KR20060051215A - 광 픽업 - Google Patents

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KR20060051215A
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hologram
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마사히코 니시모토
야스유키 고치
신이치 이지마
다쿠야 오쿠다
마사유키 오노
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

광 픽업은 광빔을 각각 방출하는 두 개의 발광소자; 각 광빔을 0차 회절빔과 ±1차 회절빔으로 회절하는 회절격자; 회절된 빔을 평행하게 하는 콜리메이터 렌즈; 광기록매체의 기록면에 상기 평행하게 된 빔을 포커스하는 대물렌즈; 및 기록면으로부터 반사된 빔을 회절하는 홀로그램 광소자를 포함하고, 트래킹 에러 신호를 생성하는 홀로그램 광소자와 포커스 에러 신호를 생성하는 홀로그램 광소자는 서로 대향하도록 레이저 다이오드에 대해서 반대쪽에 배치된다.
광 픽업, 회절, 포커스 에러 신호, 트래킹 에러 신호, 홀로그램소자, 레이저 다이오드, 배치, 안정성

Description

광 픽업{OPTICAL PICKUP}
도 1은 종래기술에 따른 광 픽업의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그램 광소자(205)의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광전소자 그룹(202a 내지 202c)의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 픽업(2)의 동작을 도식적으로 보여주는 단면도로서, 도 5a는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 광기록매체(210)로 각각 방출되는 광의 경로를 보여주고, 도 5b는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 각각 방출되고 광기록매체(210)로부터 반사되어 광전소자 그룹(202a 내지 202c)에 도달하는 광의 경로를 보여준다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광전소자 그룹(202a 내지 202c)에 진입하는 광빔(501a)(501b)의 스폿을 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 픽업(7)의 동작을 도식적으로 보여주는 단면도로서, 도 8a는 레이저 다이오드(703a)(703b)로부터 광기록매체(710)로 각각 방출되는 광의 경로를 보여주고, 도 8b는 레이저 다이오드(703a)(703b)로부터 각각 방출되고 광기록매체(710)로부터 반사되어 광전소자 그룹(702a 내지 702c)에 도달하는 광의 경로를 보여준다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 회절격자의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광 픽업에 포함된 IC 기판의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 IC 기판(12)의 등가 회로 다이어그램을 보여준다.
본 발명은 기록과 재생을 위하여 서로 다른 파장의 광을 이용하는 광기록매체 상에 정보를 기록재생하는 광 픽업에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 높은 안정 성으로 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호 모두를 얻는 기술에 관한 것이다.
최근 들어, CD(Compact Discs)나 DVD와 같은 광기록매체가 널리 보급되고 있다. 광기록매체는 데이터를 기록 및 재생하는데 서로 다른 파장(예를 들어, CD에 대해서 780㎚ 내지 820㎚, DVD에 대해서 635㎚ 내지 680㎚)의 광을 이용한다. 사용자의 편의를 고려하면, 하나의 픽업이 서로 다른 기준에 근거한 광기록매체에 데이터를 기록 및 재생할 수 있는 것이 바람직하다.
도 1은 종래기술에 따른 광 픽업의 구조를 보여주는 사시도이다(예를 들어, 일본특허공개 제3518457호를 참조). 도 1에 도시된 바와 같이, 광 픽업(1)은 광원(101)(102), 미러(103), 홀로그램 광소자(104), 및 광전소자(105a 내지 105f)를 포함한다.
광원(101)(102)은 각각 650㎚와 780㎚의 파장을 갖는 광을 출력한다. 미러(103)는 광원(101)(102)으로부터 방출된 광을 홀로그램 광소자(104)에 가이드한다. 홀로그램 광소자(104)는 회절영역(104a)(104b)을 포함하며, 이들은 광원(101)(102)으로부터 방출된 광을 회절한다. 광전소자(105a 내지 105f)는 광기록매체(111)로부터 반사된 광을 수신한다.
광원(101)(102)으로부터 방출된 광은 광전소자(105a 내지 105f)로 진입한다. 포커스 에러 신호는 스폿 사이즈 검출(SSD)법에 의해 광전소자(105a 내지 105f)로부터 출력된 신호로부터 생성될 수 있고, 트래킹 에러 신호와 재생신호는 위상차검출(DPD)법에 의해 동일한 신호로부터 생성될 수 있다.
