x축과 교차 지면에 직교하는 면 내를 x축과 평행하게 진행하고, 반사 미러(10)에 의해 광축 방향(점(90)을 통과하는 지면에 직교하는 방향)으로 반사된다. 한편, 광원(1)의 발광점(1a')으로부터 방사되는 광은 x축과 교차 지면에 직교하는 면 내를 x축과 평행하게 진행하고, 반사 미러(10)에 의해 광축 방향(점(90')을 통과하는 지면에 직교하는 방향)으로 반사된다.
홀로그램면(2a)에 입사하는 광(80) 중, 제 1 사분면에 위치하는 직사각형 영역(21B, 21F)에서 회절되는 1차 회절광(81B, 81F)은 검출 셀(F2c, F1d)의 경계를 걸치는 광 스포트(81BS, 81FS)에 수속된다. -1차 회절광(81B', 81F')은 검출 셀(7T1)에 들어가는 광 스포트(81BS', 81FS')에 수속된다.
제 2 사분면에 위치하는 영역(22B, 22F)에서 회절되는 1차 회절광(82)은 검출 셀(F1c, F2d)의 경계를 걸치는 광 스포트(82BS, 82FS)에 수속되고, -1차 회절광(82')은 검출 셀(7T2)에 들어가는 광 스포트(82BS', 82FS')에 수속된다.
제 3 사분면에 위치하는 영역(23B, 23F)에서 회절되는 1차 회절광(83)은 검출 셀(F1a, F2b)의 경계를 걸치는 광 스포트(83BS, 83FS)에 수속되고, -1차 회절광(83')은 검출 셀(7T3)에 들어가는 광 스포트(83BS', 83FS')에 수속된다.
제 4 사분면에 위치하는 영역(24B, 24F)에서 회절되는 1차 회절광(84B, 84F)은 검출 셀(F2a, F1b)의 경계를 걸치는 광 스포트(84BS, 84FS)에 수속되고, -1차 회절광(84B', 84F')은 검출 셀(7T4)에 들어가는 광 스포트(84BS', 84FS')에 수속된 다.
검출 셀의 몇 개는 전기적으로 접속되어 있고, 신호(F1, F2, T1, T2, T3, T4)는 이하의 식에 근거하여 얻어진다.
F1=검출 셀(F1a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1b)에서 얻어지는 신호
+검출 셀(F1c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1d)에서 얻어지는 신호
F2=검출 셀(F2a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2b)에서 얻어지는 신호
+검출 셀(F2c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2d)에서 얻어지는 신호
T1=검출 셀(7T1)에서 얻어지는 신호
T2=검출 셀(7T2)에서 얻어지는 신호
T3=검출 셀(7T3)에서 얻어지는 신호
T4=검출 셀(7T4)에서 얻어지는 신호
도 7b에서는, 광원(1)의 제 2 발광점(1a')이 도 7b에 나타내는 발광점(1a)의 위치에 비하여 -y축 방향으로 시프트되어 있다. 또한, 제 2 발광점(1a')으로부터 방사되는 광의 파장 λ2는 파장 λ1보다도 크다. 이 때문에, 홀로그램에 의한 회절각이 커져, 검출면 상에 형성되는 광 스포트 위치가 변화된다. 그러나, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)은 시프트한 광 스포트를 받을 수 있다. 또한, 검출 셀(F1a, F1b, F1c, F1d, F2a, F2b, F2c, F2d) 상에서는, 광 스포트가 분할선 방향(y축 방향)을 따라 이동하지만, 이들 검출 셀은 y축 방향으로 길게 연정되어 있고, 또한, 광 스포트와 분할선 사이의 거리 변화는 적다. 이 때문에, 파장 λ2의 광도, 파장 λ1의 광과 마찬가지로, 포커스 에러 신호(FE)를 우 수한 정밀도로 검출할 수 있다.
본 실시예에서는, 파장 λ1의 광에 대하여, 분포형 파장판(3)의 직사각형 영역(3A)에서의 복굴절 위상차가 90+α°, 직사각형 영역(3B)에서의 복굴절 위상차가 90-α°로 된다. 파장 λ2의 광에 대해서는, 직사각형 영역(3A)의 복굴절 위상차가 (λ1/λ2)×(90+α)°, 직사각형 영역(3B)의 복굴절 위상차는 (λ1/λ2)×(90-α)°로 된다. 따라서, 어느 쪽의 파장의 광에 대해서도, 큰 복굴절을 갖는 광디스크 기재(6)에 대하여, 검출 광량이 영으로 되지 않고, 종래예의 같은 신호의 판독 오류나 제어 어긋남이 발생하는 경우는 없다.
또, 파장 λ1에 대하여, 분포형 파장판(3)의 직사각형 영역(3A)에서는 복굴절 위상차가 90+α°, 직사각형 영역(3B)에서는 -270-α°로 하는 구성도 고려된다. 예컨대, 도 3에 있어서, 복굴절층(3c)의 복굴절 위상차가 90+α°, 복굴절층(3a)의 복굴절 위상차가 -360-2α°로 된다. 이 때, 파장 λ2에 대해서는 직사각형 영역(3A)에서 복굴절 위상차가 (λ1/λ2)×(90+α)°, 직사각형 영역(3B)에서는 (λ1/λ2)×(-270-α)°로 된다. 예컨대, α=0°, λ1=660㎚, λ2=790㎚라고 할 때, 파장 λ1에 대하여 직사각형 영역(3A, 3B) 사이에 위상차가 없는 것에 상당하고, 파장 λ2에 대해서는 직사각형 영역(3A, 3B) 사이에 60°의 위상차가 발생한다. 이 경우, 파장 λ2에 대해서만 복굴절 대응이 이루어지고, 복파장 λ1에 대해서는 종래예와 같은 광학 성능으로 된다. 또한, α=15°, λ1=660㎚, λ2=790㎚라고 할 때, 파장 λ1에 대하여 직사각형 영역(3A, 3B) 사이에 30°의 위상차가 발생하고, 파장 λ2에 대해서는 직사각형 영역(3A, 3B) 사이에 34°의 위상차가 발생한 다. 이 경우, 파장 λ1, 파장 λ2의 쌍방에 복굴절 대응이 이루어지고, 파장 λ2쪽에 보다 강한 처치(處置)가 이루어지고 있다. α의 값을 변경하는 것에 의해, 이 위상차의 배분을 조정할 수 있다.
(실시예 3)
다음에, 도 8 내지 도 9를 참조하면서, 본 발명에 따른 광디스크 장치의 실시예 3을 설명한다. 본 실시예의 광디스크 장치는, 편광 홀로그램면(2a)의 패턴, 광 검출기면(9a) 상의 검출 패턴 및 그 위의 광 분포가 다른 점을 제외하면, 실시예 2에 있어서의 광디스크 장치와 동일한 구성을 갖고 있다. 이 때문에, 양자에 공통되는 부분의 설명은 생략한다.
도 8은 본 실시예에 있어서의 편광 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면(2a)의 구성을 나타내고 있으며, 도 9a, 도 9b는 본 실시예에 있어서의 광 검출면(9a)을 나타내고 있다. 모두 광디스크 기재(6)측에서 홀로그램면(2a), 광 검출면(9a)을 관찰한 평면도이다. 도 9a는 제 1 발광점(1a)으로부터 방사된 제 1 레이저광의 복귀광이 형성하는 광 스포트를 나타내고, 도 9b는 제 2 발광점(1a')으로부터 방사된 제 2 레이저광의 복귀광이 형성하는 광 스포트를 나타내고 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 홀로그램면(2a)은 홀로그램면(2a)과 광축(7)의 교점(20)에서 직교하는 2직선(X축, Y축)에 의해서 4분할되어 있다. Y축은 광디스크 반경 방향(6R)에 상당한다. 제 1 사분면은 2개의 영역(21a 및 21b)으로 나뉘어지고, 제 2 사분면은 2개의 영역(22a 및 22b)으로 나뉘어지고, 제 3 사분면은 2개 의 영역(23a 및 23b)으로 나뉘어지며, 제 4 사분면은 2개의 영역(24a 및 24b)으로 나뉘어져 있다.
또한, 도 8에는 나타내고 있지 않지만, 각 영역은 X 방향에 따른 직사각형으로 실시예 2의 도 6과 같이 첨자 B의 영역과 첨자 F의 영역(21aB, 21aF 등)으로 나뉘어진다. 개구 내(원(80) 내)에서의 영역(21a, 24a)은 CD-R/RW 등의 디스크 홈으로부터의 ±1차 회절광을 포함하지 않는 영역의 일부이고, 개구 내에서의 영역(22a, 23a)은 DVD-R/RW 등의 디스크 홈으로부터의 ±1차 회절광을 포함하지 않는 영역의 일부이다. 또, 상술한 바와 같이, 첨자 B는 +1차 회절광측에서 검출면 뒤에 집광하는 광, 첨자 F는 검출면 앞에 집광하는 광을 의미한다. 또한, 간단화를 위해, 도 9에서는 첨자 B에 대응한 광 스포트만을 표시한다.