광원(102)으로부터 방출된 광에 대해서, 포커스 에러 신호는 SSD법에 의해 광전소자(105a, 105b, 105e 및 105f)로부터 출력된 신호로부터 생성될 수 있으며, 트래킹 신호와 재생신호는 3빔법이나 푸시-풀(PP)법에 의해 같은 신호부터 생성될 수 있다.
그러나, 종래기술에서, 양쪽 광원으로부터 동시에 안정된 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 얻는다는 것은 어렵다.
광기록매체 상에 정보를 기록하기 위해서는, 차동푸시풀(DPP)법 등으로 트래킹 에러 신호를 얻는 것이 필요하다. 그러나, 이 경우에서도, 안정된 신호는 광원 중 하나만으로부터 얻을 수 있다.
본 발명은 상기한 문제를 고려하여 이루어지는 것으로, 본 발명의 목적은 어떤 광원이 이용되느냐에 관계없이 높은 안정성을 갖고 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호 모두를 얻을 수 있는 다수의 광원을 구비한 광 픽업을 제공하는 것이다.
이들과 본 발명의 다른 목적, 이점 및 특징은 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 보다 명확하게 될 것이다.
상기한 목적은 광기록매체로부터 정보를 독출하는 광 픽업에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 광 픽업은 광빔을 각각 방출하는 두 개의 발광소자; 각 광빔을 0차 회절빔과 ±1차 회절빔으로 회절하는 회절격자; 회절된 빔을 평행하게 하는 콜리메이터 렌즈; 광기록매체의 기록면에 상기 평행하게 된 빔을 포커스하는 대물렌즈; 및 기록면으로부터 반사된 빔을 회절하는 홀로그램 광소자를 포함하고, 홀로그램 광소자는, 직각으로 교차하는 두 개의 직선으로 분할되고 각각 회절 영역이 서로 다른 회절각도를 갖는 4개의 회절영역을 구비하며, 홀로그램 광소자는, 회절격자에 의해 회절되고 상기 기록면으로부터 반사되는 상기 0차 회절빔의 주 광선이 두 개의 직선의 교차점을 통과하도록 배치된다.
이러한 구성에 의하면, 광기록매체의 종류에 관계없이 높은 안정성을 갖고 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성할 수 있다.
발광소자 중 하나는 발광소자 중 다른 하나로부터 방출되는 광빔의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 광빔을 방출하며, 더 짧은 파장을 갖는 광빔으로부터 회절격자에 의해 회절된 0차 회절빔의 주 광선은 광기록매체에 진입하기 전에 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과힐 수 있다. 광기록매체의 규격은 광빔의 파장이 감소함에 따라 더 높은 광학적 정교함을 필요로 한다. 설명된 구성에 의하면, 필요로 하는 광학적 정교함을 쉽게 얻을 수 있다.
여기서, 더 짧은 파장을 갖는 광빔을 방출하는 발광소자 중 하나, 콜리메이터 렌즈 및 홀로그램 광소자는, 더 짧은 파장을 갖는 광빔의 주 광선과 콜리메이터 렌즈의 광축이 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과하도록 배치된다.
광 픽업은 홀로그램 광소자에서 광기록매체로의 광 경로에 배치되는 1/4 지연판을 추가로 포함할 수 있고, 홀로그램 광소자는 편광 홀로그램 격자로, 앞으로 광기록매체에 도달할 광빔을 회절하지 않고 광기록매체로부터 이미 반사된 광빔을 회절하지 않도록 배치되며, 발광소자로부터 방출된 광빔은 광기록매체에 도달하기 전에 홀로그램 광소자에 의해 회절되지 않는다. 이것은 홀로그램 광소자에 의해 회 절된 높은 차수의 회절빔이 벗어난 광이 되어 노이즈의 원인이 되는 것을 방지한다.
콜리메이터 렌즈와 대물렌즈 사이의 거리는 콜리메이터 렌즈의 초점길이의 1/2보다 짧으며, 콜리메이터 렌즈는 대물렌즈에서 홀로그램 광소자까지의 광 경로에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 두 개의 발광소자로부터 방출되고 광기록매체로부터 반사된 광빔의 광강도 축은 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과할 수 있다.