도 9a 및 도 9b에서, 검출면(9a)과 광축(7)(또는 7')의 교점(90)(또는 90')에서 직교하고 X축, Y축에 평행한 2직선을 각각 x축, y축으로 한다. y축의 1측에 y축에 따른 직사각형 형상의 포커스 검출 셀(F1a, F2a, F1b, F2b, F1c, F2c, F1d, F2d)과, 트랙킹 보정용 검출 셀(7T5, 7T6)이 배치되고, y축의 +측에 방형 형상의 트랙킹 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)이 배치되어 있다. 이들 검출 셀은 y축에 대하여 대칭 형태를 이루고 있다. 또, 광원(1)의 발광점(1a 또는 1a')으로부터 방사되는 광은, x축과 교차 지면에 직교하는 면 내를 x축과 평행하게 진행하고, 반사 미러(10)에 의해 광축 방향(점(90 또는 90')을 통과하는 지면에 직교하는 방향)으로 반사하고 있다.
홀로그램면(2a)에 입사한 광(입사광(80)) 중, 제 1 사분면의 영역(21a) 내의 직사각형 영역(21aB 및 21aF)과 영역(21b) 내의 직사각형 영역(21bB 및 21bF)에서 회절된 +1차 회절광(81aB 및 81aF와 81bB 및 81bF)은 검출 셀(F2c 및 F1d)의 경계를 걸치는 광 스포트(81aBS 및 81aFS와 81bBS 및 81bFS)에 수속된다. -1차 회절광(81aB' 및 81aF'과 81bB' 및 81bF')은 검출 셀(7T1)에 들어가는 광 스포트(81aBS' 및 81aFS'과 81bBS' 및 81bFS')에 수속된다.
제 2 사분면에서의 영역(22a) 내의 직사각형 영역(22aB 및 22aF)에서 회절되는 +1차 회절광(82aB 및 82aF)은 검출 셀(F1a 및 F2b)의 경계를 걸치는 광 스포트(82aBS 및 82aFS)에 수속된다. -1차 회절광(82aB' 및 82aF')은 검출 셀(7T3)의 영역 내의 광 스포트(82aBS' 및 82aFS')에 수속된다. 제 2 사분면에서의 영역(22b) 내의 직사각형 영역(22bB 및 22bF)에서 회절되는 +1차 회절광(82bB 및 82bF)은 검출 셀(F1c 및 F2d)의 경계를 걸치는 광 스포트(82bBS 및 82bFS)에 수속된다. -1차 회절광(82bB' 및 82bF')은 검출 셀(7T2)의 영역 내의 광 스포트(82bBS' 및 82bFS')에 수속된다.
제 3 사분면에서의 영역(23a) 내의 직사각형 영역(23aB 및 23aF)에서 회절되는 +1차 회절광(83aB 및 83aF)은 검출 셀(F1c 및 F2d)의 경계를 걸치는 광 스포트(83aBS 및 83aFS)에 수속된다. -1차 회절광(83aB' 및 83aF')은 검출 셀(7T2)의 영역 내의 광 스포트(83aBS' 및 83aFS')에 수속된다. 제 3 사분면에서의 영역(23b) 내의 직사각형 영역(23bB 및 23bF)에서 회절되는 +1차 회절광(83bB, 83bF)은 검출 셀(F1a 및 F2b)의 경계를 걸치는 광 스포트(83bBS 및 83bFS)에 수속된다. -1차 회절광(83bB' 및 83bF')은 검출 셀(7T3)의 영역 내의 광 스포트(83bBS' 및 83bFS')에 수속된다.
제 4 사분면에서의 영역(24a) 내의 직사각형 영역(24aB 및 24aF)과 영역(24b) 내의 직사각형 영역(24bB 및 24bF)에서 회절되는 +1차 회절광(84aB 및 84aF와 84bB 및 84bF)은 검출 셀(F2a 및 F1b)의 경계를 걸치는 광 스포트(84aBS 및 84aFS와 84bBS 및 84bFS)에 수속된다. -1차 회절광(84aB' 및 84aF'과 84bB' 및 84bF')은 검출 셀(7T4)에 들어가는 광 스포트(84aBS' 및 84aFS'과 84bBS' 및 84bFS')에 수속된다.
검출 셀의 몇 개는 전기적으로 접속되어 있고, 이하의 신호(F1, F2, T1, T2, T3, T4, T5, T6)의 8개의 신호를 얻을 수 있도록 구성되어 있다.
F1=검출 셀(F1a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1b)에서 얻어지는 신호
+검출 셀(F1c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1d)에서 얻어지는 신호
F2=검출 셀(F2a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2b)에서 얻어지는 신호
+검출 셀(F2c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2d)에서 얻어지는 신호
T1=검출 셀(7T1)에서 얻어지는 신호
T2=검출 셀(7T2)에서 얻어지는 신호
T3=검출 셀(7T3)에서 얻어지는 신호
T4=검출 셀(7T4)에서 얻어지는 신호
T5=검출 셀(7T5)에서 얻어지는 신호
T6=검출 셀(7T6)에서 얻어지는 신호
도 9b에서는, 광원(1)의 발광점이 점(1a')으로 옮기는 것에 부가하여, 광원 의 파장 λ2가 λ1보다도 크기 때문에, 홀로그램에 의한 회절 각도도 커져, 광 스포트 위치가 변화된다. 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)에서는 도 9a와 동일한 광 스포트를 포착할 수 있지만, 광 스포트(81aBS, 81aFS와 84aBS, 84aFS)는 각각 검출 셀(7T5 및 7T6) 상에 들어가고, 광 스포트(81bBS 및 81bFS와 84bBS 및 84bFS)는 검출 셀의 밖으로 나간다. 한편, 광 스포트(82aBS, 82aFS, 83bBS, 83bFS, 82bBS, 82bFS, 83aBS, 83aFS)의 장소는 변하지만, 결과적으로 도 9a와 마찬가지로 검출 셀에 포착되고 있다.
도 9a, 도 9b에 나타내는 y축은 광디스크 기재(6)의 반경 방향(6R)에 평행하다. 광디스크 신호면(6a)의 포커스 에러 신호 FE, 파장 λ1에 대응한 광디스크의 트랙킹 에러 신호 TE1, 파장 λ2에 대응한 광디스크의 트랙킹 에러 신호 TE2, 광디스크 신호면(6a)의 재생 신호 RF는 다음에 나타내는 수학식 4, 수학식 5, 수학식 6 및 수학식 7에 근거하여 검출된다.
Figure 112005021031185-PAT00004
Figure 112005021031185-PAT00005
Figure 112005021031185-PAT00006
Figure 112005021031185-PAT00007
예컨대, 수학식 5는 DVD-RAM이나 DVD-R/RW 등의 광디스크에서 이용된다. DVD-RAM 등의 광디스크의 경우는, α=1, β=0으로 설정하고, DVD-R/RW 등의 광디스크의 경우는 α=0, β=1로 설정한다.
수학식 6은 CD-R/RW 등의 광디스크에서 이용된다. 신호 (T1-T4)는 통상의 TE 신호를 반원 개구에서 검출한 것에 상당하고, 특성은 완전히 동일하다. 신호 (T2-T3)는 개구 내의 일부의 영역(22a와 23a)이 교체되어 검출된 TE 신호이고, DVD-R/RW에서의 ±1차 회절광이 포함되지 않는 영역을 교체하고 있기 때문에, DVD-R/RW 디스크에 대해서는 TE 감도의 열화가 없고, 교체에 의해 대물 렌즈의 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 편심의 영향이나 광디스크 기재(6)의 경사의 영향, 광 스포트가 광디스크 신호면(6a)의 기록/미(未)기록의 경계에 있을 때의 영향 등을 소거(cancel)하는 효과가 있다.
한편, 도 9b에 나타내는 경우에 얻어지는 신호 (T5-T6)는 개구 내의 일부의 영역(21a와 24a)만을 추출하여 검출된 차 신호이며, CD-R/RW에서의 ±1차 회절광이 포함되지 않는 영역에서의 차 신호이고, CD-R/RW 디스크에 대한 TE 감도는 영이며, 통상의 TE 신호(즉 신호 (T1-T4))에 비하여, 대물 렌즈의 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 편심의 영향, 광디스크 기재의 경사의 영향, 광 스포트가 광디스크 신호면(6a)의 기록/미기록의 경계에 있을 때의 영향 등에 대한 의존성이 전혀 다르기 때문에, 수학식 6과 같은 신호(T1-T4)와의 연산에 의해, TE 감도를 손상시키 일 없이, 이들 영향 등을 소거할 수 있다. 또, 도 9b의 경우의 포커스 에러 신호 FE는 반원 개구에서의 검출이지만, 광디스크 반경 방향(6R)에서 분할된 편측(片側)의 반 원이기 때문에 디스크 홈이 영향을 미치게 되어, 종래의 검출 방식인 모든 원에서의 검출과 거의 등가인 특성을 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 실시예 2와 동일한 분포형 파장판(3)을 사용하고 있기 때문에, 광디스크 기재(6)의 복굴절에 대한 효과는 실시예 2와 모두 마찬가지이다. 또한, 본 실시예는 대물 렌즈에 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 편심이 있더라도, 광디스크 기재(6)에 경사가 있더라도, 광 스포트가 광디스크 기록면(6a)의 기록/미기록 영역의 경계에 위치하여 인접 트랙의 영향을 받는 상태이더라도, 수학식 5나 수학식 6의 연산식을 트랙킹 에러 신호로 하는 것에 의해, 오프 트랙이 발생하지 않는 트랙킹 제어가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4)
다음에, 도 10 및 도 11을 참조하면서, 본 발명에 따른 광디스크 장치의 실시예 4를 설명한다. 본 실시예의 광디스크 장치는, 편광 홀로그램면(2a)의 패턴, 광 검출기면(9a) 상의 검출 패턴 및 그 위의 광 분포가 다른 점을 제외하면, 실시예 2에 있어서의 광디스크 장치와 동일한 구성을 갖고 있다. 이 때문에, 양자에 공통되는 부분의 설명은 생략한다.
도 10은 본 실시예에 있어서의 편광 홀로그램 기판(2)의 홀로그램면(2a)의 구성을 나타내고 있고, 도 11은 본 실시예에 있어서의 광 검출면의 구성을 나타내고 있다. 모두 광디스크측에서 홀로그램면측, 광 검출면측을 본 평면도이다. 또, 도 11a는 제 1 발광점(1a)을 출사하는 제 1 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 나타내고, 도 11b는 제 2 발광점(1a')을 출사하는 제 2 레이저광에 대한 복귀광의 광 스포트의 모양을 나타내고 있다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 홀로그램면(2a)과 광축(7)의 교점을 점(20)으로 하고, 홀로그램면(2a)은 점(20)에서 직교하는 2직선(X축, Y축)에서 4분할되어, Y축은 광디스크 반경 방향(6R)에 상당하고, 또한 제 1 사분면은 3개의 영역(21a와 21b와 21c), 제 2 사분면은 하나의 영역(22b), 제 3 사분면은 하나의 영역(23b), 제 4 사분면은 3개의 영역(24a와 24b와 24c)에 나뉘어지고, 도면에서는 나타내고 있지 않지만 각 영역은 X 방향에 따른 직사각형으로 실시예 2의 도 6과 같이 첨자 B의 영역과 첨자 F의 영역(21aB, 21aF 등)으로 나뉘어진다. 개구 내(원(80) 내)에서의 영역(21a, 24a)은 CD-R/RW 등의 디스크 홈으로부터의 ±1차 회절광을 포함하지 않는 영역의 일부이고, 개구 내에서의 영역(21b 및 24b)은 DVD-R/RW 등의 디스크 홈으로부터의 ±1차 회절광을 포함하지 않는 영역의 일부이다. 또, 상술한 바와 같이, 첨자 B는 +1차 회절광측에서 검출면 뒤에 집광하는 광, 첨자 F는 검출면 앞에 집광하는 광을 각각 의미한다. 또한, 간단화를 위해, 도 11에서는 첨자 B에 대응한 광 스포트만을 표시한다.
도 11a 및 도 11b에 있어서, 검출면(9a)과 광축(7)(또는 7')의 교점을 점(90)(또는 90')에서 직교하고 X축 및 Y축에 평행한 2직선을 x축 및 y축으로 하여, y축의 일측에 y축에 따른 직사각형 형상의 포커스 검출 셀(F1a, F2a, F1b, F2b, F1c, F2c, F1d, F2d)과 트랙킹 보정용 검출셀(7T5 및 7T6)이 배치되고, y축의 +측에 방형 형상의 트랙킹 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)이 배치되어 있다. 이들 검출 셀은 y축에 대해 대칭형을 이루고 있다. 또, 광원(1)의 발광점(1a 또는 1a')으로부터 출사하는 광은 x축과 교차하는 지면에 직교하는 면 내를 x축과 평행하게 진행하고, 반사 미러(10)에 의해 광축 방향(점(90 또는 90')을 통과하는 지면에 직교하는 방향)으로 반사하고 있다.
홀로그램면(2a)에 입사한 광 입사광(80) 중, 제 1 사분면에서의 영역(21a) 내의 직사각형 영역(21aB 및 21aF)과 영역(21c) 내의 직사각형 영역(21cB 및 21cF)에서 회절된 +1차 회절광(81aB 및 81aF와 81cB 및 81cF)은 검출 셀(7T5)에 들어가는 광 스포트(81aBS 및 81aFS와 81cBS 및 81cFS)에, -1차 회절광(81aB' 및 81aF'과 81cB' 및 81cF')은 검출 셀(7T1)에 들어가는 광 스포트(81aBS' 및 81aFS'과 81cBS' 및 81cFS')에, 제 1 사분면에서의 영역(21b) 내의 직사각형 영역(21bB 및 21bF)에서 회절된 +1차 회절광(81bB 및 81bF)은 검출 셀(7T6)에 들어가는 광 스포트(81bBS 및 81bFS)에, -1차 회절광(81bB' 및 81bF')은 검출 셀(7T1)에 들어가는 광 스포트(81bBS' 및 81bFS')에 수속된다.
제 2 사분면에서의 영역(22b) 내의 직사각형 영역(22bB 및 22bF)에서 회절된 +1차 회절광(82bB 및 82bF)은 검출 셀(F1c 및 F2d)의 경계를 걸치는 광 스포트(82bBS 및 82bFS)에, -1차 회절광(82bB' 및 82bF')은 검출 셀(7T2)의 영역 내에 들어가는 광 스포트(82bBS' 및 82bFS')에 수속된다.
제 3 사분면에서의 영역(23b) 내의 직사각형 영역(23bB 및 23bF)에서 회절된 +1차 회절광(83bB 및 83bF)은 검출 셀(F1a 및 F2b)의 경계를 걸치는 광 스포트(83bBS 및 83bFS)에, -1차 회절광(83bB' 및 83bF')은 검출 셀(7T3)의 영역 내에 들 어가는 광 스포트(83bBS' 및 83bFS')에 수속된다.
제 4 사분면에서의 영역(24a) 내의 직사각형 영역(24aB 및 24aF)과 영역(24c) 내의 직사각형 영역(24cB 및 24cF)에서 회절된 +1차 회절광(84aB 및 84aF와 84cB 및 84cF)은 검출 셀(7T6)에 들어가는 광 스포트(84aBS 및 84aFS와 84cBS 및 84cFS)에, -1차 회절광(84aB' 및 84aF'과 84cB' 및 84cF')은 검출 셀(7T4)에 들어가는 광 스포트(84aBS' 및 84aFS'과 84cBS' 및 84cFS')에, 제 4 사분면에서의 영역(24b) 내의 직사각형 영역(24bB 및 24bF)에서 회절된 +1차 회절광(84bB 및 84bF)은 검출 셀(7T5)에 들어가는 광 스포트(84bBS 및 84bFS)에, -1차 회절광(84bB' 및 84bF')은 검출 셀(7T$)에 들어가는 광 스포트(84bBS' 및 84BFS')에 수속된다.
검출 셀의 몇 개는 도통되어 있고, 이하의 8개의 신호(F1, F2, T1, T2, T3, T4, T5, T6)가 얻어지도록 구성되어 있다.
F1=검출 셀(F1a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1b)에서 얻어지는 신호
+검출 셀(F1c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F1d)에서 얻어지는 신호
F2=검출 셀(F2a)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2b)에서 얻어지는 신호
+검출 셀(F2c)에서 얻어지는 신호+검출 셀(F2d)에서 얻어지는 신호
T1=검출 셀(7T1)에서 얻어지는 신호
T2=검출 셀(7T2)에서 얻어지는 신호
T3=검출 셀(7T3)에서 얻어지는 신호
T4=검출 셀(7T4)에서 얻어지는 신호
T5=검출 셀(7T5)에서 얻어지는 신호
T6=검출 셀(7T6)에서 얻어지는 신호
또, 도 11b에서는, 광원(1)의 발광점이 점(1a')으로 옮기는 것에 부가하여, 광원의 파장 λ2가 λ1보다도 크기 때문에, 홀로그램에 의한 회절각도 커져, 광 스포트 위치가 변화된다. 또한, 검출 셀(7T1, 7T2, 7T3, 7T4)에서는, 도 11a와 마찬가지의 광 스포트를 포착할 수 있지만, 광 스포트(81aBS, 81aFS와 84aBS, 84aFS)는 각각 검출 셀(7T6, 7T5) 위에 들어가고, 광 스포트(81bBS, 81bFS, 81cBS, 81cFS와 84bBS, 84bFS, 84cBS, 84cFS)는 검출 셀의 밖으로 나간다. 한편, 광 스포트(82bBS, 82bFS, 83bBS, 83bFS)의 경우는 변하지만, 결과적으로 도 9a와 마찬가지의 검출 셀로 포착되고 있다.
도 11에 있어서, y축이 광디스크 기재(6)의 반경 방향(6R)으로 하고, 광디스크 신호면(6a)으로의 포커스 에러 신호 FE와, 광디스크 신호면(6a)의 재생 신호 RF는 전술한 수학식 4와 수학식 7에 근거하여 검출되고, 파장 λ1에 대응한 광디스크의 트랙킹 에러 신호 TE1, 파장 λ2에 대응한 광디스크의 트랙킹 에러 신호 TE2는 다음 수학식
Figure 112005021031185-PAT00008
Figure 112005021031185-PAT00009
에 근거하여 검출된다. 예컨대, 수학식 8은 DVD-RAM이나 DVD-R/RW 등의 광디스크에서 사용하고, DVD-RAM 등의 광디스크의 경우는 α=1, β=0, DVD-R/RW 등의 광디스크의 경우는 α=0, β=1로 한다. 또한, 수학식 9는 CD-R/RW 등의 광디스크에서 사용된다. 신호 (t1+t2-t3-t4)는 통상의 TE 신호에 상당한다.