콜리메이터 렌즈와 대물렌즈 사이의 거리는 콜리메이터 렌즈의 초점길이와 대물렌즈의 초점길이의 합보다 짧을 수 있다. 이러한 구성에 의해서도, 두 개의 발광소자로부터 방출되고 광기록매체로부터 반사된 광빔의 광강도 축은 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과할 수 있다.
여기서, 콜리메이터 렌즈와 대물렌즈 사이의 거리는 콜리메이터 렌즈의 초점길이의 1/2보다 길고, 홀로그램 광소자는 대물렌즈에서 콜리메이터 렌즈까지의 광 경로에 배치되는 것이 바람직하다.
4개의 회절영역 각각에서, 두 종류의 회절 서브-영역이 교대로 배열되어 줄무늬 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 발광소자를 샌드위치 하도록 배치된 광전소자는 서브-영역을 통과한 광빔을 수신할 수 있다.
광 픽업은 두 개의 발광소자로부터 방출되고 광기록매체로부터 반사되는 광빔을 수신하는 광전소자들을 추가로 포함할 수 있다. 설명된 구성에 의하면, 긱 빌광소자에 대해 광전소자를 준비할 필요가 없게 된다. 이것은 회로와 광 픽업을 축 소시킨다.
발광소자와 광전소자는 단일 IC 기판에 실장될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 발광소자와 광전소자를 높은 정교함으로 조립할 수 있다.
광 픽업은 바닥을 구비한 실린더 형상을 갖는 케이싱; 및 반투명으로 케이싱의 개구를 덮는 플레이트 부재를 추가로 포함할 수 있고, 케이싱은 발광소자, 광전소자 및 IC 기판을 포함하며, 회절격자는 플레이트 부재 위에 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 광 픽업을 보다 정교하게 조립할 수 있다.
포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호는 수신된 광빔의 강도에 따라 광전소자에 의해 출력된 신호로부터 생성될 수 있다. 따라서, 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 안정적으로 생성할 수 있다.
발광소자 중 하나는 단파장 발광소자로, 장파장 발광소자인 다른 발광소자로부터 방출되는 광빔의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 광빔을 방출하고, 더 짧은 파장을 갖는 광빔으로부터 회절격자에 의해 회절된 0차 회절빔의 주 광선은 광기록매체에 진입하기 전에 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과하고, 포커스 에러 신호는 광전소자 중에서 단파장 발광소자에 대해 장파장 발광소자의 다른 쪽에 배치된 광전소자로부터 출력되는 신호로부터 생성되며, 트래킹 에러 신호는 광전소자 중에서 장파장에 대해 단파장의 다른 쪽에 배치된 광전소자로부터 출력된 신호로부터 생성된다. 이러한 구성에 의하면, 포커스 에러 신호를 생성하는 회로와 트래킹 에러 신호를 생성하는 회로는 서로 분리될 수 있다. 따라서, 회로 구조가 간단해질 수 있다.
광 픽업은 광전소자로부터 출력되는 전류신호를 전압신호로 변환하고 전압신호를 증폭하는 변환 및 증폭회로를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 광 픽업이 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성하는 동안 야기될 수 있는 노이즈의 악영향을 줄일 수 있다.
발광소자, 광전소자, 및 변환 및 증폭회로는 단일 IC 기판에 실장될 수 있다. 따라서, 발광소자, 광전소자, 및 변환 및 증폭회로를 높은 정교함으로 조립할 수 있다.
두 개의 발광소자는 모놀리딕 레이저 다이오드로 구성됨으로써, 발광소자들이 상호 적절한 위치관계를 갖도록 두 개의 발광소자를 높은 정교함으로 조립할 수 있다.
회절격자는 두 개의 실질적으로 평행한 직선에 의해 중심부와 외측부로 분리되고, 0차 회절빔의 회절 효율은 외측부에서보다 중심부에서 더 높으며, 외측부에 형성된 격자는 직선을 비스듬하게 가로지를 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 0차 회절빔의 강도를 개선할 수 있다. 이것은 광기록매체의 기록과 재생 효율을 개선할 수 있다. 여기서, 광 픽업은, 중심부를 통과하는 0차 회절빔을 이용하여, 광기록매체 상에 정보를 기록하고 광기록매체에 기록된 정보를 재생하고, 외측부를 통과하는 ±1차 회절빔을 이용하여 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성하는 것이 바람직하다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 픽업을 설명한다.