도 11a에서의 신호 (T5-T6)는 개구 내의 일부의 영역(21b와 24b)이 결과적으로 교체되어 검출된 TE 신호이며, DVD-R/RW에서의 ±1차 회절광이 포함되지 않는 영역을 교체하고 있기 때문에, DVD-R/RW 디스크에 대해서는 TE 감도의 열화가 없고, 교체에 의해서 대물 렌즈의 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 편심의 영향이나 광디스크 기재(6)의 경사의 영향, 광 스포트가 광디스크 기록면(6a)의 기록/미기록의 경계에 있을 때의 영향 등을 소거하는 효과가 있다. 한편, 도 11a에서의 신호 (T6-T5)는 개구 내의 일부의 영역(21a와 24a)만을 추출하여 검출된 차 신호이며, CD-R/RW 디스크에서의 ±1차 회절광이 포함되지 않는 영역에서의 차 신호이고, CD-R/RW 디스크에 대한 TE 감도는 0이고, 통상의 TE 신호(즉, 신호 (T1+T2-T3-T4))에 비해, 대물 렌즈의 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 편심의 영향이나 광디스크 기재(6)의 경사의 영향, 광 스포트가 광디스크 기록면(6a)의 기록/미기록의 경계에 있을 때의 영향 등에 대한 의존성이 전혀 다르기 때문에, 수학식 9와 같은 신호 (T1+T2-T3-T$)의 연산에 의해, TE 감도를 손상하는 일없이, 이들 영향 등을 소거할 수 있다. 또, 도 11의 경우의 포커스 에러 신호 FE는 반원 개구에서의 검출이지만, 광디스크 반경 방향(6R)에서 분할된 편측의 반원이기 때문에 디스크 홈의 영향을 미치게 되어, 종래의 검출 방식인 모든 원에서의 검출과 거의 등가인 특성을 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 실시예 2와 동일한 분포형 파장판(3)을 사용하고 있기 때문 에, 광디스크 기재(6)의 복굴절에 대한 효과는 실시예 2와 완전히 마찬가지이다. 또한, 본 실시예는 대물 렌즈에 광디스크 반경 방향(6R)에 따른 편심이 있더라도, 광디스크 기재(6)에 경사가 있더라도, 광 스포트가 광디스크 기록면(6a)의 기록/미기록의 경계에 위치하여 인접 트랙의 영향을 받는 상태이더라도, 수학식 8이나 수학식 9의 연산식을 트랙킹 에러 신호로 함으로써, 오프 트랙이 발생하지 않는 트랙킹 제어가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 5)
도 12 및 도 13을 참조하면서, 본 발명에 따른 광디스크 장치의 실시예 5를 설명한다. 이하, 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 부여한다.
도 12는 본 실시예의 광디스크 장치에 있어서의 광 픽업의 주요부 구성을 나타내고 있다. 이 광 픽업은 서로 다른 파장의 광을 방사할 수 있는 레이저 칩을 탑재한 광원(101)을 갖고 있다. 광원(101)은 DVD용으로 상대적으로 짧은 파장을 갖는 광과, CD용으로 상대적으로 긴 파장을 갖는 광을 방사한다.
도 12에는 광 정보 매체(7) 및 광 정보 매체(8)의 양쪽이 기재되어 있지만, 현실적으로는 임의로 선택한 한쪽의 광 정보 매체가 탑재된다. 탑재된 광 정보 매체의 종류에 따라서, 적절한 파장의 광이 광원(101)으로부터 방사되게 된다. 광 정보 매체(7 또는 8)에 의해서 반사된 광(신호광 또는 재생광)은 DVD 및 CD에 공통하여 이용되는 광 검출기(10)에 입사한다.
광원(101)으로부터 광 정보 매체(107 또는 108)로 향하는 광로와, 광 정보 매체(107 또는 108)에서 반사된 광(신호광)이 광 검출기(110)로 향하는 광로는 편광빔 스플리터(103)가 표면에 형성된 프리즘에 의해 분기된다. 광원(101)으로부터 방사된 직선 편광을 P파라고 하면, 편광빔 스플리터(103)는 P파를 투과하도록 설계되어 있다. 편광빔 스플리터(103)를 투과한 P파는, 파장판(105)을 투과한 후, 광 정보 매체(107 또는 108)에서 반사되어, 상기 파장판(105)을 반대 방향으로 투과해서 되돌아간다. 되돌아간 광(신호광)은 편광빔 스플리터(103)에 입사할 때, P파의 편광축에 대략 직행하는 편광축을 갖는 S파 성분을 많이 포함한 편광 상태의 광으로 되어 있다. 편광빔 스플리터(103)는 S파를 반사하기 때문에, 신호광의 대부분은 광 검출기(10)의 방향으로 반사된다. 이 반사광은 홀로그램(109)에 의해서 회절되어, 광 검출기(10)에 입사한다.
도 13a는 파장판(105)의 평면 구성을 나타내고, 도 13b는 광원측으로부터 광 정보 매체(11)로 향하는 광과 광 정보 매체(11)로부터의 반사광이 파장판(105)을 왕복하는 모양을 도시한 도면, 도면 13c는 파장판(105)에 의한 편광 변환의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13a에 도시하는 바와 같이, 파장판(105)은 4개의 영역으로 나뉘어져 있다. 광축 중심에 대해 대칭인 위치에 각각 동일한 성질의 영역(영역 A 또는 영역 B)이 형성되어 있다. 2개의 영역 A는 X축 방향에 대하여 θ1의 각도를 이루는 방향으로 광학 이방성의 축(광학 축)을 갖고 있다. 한편, 영역 B는 X축 방향에 대하여 θ2의 각도를 이루는 방향으로 광학 이방성의 축(광학 축)을 갖고 있다.
또, 파장판(105)에 광원측으로부터 입사하는 직선 편광의 방향이 x축과 일치하고 있는 것으로 한다. 각도 θ1 및 θ2는 각각 x축 방향에 대하여 45°-α, 45°+α의 각도를 이룬다. 여기서, 0<α≤15°의 관계가 성립하고 있다. 본 실시예에 있어서의 영역 분할에 따르면, 광원(101)으로부터의 광 중 파장판(105)의 영역 A를 지나는 광은 렌즈(106)에 의해 집광된 후, 광 정보 매체(11)에서 반사된다. 반사광은 광축 중심에 대해서 대칭인 위치에 있는 영역 A를 지난다. 한편, 영역 B의 부분을 지나는 광은 마찬가지로 해서 광 정보 매체(11)에서 반사되어, 영역 B를 귀로로 통과한다.
파장판(105)의 굴절율 이방성을 Δn, 두께를 d, 파장을 λ라고 할 때, 파장판(105)의 리타데이션는 2πΔnd/λ로 표시된다. α=0이면, 파장판(105)에서의 영역 A와 영역 B는 동일한 광학적 성질을 갖게 된다. 이 경우, 파장판(105)의 리타데이션 2πΔnd/λ를 π/2에 동등한 값으로 설정하면, 파장판(105)은 종래의 1/4파장판과 동일한 기능을 발휘한다. 즉, x축 방향에 평행한 진동 방향을 가지는 직선 편광이 파장판(105)에 입사하면, 원 편광으로 변환되어 출사된다. 광 정보 매체(107 또는 108)에서 반사된 광(원 편광)이 다시 반대 방향으로 파장판(105)을 통과하면, y축 방향으로 편광 방향을 갖는 직선 편광으로 변환된다. 본 실시예에서는, α를 0 이외의 크기로 설정함으로써, 동일한 편광에 대한 영역 A 및 영역 B의 작용에 차를 발생시키고 있다.
도 13c는 파장판(105)에 의한 편광 상태의 변환의 과정을 나타낸다. α가 0 이 아니기 때문에, x축 방향으로 편광 방향을 가지는 직선 편광 Ⅰ는 파장판(105)을 투과하면, 원 편광으로부터 약간 어긋난 타원 편광으로 된다. 영역 A의 광학 이방성의 축(광학 축) 방향이 영역 B의 광학 이방성의 축(광학 축) 방향으로부터 시프트하고 있기 때문에, 영역 A를 투과한 타원 편광 Ⅱ와 영역 B를 투과한 타원 편광 Ⅱ 사이에는 도 13c에 나타내는 바와 같은 차이가 발생한다.
광 정보 매체(107 또는 108)가 복굴절성을 갖고 있지 않은 경우, 광 정보 매체(7 또는 8)에서 반사된 광(신호광)은 도 13c에 나타내는 타원 편광 Ⅲ으로 된다. 이 타원 편광 Ⅲ은 왕로 광의 편광 방향에 직교하는 방향으로 편광축을 갖는 직선 편광에 가까운 타원 편광이다. α=0이면, 광 정보 매체(107 또는 108)에서 반사된 광(신호광)은 직선 편광으로 변환된다.
한편, 광 정보 매체(107 또는 108)가 복굴절성을 갖는 경우, 도 13c에 나타내는 편광 Ⅲ'으로 되는 경우가 있다. 예컨대, 예를 들면 영역 A를 투과한 귀로 광의 편광 상태가, 광원(101)으로부터 나와 영역 A에 입사하는 왕로 광의 편광 상태와 대략 동등하게 되는 경우를 생각한다. 이 경우, 귀로 광은, 도 12에 나타내는 편광빔 스플리터(103)에서 반사되지 않고, 광원(101)으로 되돌아가 버리게 된다. 그러나, 이 경우에도, 영역 B를 투과한 귀로 광의 편광 상태는 영역 A를 투과한 귀로 광의 편광 상태와는 상이한 것으로 된다. 즉, 영역 B를 투과한 귀로 광은 편광빔 분할기(103)에서 반사되어 얻는 S파 성분을 포함한 타원 편광 상태로 된다. 이 때문에, 광 정보 매체(107 또는 108)의 복굴절량이 어떠한 값이더라도, 신호광이 완전한 없어지는 경우는 없다.
이러한 소자를 이용하는 것에 의해, 소위 「편광 광학계」라고 불리어지는 왕로 및 귀로의 전달 효율이 높은 광학계를 채용하더라도, 복굴절 디스크에 대한 플레이어빌리티가 높은 광학계를 실현할 수 있다.
또, 본 실시예에서 α를 15° 이하의 크기로 설정한 이유는, α을 지나치게 크게 하면, 극단적으로 다른 편광 상태가 혼합한 광이 형성되어 버리기 때문이다. 극단적으로 다른 편광 상태가 혼합한 광은 렌즈(106)에 의해서 집광되어 가게 된다. 이것은 편광 상태가 크게 다른 광을 합성하면, 광의 간섭성이 악화되기 때문이다.
본 실시예에서는, 광학 축의 방위로서, 입사광의 편광 방향에 대하여 45°를 이루는 방위를 기준으로 대칭인 각도 α로 변위시키고 있다. 일반적으로, 광디스크 기재의 복굴절은 한쪽의 극성으로 기울어져 있다. 이것을 고려하면, 광학 축의 중심(기준) 방향으로 오프셋 δ를 부여하더라도 된다. 즉, 영역 A의 광학 축을 입사광의 편광 방향으로부터 45°+δ+α만큼 회전시키고, 또한, 영역 B의 광학 축을 입사광의 편광 방향으로부터 45°+δ-α만큼 회전시키더라도 된다. 어느 영역이라도, 왕복으로 가능한 한 직교 상태에 가까운 편광 상태를 얻기 위해서, -15°≤δ≤15°의 관계가 성립하는 것이 바람직하다.
또, 분포형 파장판에 있어서의 각 영역의 광학 축의 방위는 2종류에 한정되지 않고, 3종류 이상이더라도 된다. 또한, 리타데이션는 90°일 필요는 없고, 90°의 정수배이어도 무방하고, 90°의 정수배에 오프셋을 가산한 값이더라도 무방하다. 예컨대, 파장판의 리타데이션을 DVD용의 광(파장 650㎚)에 대하여 1/4파장판 으로서 기능하는 값을 설정하면, CD용의 광(파장 800㎚)에 대해서는 약 1/4파장인 650/800배의 리타데이션이 발생하게 된다. 그러나, 분포형 파장판에 이용하는 재료가 갖고 있는 굴절률의 파장 의존성 등을 이용하면, 어느 쪽의 광에 대해서도, 거의 1/4파장판으로서 기능시키는 것이 가능해진다.
예컨대, DVD용의 파장 λ1을 갖는 광에 대하여, 파장판의 광학 이방성을 Δn1, CD용의 파장 λ2에 대하여 광학 이방성을 Δn2로 한다. 이 때, 이하의 수학식이 성립하도록, 파장판의 재료(본 실시예에서는 액정층)의 광학 파라미터를 설정하면, 상기 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112005021031185-PAT00010
이렇게 함으로써, 어느 파장에 대해서도 귀로의 효율을 최대한으로 할 수 있다. 또, 본 실시예에서는, 광원(101)이 DVD용의 광과 CD용의 광으로 방사하지만, 광원(101)이 방사하는 광의 종류는 이들에 안정되지 않는다. 블루 레이 등의 보다 짧은 파장을 갖는 광을 방사하는 광원을 이용하여도 된다.
(실시예 6)
도 14a 내지 도 14c를 참조하면서, 본 발명에 따른 분포 파장판의 다른 실시예를 설명한다.
먼저, 도 14a를 참조한다. 도 14a에 나타내는 분포 파장판(131)은 광학 축 의 방위가 서로 다른 복수개 영역 D3, D4가 교대로 배치되어 있다. 영역 D3, D4는 직사각형 형상을 갖고 있다.
도 14b에 나타내는 분포 파장판(132)은 광학 축의 방위가 서로 다른 복수개 영역 D5, D6이 행 및 열 형상(체커 마크 형상)으로 배열되어 있다.
광디스크 기재가 1/4파장판과 동일한 정도의 복굴절을 갖고 있는 경우, 도 13a의 분포 파장판(105)에 의하면, 영역 A 및 영역 B의 한쪽을 투과하는 광은 검출되지 않는다. 즉, 분포 파장판(105)을 투과하는 광 빔의 단면의 절반의 영역에 포함되는 정보가 결락된다. 정보의 결락이 발생하는 영역은 대각 위치에 존재하기 때문에, 피트 상(像)의 공간 주파수 특성이 열화된다. 바꿔 말하면, 광디스크 상에 존재하는 미세한 피트의 검출기면에서의 상(像) 재현성이 열화된다. 그 결과, 신호의 광량을 확보하는 것은 가능하더라도, 신호 파형에 왜곡이 발생하여, 재생 성능이 불충분하게 될 가능성이 있다.
도 14a 및 도 14b에 나타내는 바와 같은, 표면을 보다 미세한 다수의 영역으로 분할한 분포 파장판을 이용하면, 결락하는 부분이 작고, 또한, 분산되기 때문에, 재생 성능을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
또, 분포 파장판에 있어서의 영역 분할의 형태는 도 14a 및 도 14b에 나타내는 상기 형태에 한정되지 않는다. 광학 축의 방위가 다른 복수개 영역이 파장판의 면 내에 2차원적으로 배열되어 있으면, 각 영역의 형상 및 크기는 임의적이다.
도 14c에 나타내는 파장판(133)은 고리 띠 영역 D9와, 그 내측의 원형 영역 으로 분할되어 있다. 또한, 원형 영역은 광학 축의 방위가 다른 직사각형의 영역 D7, D8로 분할되어 있다. 영역 D7, D8의 광학 축의 방위는 각각, 예컨대 입사광의 편광 방향에 대하여 45°+α, 45°+α로 설정되어 있다. 또한, 고리 띠 영역 D9는 분할되어 있지 않고, 그 광학 축의 방위는 입사 편광 방향에 대하여 45°로 설정되어 있다.
고리 띠 영역 D9의 외주측의 직경(d2)은 DVD 등의 기록 밀도가 높은 광디스크에 이용되는 NA값이 높은 렌즈의 개구 직경에 상당한다. 한편, 고리 띠 영역 D9의 내주측의 직경(d1)은 CD 등의 보다 기록 밀도가 낮은 광디스크에 이용되는 NA값이 낮은 렌즈의 개구 직경에 상당한다. 도 14c의 분포형 파장판(133)을 이용하는 것에 의해, NA값이 낮은 렌즈를 이용하는 경우(CD 등의 기재 복굴절이 큰 매체가 사용되는 경우)에는, 양호한 재생 특성을 확보하는 한편, NA값이 높은 렌즈를 이용하는 경우의 공간 주파수 특성을 열화시키지 않는다.
(실시예 7)
도 15를 참조하면서, 본 발명에 따른 광디스크 장치의 다른 실시예를 설명한다. 도 15는 본 실시예의 광디스크 장치의 광 픽업의 주요부 구성을 도시하는 도면이다.
도 15에 도시되는 광 픽업은 복수의 종류의 광디스크에 데이터를 기록하거 나, 및/또는, 복수의 종류의 광디스크로부터 데이터를 판독할 수 있다.
이 장치는 파장이 서로 다른 복수의 광 빔을 형성하는 광원(141)을 구비하고 있다. 이 광원(141)은, 전형적으로는 복수의 반도체 레이저 칩을 포함할 수 있지만, 단일의 반도체 레이저 칩을 이용하여 서로 다른 파장의 광을 방사하도록 구성한 것이라도 된다.
이 광 픽업은, 광 빔을 집광하여, 광디스크의 신호면(139 또는 149) 상에 광 스포트를 형성하는 대물 렌즈(148)와, 광원(101)과 대물 렌즈(148) 사이에 배치된 홀로그램 소자(145) 및 파장판(146)과, 광디스크로부터 반사된 광 빔의 강도를 검출하는 광 검출기(143)를 구비하고 있다.
광원(101)으로부터 대물 렌지(148)에 이르는 광로와, 광디스크의 신호면(139 EH는 149)에서 반사되어 광 검출기(143)에 이르는 광로가 공통하는 부분에 있어서, 홀로그램 소자(145)가 배치되어 있다.