1. 제 1 실시예
제 1 실시예에 따른 광 픽업은 2개의 발광소자를 구비하며, 그 특성이 서로 다른 4개의 영역을 갖는 홀로그램 광소자를 이용하여 높은 안정성을 갖는 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있다.
(1) 광 픽업의 구조
먼저, 제 1 실시예에 따른 광 픽업의 구조가 기술된다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다.
도 2가 보여주는 바와 같이, 광 픽업(2)은 IC 기판(201), 광전소자 그룹(202a 내지 202c), 레이저 다이오드(203a)(203b), 회절격자(204), 홀로그램 광소자(205), 콜리메이터 렌즈(206), 1/4 지연판(207), 및 대물렌즈(208)를 포함한다. 광 픽업은 광기록매체(210) 상에 정보를 기록하고, 광기록매체(210) 상에 기록된 정보를 재생한다.
레이저 다이오드(203a)는 DVD 규격에 따르고 650㎚의 파장을 갖는 광빔을 방출한다. 레이저 다이오드(203b)는 CD 규격을 따르고 780㎚의 파장을 갖는 광빔을 방출한다.
회절격자(204)는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출되는 광빔을 0차 회절빔(메임 빔)과 ±1차 회절빔(서브 빔)으로 회절시킨다.
홀로그램 광소자(205)는 직각으로 교차하는 2개의 직선으로 분리되는 4개의 영역을 포함하는 편광 홀로그램 격자이다. 4개의 영역은 서로 다른 회절각도를 갖 는다. 홀로그램 광소자(205)는 특정 편광각도를 갖는 광을 회절시키지만, 이 특정 각도와 직각을 이루는 편광각도를 갖는 광은 회절없이 전송한다.
콜리메이터 렌즈(206)는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광을 평행하게 한다.
1/4 지연판(207)은 선편광된 광을 원편광된 광으로 변환하거나 그 반대로 변환한다.
대물렌즈(208)는 광기록매체(210)의 기록면 상에 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광을 포커스하고, 광기록매체(210)로부터 반사된 광을 평행하게 한다.
광전소자 그룹(202a 내지 202c)은 홀로그램 광소자(205)에 의해 회절된 광을 수신한다. 광전소자 그룹(202a)(202b)은 트래킹 에러 신호를 생성하는데 이용되고, 광전소자 그룹(202c)은 포커스 에러 신호를 생성하는데 이용된다. 후술하는 바와 같이, 광전소자 그룹(202a 내지 202c)의 각각은 다수의 광전소자를 포함한다.
광전소자 그룹(202a 내지 202c)과 레이저 다이오드(203a)(203b)는 IC 기판(201) 상에 실장된다.
(2) 홀로그램 광소자(205)의 구조
홀로그램 광소자(205)의 구조가 이하 설명된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그램 광소자(205)의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다. 도 3이 보여주는 바와 같이, 평면도에서, 홀로그램 광소자(205)는 전체적으로 사각 형상을 가지며, 직각으로 교차하는 2개의 직선에 의해 4개의 직사각 영역(301 내지 304)으로 분할된다. 분할된 영역(301 내지 304)은 서로 다른 회절각도를 갖는다. 각 영역은 서로 다른 회절각도를 갖는 두 종류의 서브-영역을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영역(301)은 해칭된 직사각 서브-영역(그 중의 하나가 부호 "301a"로 표시된다)과 해칭되지 않은 서브-영역(그 중의 하나가 부호 "301b"로 표시된다)을 포함한다. 서브-영역(301a)(301b)은 교대로 배열되어 줄무늬를 형성한다. 같은 방법으로, 영역(302)은 서브-영역(302a)(302b)을 포함하고, 영역(303)은 서브-영역(303a)(303b)을 포함하며, 영역(304)은 서브-영역(304a)(304b)을 포함한다.
(3) 광전소자 그룹(202a 내지 202c)의 구조
광전소자 그룹(202a 내지 202c)의 구조의 다음에 설명된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광전소자 그룹(202a 내지 202c)의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다. 도 4가 보여주는 바와 같이, 광전소자 그룹(202a)은 4개의 광전소자(401a 내지 401d)를 포함하고, 광전소자 그룹(202b)은 4개의 광전소자(402a 내지 402d)를 포함한다. 광전소자 그룹(202c)은 4개의 광전소자(403a 내지 403d)를 포함한다. X표시(410a)(410b)는 각각 레이저 다이오드(203a)(203b)의 외견상의 발광점을 표시한다.