광 검출기(143)는 실리콘 칩 등의 반도체 기판에 형성되어 있으며, 파장 λ1 및 파장 λ2의 2종류의 레이저광을 출사하는 레이저 칩이 기판에 탑재되어 있다. 광 검출기(143)는 광전 효과에 의해서 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토다이오드로 구성되어 있다. 레이저 칩이 방사하는 레이저 광 중, 예컨대 파장 λ1은 약 650㎚이고, 파장 λ2는 800㎚이다. 예컨대, 파장 λ1의 레이저 광은 DVD용, 파장 λ2의 레이저 광은 CD용으로 이용된다.
레이저 칩으로부터 출사된 파장 λ1의 광은 콜리메이트 렌즈(144)에 의해서 평행광화된 후, 편광 소자(147)를 투과한다. 편광 소자(147)는 홀로그램 소자(145)와 파장판(146)이 일체화된 소자이다. 편광 소자(147)는 대물 렌즈(148)와 함께지지 부재(!37)에 부착되어 있고, 액츄에이터(138)에 의해서 대물 렌즈(18)과 함께 일체적으로 구동된다. 편광 소자(147)의 기능을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 먼저 파장판(146)이 분포 파장판이 아니라, 임의의 리타데이션을 나타내는 종래의 파장판인 경우에 대해서 설명한다.
편광 소자(147)를 투과한 광(파장 λ1)은 대물 렌즈(148)에 의해서 광디스크의 신호면(149) 상에 집광되고 반사된다. 반사광은 재차 대물 렌즈(148)를 지나서, 편광 소자(147)에 의해서 회절된다. 편광 소자(147)에서 회절된 광은 콜리메이트 렌즈(144)를 지나서 광 검출기(143)에 입사한다. 광 검출기(143)은 광량 변화에 따른 전기 신호를 생성하고, 이 전기 신호는 포커스 제어 신호, 트랙킹 제어 신호 및 RF 신호이다.
한편, 레이저 칩을 출사한 파장 λ2의 광도, 콜리메이트 렌즈(144)에 의해서 평행광화되어 편광 소자(147)를 투과한다. 편광 소자(147)를 투과한 광은 대물 렌즈(148)에 의해서 기재 두께가 상이한 광디스크의 신호면(139) 상에 집광되어, 신호면(139)에서 반사된다. 반사광은 재차 대물 렌즈(148)를 지나서 편광 소자(147)에서 회절된다. 회절된 광은 콜리메이트 렌즈(144)를 지나서 광 검출기(143)에 입사한다. 광 검출기(143)는 광량 변화에 따른 전기 신호를 생성하고, 이 전기 신호 는 포커스 제어 신호, 트랙킹 제어 신호 및 RF 신호이다.
도 16a 및 도 16b는 도 15의 편광 소자(147)로서, 종래의 편광 소자를 이용한 경우에 발생하는 회절의 편광 의존성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또, 이하의 설명에서 광원으로부터 디스크로 향하는 광의 광로를 광학계의 왕로라고 부르고, 디스크에서 반사하여 광 검출기로 향하는 광의 광로를 광학계의 귀로라고 부르는 것으로 한다.
도 16a는 파장 λ1의 광이 편광 소자(polarization element)(147)를 왕복로에서 통과하는 경우를 모식적으로 나타내고 있다. 광원측(도면 중 하측)으로부터 편광 소자(147)로 입사하는 파장 λ1의 광은, 예컨대, 지면에 평행한 편광 방향을 가지는 직선 편광이다. 이러한 광은 주기(周期) 구조(111)를 갖는 홀로그램 소자(145)를 투과할 수 있다. 홀로그램 소자(145)의 주기 구조(111)는 편광 의존성을 갖고 있으며, 편광 방향이 지면에 평행한 직선 편광(파장 λ1)이 홀로그램 소자(145)를 투과할 때, 주기 구조(111)의 입사 위치에 따라서 2Nπ(N은 0 이외의 정수)의 위상차가 투과광에 발생한다. N이 0이 아닌 점이, 종래 일반적으로 이용되는 편광 홀로그램 소자와 크게 상이하다. 홀로그램 소자(105)의 투과광에 발생하는 주기적인 위상차가 2π의 정수배에 동등(홀로그램 소자(5)에서 발생하는 광로차가 파장 λ1의 정수배에 동등)하기 때문에, 광의 회절 원리에 따라서, 파장 λ1의 광에 있어서는 주기 구조(111)로 회절하지 않은 조건(완전 투과 조건)을 만족하게 된다.
이렇게 하여 홀로그램 소자(145)를 투과한 광은, 다음에 파장판(146)을 통과한다. 파장판(146)은 파장 λ1의 광(650㎚)에 대하여, 5/4파장판으로서 기능한다. 이 때문에, 파장 λ1의 직선 편광은 파장판(146)에 의해서 원 편광으로 변환된다.
도시하지 않은 광디스크에서 반사되어 되돌아간 광(원 편광)은 파장판(146)에 의해서 직선 편광으로 변환된다. 이 직선 편광의 편광 방향(지면에 수직)은 광원측으로부터 홀로그램 소자(145)로 입사한 광의 편광 방향과 직교한다. 이러한 직선 편광에 대하여, 홀로그램 소자(145)의 주기 구조(111)는 입사 위치에 따라 (2M+1)π의 위상차(M은 정수)를 주기적으로 발생시킨다. 이 때문에, 이 직선 편광은 광의 회절 원리에 의해 완전 회절하는 조건으로 된다. 이론적으로는 홀로그램의 주기 구조에 의해 발생하는 광의 위상차를 φ라고 할 때, 홀로그램을 투과하는 0차 광의 투과율 T는 이하의 수학식 11
Figure 112005021031185-PAT00011
로 표시된다. 여기서, 위상차 φ를 (2M+1)π로 두면, T=0, 즉 완전 회절 조건을 만족하는 것을 의미한다.
다음에, 도 16b를 참조하면서, 파장 λ2의 광에 대하여, 종래의 편광 소자(107)의 동작을 설명한다. 도 16b에 도시하는 바와 같이, 광원측으로부터 홀로그램 소자(105)에 입사하는 파장 λ2의 광(편광 방향이 지면에 평행한 직선 편광)이 편광 소자(107)에 입사할 때, 홀로그램 소자자(145)의 동기 구조(111)에 의해 거의 2Nπλ1/λ2의 위상차가 발생한다. N은 0이 아니기 때문에, 발생하는 위상차는 0으로 되지 않는다. 또한, λ1=650㎚, λ2=800㎚이라고 할 때, N의 값을 상당히 크게 잡지 않으면, Nλ1/λ2가 정수로 되지 않는다. 이 때문에, 홀로그램 소자(145)에서는 완전 투과 조건으로부터 어긋남으로써, 파장 λ2의 광은 일부 회절된다.
λ1=650㎚(DVD용의 파장의 광), λ2=800㎚(CD용의 파장의 광), N=1이라고 할 때, 회절하지 않은 광(0차 광)의 투과 효율은 이하의 수학식 12
Figure 112005021031185-PAT00012
으로 표시된다. 수학식 12로부터, 입사한 광의 약 31%이 홀로그램 소자(145)에 의해서 회절되는 것을 알 수 있다.
이렇게 하여 홀로그램 소자(145)를 투과한 파장 λ2의 광은 다음에 파장판(146)을 통과한다. 파장판(146)은 파장 λ1(650㎚)의 광에 대하여 5/4파장판이기 때문에, 파장 λ2(800㎚)의 광에 대해서는 거의 1파장판으로서 기능한다. 이 때문에, 파장 λ2의 직선 편광은 파장판(106)에 의해서 편광 변환을 받지 않으므로 투과된다.
한편, 광디스크로부터 되돌아가는 파장 λ2의 광은 왕로와 마찬가지의 파장판(146)에서 편광 변환을 받지 않으므로, 홀로그램 소자(145)의 주기 구조(111)에 서 동일한 2Nπλ1/λ2의 위상차가 발생한다. 따라서, 파장 λ1의 광 또는 파장 λ2의 광 중 상대적으로 큰 파장을 가지는 광이 다른쪽의 광의 파장의 정수배(2배, 3배, …)의 크기를 가지지 않는 한, 양쪽의 광에 대한 회절광을 0으로 설정하는 것은 불가능하다.
λ1=650㎚(DVD용의 광), λ2=800㎚(CD용의 광), M=1이라고 할 때, ±1차 회절광의 각 회절 효율은 이하의 수학식 13
Figure 112005021031185-PAT00013
로 표시된다. ±1차 회절광 이외의 광은 거의 0차 광으로서 회절 격자를 투과한다.
또, 이 1차 회절 광률의 값은 디스크 기재의 복굴절이 없고, 기재에 의한 편광 영향을 받지 않는 경우이지만, 기재의 복굴절이 가장 높은 경우, 즉 CD의 기재가 1/4파장판과 거의 등가인 복굴절을 가지는 경우, 입사 시와 직교하는 방향의 직선 편광으로 된다. 이 경우는 ±1차 회절광의 회절 효율은 완전 회절 조건을 만족하기 때문에, 신호광의 광량이 오히려 증가하는 방향이다. 즉, 귀환 광량은 여러 편광 상태에 따라 변화되지만, 최악의 경우라도 0으로 되지 않는다.
이러한 편광 소자를 이용하는 것에 의해, DVD 등과 같이 기재 두께는 얇은 기재의 복굴절이 제조 과정에서 발생하기 어렵지만, 파장이 짧고 출력화가 곤란한 파장 λ1의 광에 대해서는 고효율이면서, 효율이 낮더라도 비교적 제작하기 쉬운 고 출력의 레이저로 광량을 커버할 수 있는 반면, 기재 두께가 두껍기 때문에, 생산 과정에서 광학적인 복굴절량이 많게 할 수 있기 쉬운 CD 등에 이용하는 파장 λ2의 광에 대해서는 기재가 갖는 복굴절성을 때문에, 편광 상태가 변화된 광이 디스크로부터 되돌아가 왔다고 해도, 신호 레벨이 0으로 되어 버리는 일은 없고, 안정하게 신호의 재생 및 제어를 할 수 있다.
또한, 이러한 편광 소자를 이용함으로써, 다른 규격의 광 기록 매체에 대응한 광 픽업을 컴팩트하게 구성할 수 있다. 왜냐하면, 종래 상기한 바와 같은 관점에서 다른 파장에 대하여 서로 독립된 광분기 소자를 이용하여 디스크로부터의 광을 광 검출기로 유도하고 있었던 것이 동일한 하나의 홀로그램 소자로 실현할 수 있기 때문에, 레이저 광원으로부터 광 기록 매체에 이르는 광로(왕로(往路))와 광 기록 매체로부터 광 검출기에 이르는 광로(귀로)를 완전히 공통화할 수 있어, 광학계의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 작은 공간으로 광학계를 수납할 수 있기 때문이다.
본 실시예에서는, 상기 구성을 갖는 장치에 있어서, 도 16a, 도 16b에 나타내는 바와 같은 파장판(146) 대신에, 분포형 파장판(146)을 이용한다.
편광 홀로그램(145)은, 광학계의 왕로에서는 레이저 광원(141)으로부터의 광의 편광 방향에 대하여 어느 파장의 광에 대해서도 광을 회절하지 않는다. 이 때문에, 전달 효율의 손실(loss)이 없고, 분포 파장판(146)에 의해서 대략 원 편광으로 되어, 광디스크의 신호면(139 또는 149)에 집광된다. 광디스크의 신호면(139 또는 149)에서 반사되어, 귀로에서 분포 파장판(146)을 다시 통과함으로써, 양쪽의 파장의 광도 왕로의 편광 방향과 직교하는 방향으로 대강 편광 주축을 갖는 광으로 된다. 편광 홀로그램(145)을 투과함으로써, 다른 파장의 광은 양쪽 모두 홀로그램(145)에 의해 높은 효율로 회절되어, 광 검출기(143)에 광이 유도된다. 이 경우, 그 신호 광량은 홀로그램의 편광성 회절 방향의 성분에 의존한다. 따라서, 복굴절이 큰 광디스크의 경우, 종래가 균일한 파장판에 의하면, 최악으로 신호 광량이 없어져 버리게 된다. 그러나, 본 실시예에서는, 분포 파장판(146)을 이용하고 있기 때문에, 높은 왕로 효율을 유지하면서, 광디스크의 복굴절 대책이 충분히 발휘된다.
증착이나 스퍼터, 에칭 등의 박막 형성·가공 프로세스에 의해, 분포 파장판(146) 상에 박막 구조를 형성하더라도 된다. 예컨대, 도 17a에 도시하는 바와 같이, 다른 파장의 광에 대하여 개구의 크기를 다르게 한 투과율 필터(152)를 분포 파장판(155) 상에 형성할 수 있다. 또한, 도 17b에 도시하는 바와 같이, 다른 기재 두께의 디스크에 대하여, 한쪽의 파장의 광을 평면파 그대로 투과하고, 별도의 파장의 광은 확산광으로 하는 것에 의해, 기재 두께 차이에 의해 발생하는 구면 수차를 보정하는 위상 필터(153)를 분포 파장판(156) 상에 형성하더라도 된다. 이러한 구성을 채용함으로써, 광 픽업을 더욱 소형화할 수 있다.
(실시예 8)
다음에, 도 18a 내지 도 18d를 참조하면서, 상기 각 실시예에서 바람직하게 사용되는 분포 파장판을 제조하는 방법의 실시예를 설명한다.
먼저, 도 18a에 도시하는 바와 같이, 예컨대 ITO로 형성된 투명 전극막(162a, 162b)이 표면에 형성된 투명 기판(161a, 161b)을 준비하고, 투명 도전막(162a, 162b) 상에 배향 재료를 도포해서 액정 배향막(163a, 163b)을 형성한다. 배향 재료로서는, 직선 편광의 자외선을 조사하여 노광함으로써, 그 편광 방향으로 배향성을 부여할 수 있는 광 배향막 재료를 이용한다.
다음에, 도 18b에 도시하는 바와 같이, 방위 θ1로 규정되는 방향으로 광학 축을 갖는 영역을 형성할 때, 다른 영역을 마스크(164a)로 덮은 상태에서, 방위 θ1의 방향으로 직선 편광된 자외선으로 조사한다. 반대로, 방위 θ2로 규정되는 방향으로 광학 축을 갖는 영역을 형성할 때는, 다른 영역을 마스크(164b)로 덮은 상태에서, 방위 θ2의 방향으로 직선 편광된 자외선으로 조사한다.
다음에, 도 18c에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(161a)과 투명 기판(161b)을 대향시켜 주변 부분을 접착제로 접합한 후, 자외선 경화 수지를 함유하는 액정 재료(167)를 개구부(166)로부터 내부로 주입한다. 액정 재료(167)가 주입되면, 액정 분자의 장쇄(長鎖) 축은 액정 배향막(163a, 163b)의 배향 규제 방향으로 가지런하게 된다.
액정층(168)의 배향을 더욱 균일하게 실행하기 위해서는, 투명 전극막(162a, 162b)에 전압을 인가함으로써, 액정층(168)에 전계를 미치게 하는 것이 바람직하다. 이러한 전계의 인가를 실행하지 않는 경우는, 투명 전극막(162a, 162b)을 마 련할 필요는 없다.
다음에, 도 18d에 도시하는 바와 같이, 액정층(168)에 무(無)편광의 자외선을 조사하여 액정층(168)을 경화시킨다.
액정의 배향 규제는, 일반적으로는, 폴리아미드계 합성 섬유 등이 미세한 직모(織毛)가 형성된 포(布)에서 일정 방향으로 배향막의 표면을 마찰시키는 것에 의해 실행된다. 그러나, 본 실시예에서는, 동일면 내에서 다른 방위로 배향시키기 위해서, 광 배향 기술을 이용하고 있다. 이러한 광 배향 기술에 의하면, 소망하는 배향 분포를 얻을 수 있다. 또, 투명 도전막(162a, 162b)의 적어도 한쪽은 분할되는 영역에 맞추어 패터닝되어 있더라도 무방하다. 투명 도전막(162a, 162b)을 패터닝해 두는 것에 의해, 영역마다 다른 전압을 인가하는 것이 가능하게 되어, 배향 상태를 영역마다 조절하기 쉬워진된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의하면, 광디스크 기재의 복굴절성에 상관없이, 필요한 검출 광량을 얻을 수 있기 때문에, 여러 종류의 광디스크에 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 픽업은, 하나로 복수의 다른 광 기록 매체에 적용할 수 있기 때문에, 소형 저비용이 요구되는 CD, DVD, 블루 레이 디스크 등 기록형 광디스크 장치에 적합하게 이용된다.
본 발명에 의하면, 광디스크 기재의 복굴절성이 어떠한 것이더라도, 복귀광의 복굴절 위상차에 분포(편차)가 존재하기 때문에, 검출 광량이 영으로 되지 않고, 신호의 판독 오류나 제어 어긋남을 없앨 수 있다. 또한, 2개의 광원을 갖는 구성에 대해서도, 각각의 광원에 따른 복굴절 대응이 가능하고, 동일한 광 검출기로 여러 종류의 광디스크에 대한 제어 신호나 재생 신호를 검출할 수 있다.
또한, (1) 대물 렌즈 및 편광성 광분기기에 광디스크의 반경 방향에 따른 편심이 있더라도, 또한, (2) 광디스크 기재에 경사가 있더라도, 또한, (3) 광 스포트가 광디스크의 기록/미 기록의 경계에 위치하여 인접 트랙의 영향을 받는 상태이더라도, 검출 신호의 연산에 의해, 오프 트랙이 발생하지 않는 트랙킹 제어가 가능해지는 광디스크 장치가 제공된다.

Claims (26)

  1. ① 광을 방사하는 광원, ② 상기 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, ③ 상기 광디스크에서 반사된 상기 광을 회절시키는 편광성 광분기기(polarized beam diffraction element), ④ 상기 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및, ⑤ 상기 광디스크와 상기 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판(wavelength plate)을 구비하는 광디스크 장치로서,
    상기 파장판은 복굴절 위상차 및 광학 축(optic axis)의 적어도 한쪽이 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역(birefringent regions)을 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 편광 상태를 입사광에 생기게 하는
    광디스크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장판에서의 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 방향의 광학 축을 갖고 있는 광디스크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 방사되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 제 1 영역의 복굴절 위상차가 λ/4+α, 상기 제 2 영역의 복굴절 위상차가 λ/4-α인 광디스크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 방사되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 제 1 영역의 복굴절 위상차가 λ/4+α, 상기 제 2 영역의 복굴절 위상차가 -3λ/4-α인 광디스크 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 α가 -λ/8<α<λ/8의 범위 내에 있는 광디스크 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 각각 직사각형의 형상을 갖고 있으며, 상기 파장판 내에서 교대로 배치되어 있는 광디스크 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 파장 λ1의 제 1 레이저광과, 파장 λ2의 제 2 레이저광(λ2>λ1)을 방사할 수 있는 광디스크 장치.
  8. ① 파장 λ1의 광 및 파장 λ2의 광(λ1은 λ2와 상이)을 방사하는 광원, ② 상기 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, ③ 상기 광디스크에서 반사된 상기 광을 회절시키는 편광성 광분기기, ④ 상기 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및, ⑤ 상기 광디스크와 상기 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판을 구비한 광디스크 장치로서,
    상기 광분기기 상에 있으며, 상기 광디스크의 직경 방향에 직교하고, 상기 대물 렌즈의 광축과 교차하는 직선을 L이라고 할 때,
    상기 광분기기는 적어도 영역 a1, 영역 a2, 영역 a3, 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3을 포함하되, 상기 영역 a1, 상기 영역 a2, 상기 영역 a3은 상기 직선 L에 대해서 상기 광분기기 상의 동일한 측에 있고, 상기 영역 A1, 상기 영역 A2, 상기 영역 A3은 상기 직선 L에 관하여 각각 상기 영역 a1, 상기 a2, 상기 a3의 대략 대칭 영역에 상당하며,
    상기 광 검출기는 적어도 2개의 영역 b 및 영역 B로 구분되고,
    파장 λ1의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 a3, 상기 영역 a1, 상기 영역 A2에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b에 투사되고, 상기 영역 A3, 상기 영역 A1, 상기 영역 a2에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B에 투사되며,
    파장 λ2의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 a3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B에 투사되고, 상기 영역 A3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b에 투사되며,
    상기 영역 b와 상기 영역 B의 각 검출 신호의 차분에 의해, 상기 광디스크의 트랙킹 에러 신호 또는 상기 트랙킹 에러 신호를 보정하는 보정 신호를 생성하는
    광디스크 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광 검출기는 적어도 2개의 영역 b', B'로 더 구분되며, 제 1 광원의 광 및 제 2 광원의 광에 대하여, 상기 광분기기의 영역 a3, a1, a2에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 영역 b'에 투사되고, 영역 A3, A1, A2에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 영역 B'에 투사되며, 영역 b'과 B'의 각 검출 신호의 차분에 의해 차분 신호를 생성하여, 상기 보정 신호에 적절한 계수값을 곱하여 해당 차분 신호를 가산하는 것에 의해, 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 생성하는 광디스크 장치.
  10. ① 파장 λ1의 광 및 파장 λ2의 광(λ1≒λ2)을 방사하는 광원, ② 상기 광을 광디스크의 신호면에 수속시키는 대물 렌즈, ③ 상기 광디스크에서 반사된 상기 광을 회절시키는 편광성 광분기기, ④ 상기 편광성 광분기기에 의해서 회절된 광을 검출하는 광 검출기, 및, ⑤ 상기 광디스크와 상기 편광성 광분기기 사이에 배치된 파장판을 구비한 광디스크 장치로서,
    상기 광분기기 상에 있고, 상기 광디스크의 직경 방향에 직교하며, 상기 대물 렌즈의 광축과 교차하는 직선을 L이라고 할 때,
    상기 광분기기는 적어도 8개의 영역 a1, 영역 a2, 영역 a3, 영역 a4, 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3, 영역 A4를 포함하되, 상기 영역 a1, 상기 영역 a2, 상기 영역 a3, 상기 영역 a4는 상기 직선 L에 대하여 동일한 측에 있고, 상기 영역 A1, 상기 영역 A2, 상기 영역 A3, 상기 영역 A4는 상기 직선 L에 대하여 각각 상기 영역 a1, 상기 영역 a2, 상기 영역 a3, 상기 영역 a4의 대략 대칭 영역에 상당하며,
    상기 광 검출기는 적어도 6개의 영역 b, 영역 B, 영역 b', 영역 B', 영역 b", 영역 B"로 구분되고,
    파장 λ1의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 A2, 상기 영역 a1에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b에 투사되고, 상기 영역 a2, 상기 영역 A1에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B에 투사되며, 상기 영역 b와 상기 영역 B의 각 검출 신호의 차분에 의해 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 생성하고,
    파장 λ2의 광 중, 상기 광분기기의 상기 영역 a3, 상기 영역 a4에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b'에 투사되고, 상기 영역 A3, 상기 영역 A4에 입사하는 광은 -1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B'에 투사되며, 상기 영역 b'과 상기 영역 B'의 각 검출 신호의 차분에 의해 차분 신호를 생성하고, 또한 상기 영역 a3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 b"에 투사되고, 상기 영역 A3에 입사하는 광은 1차 회절광을 파생하여 상기 광 검출기 상의 상기 영역 B"에 투사되고, 상기 영역 b"과 상기 영역 B"의 각 검출 신호의 차분에 의해 보정 신호를 생성하며,
    상기 보정 신호에 적절한 계수값을 곱하여 상기 차분 신호를 가산하는 것에 의해, 광디스크의 트랙킹 에러 신호를 생성하는
    광디스크 장치.
  11. 복굴절 위상차 및 광학 축(optic axis)의 적어도 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역(birefringent regions)을 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 편광 상태를 입사광에 생기게 하는
    광학 소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 영역은 평행한 광학 축(optic axis)을 갖고, 또한, 서로 다른 리타데이션을 갖고 있는 광학 소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 다른 방향의 광학 축(optic axis)을 갖고 있는 광학 소자.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 영역은 광축(optical axis)에 수직인 면 내에서 교대로 배열되어 있는 광학 소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 영역의 형상은 각각 직사각형 형상, 격자 형상, 및 고리 띠 형상 중 어느 하나인 광학 소자.
  16. 제 11 항에 있어서,
    편광성 필터를 더 구비하는 광학 소자.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 편광성 필터는 편광성 홀로그램인 광학 소자.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 광학 축은 입사하는 광의 편광 방향에 대하여 45°+δ±α(-10°<δ<10°, 0°<α≤15°)의 방위를 갖고,
    상기 제 2 영역의 광학 축은 입사하는 광의 편광 방향에 대하여 45°+δ-α의 방위를 갖는
    광학 소자.
  19. 제 18 항에 있어서,
    광학 소자를 왕복 통과하는 복수의 파장의 광 중 적어도 하나의 광의 파장에 대하여, 상기 복수의 복굴절 영역의 평균 리타데이션이 (2m+1)π/2(m은 정수)와 동 등하게 설정되어 있는 광학 소자.
  20. 제 19 항에 있어서,
    서로 다른 파장의 광에 대하여 동일한 리타데이션을 갖는 광 대역 파장판인 광학 소자.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 복굴절 영역의 일부의 광학 축은 입사하는 광의 편광 방향에 대하여 45° 정도를 갖고 있는 광학 소자.
  22. 청구항 11 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자를 구비하고 있는 광 픽업에 있어서,
    서로 다른 파장을 갖는 2종류 이상의 레이저광을 방사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 방사된 광을 광 정보 매체에 수속시키는 렌즈와,
    광 정보 매체로부터 반사된 광을 수광하는 광 검출기
    를 구비하되,
    상기 레이저 광원으로부터 상기 광 정보 매체로 향하는 광의 광로와, 상기 광 정보 매체로부터 상기 광 검출기로 향하는 광의 광로가 공통되는 부분에 위치하는
    광 픽업.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 광원 및 상기 광 검출기가 일체화되어 있는 광 픽업.
  24. 복굴절 위상차 및 광학 축의 적어도 한쪽이 서로 다른 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 2차원적으로 배열된 복수의 복굴절 영역(birefringent regions)을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 복수의 복굴절 영역이 입사광에 서로 다른 편광 상태를 생기게 하는 광학 소자를 제조하는 방법으로서,
    기판 상에 배향 규제 방향이 서로 다른 복수개 영역을 포함하는 배향막을 형성하는 공정(a)과,
    상기 배향막 상에 액정층을 형성하고, 상기 액정층의 배향 방향을 영역마다 규제하는 공정(b)
    을 포함하는 광학 소자의 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 공정(a)은,
    광 배향성을 갖는 막을 상기 배향막으로서 상기 기판 상에 형성하는 공정(a1)과,
    상기 배향막의 일부를 자외광으로 노광하여 제 1 배향 규제 방향을 규정하는 공정(a2)과,
    상기 배향막의 다른 부분을 자외광으로 노광하여 상기 제 1 배향 규제 방향과는 다른 제 2 배향 규제 방향을 규정하는 공정(a3)을 포함하는
    광학 소자의 제조 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 공정(b)은,
    자외선 경화제를 함유하는 액정층을 상기 배향막 상에 형성하여, 상기 제 1 및 제 2 배향 규제 방향의 각각에 의해서 배향을 규제하는 공정(b1)과,
    자외광을 조사하여 상기 액정층을 경화시키는 공정(b2)을 포함하는
    광학 소자의 제조 방법.
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