(4) 광학소자의 배열
광 픽업(2)에 포함된 광학소자의 배열이 다음에 기술된다.
도 2의 파선(220)이 보여주는 바와 같이, 광 픽업(2)의 부재들은 레이저 다 이오드(203a)로부터 방출된 빔의 주 광선, 홀로그램 광소자(205)의 중심점, 콜리메이터 렌즈(206)의 광축, 및 대물렌즈(208)의 광축이 실질적으로 동일한 직선에 있도록 배열된다. 여기서, 홀로그램 광소자(205)의 중심점은 홀로그램 광소자(205)를 4개의 영역으로 분할하는 2개의 직선의 교차점이다.
상기한 배열에 의하면, 레이저 다이오드(203a)로부터의 방출 빔의 주 광선은 홀로그램 광소자(205)의 중심점을 통과한다. 레이저 다이오드(203b)로부터의 방출 빔의 주 광선은 영역(301)(302) 사이의 경계선이나, 영역(303)(304) 사이의 경계선을 통과한다. 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출되고 광기록매체(210)로부터 반사되는 빔들의 주 광선 모두는 홀로그램 광소자(205)의 중심점을 통과한다. 환언하면, 반사된 광의 광강도 축이 홀로그램 광소자(205)의 중심점을 통과하도록 광학소자들이 배열된다.
이 경우, 콜리메이터 렌즈(206)의 초점길이가 f1이라고 하면, 콜리메이터 렌즈(206)와 대물렌즈(208) 사이의 거리는 f1의 1/2보다 적다.
레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광은 선편광된 광이다. 홀로그램 광소자(205)는, 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광을 회절하지 않고 광기록매체(210)로부터 반사된 광을 회절하도록 배치된다.
변형예로서, 1/4 지연판(207)은 홀로그램 광소자(205)로부터 콜리메이터 렌즈(206)까지의 광 경로에 배치될 수 있다.
(5) 광 픽업(2)에서 광빔의 광 경로
광 픽업(2)에서 광빔의 광 경로가 다음에 기술된다.
도 5a와 도 5b는 광 픽업(2)의 동작을 도식적으로 설명하는 단면도이다. 도 5a는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 광기록매체(210)로 각각 방출되는 광의 경로를 보여주고, 도 5b는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 각각 방출되고 광기록매체(210)로부터 반사되어 광전소자 그룹(202a 내지 202c)에 도달하는 광의 경로를 보여준다. 도 5a와 도 5b 모두에서, 실선은 레이저 다이오드(203a)부터 방출된 광을 표시하고, 파선은 레이저 다이오드(203b)로부터 방출된 광을 표시한다.
말할 필요없이, 레이저 다이오드(203a)(203b) 중의 하나만이 광기록매체의 종류에 따라 광을 방출하고, 레이저 다이오드(203a)(203b)는 결코 동시에 광을 방출하지 않는다. 구체적으로, 레이저 다이오드(203a)는 DVD에 데이터를 기록하거나 DVD에 기록된 데이터를 재생하기 위해 광을 방출하며, 레이저 다이오드(203b)는 CD에 데이터를 기록하거나 CD에 기록된 데이터를 재생하기 위하여 광을 방출한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(203a)로부터 방출된 광빔(501a)과 레이저 다이오드(203b)로부터 방출된 광빔(501b)은 각각 회절격자(204)에 의해 0차 회절빔(메인 빔)과 ±1차 회절빔(서브 빔, 도시되지 않음)으로 회절된다. 상기한 바와 같이, 광빔(501a)(501b)은 회절되지 않고 홀로그램 광소자(205)를 통과하고, 콜리메이터 렌즈(206)에 의해 평행하게 된다. 이 후, 광빔(501a)(501b)은 1/4 지연판(207)에 의해 원편광된 광으로 변환되고 대물렌즈(208)에 의해 광기록매체(210)의 기록면에 포커싱된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 광기록매체(210)로부터 반사된 광빔(501a)(501b)은 대물렌즈(208)에 의해 평행하게 되고, 1/4 지연판(207)에 의해 선편광된 광으로 변환된다. 여기서, 광빔(501a)(501b)에 의해 생성되는 선편광된 광의 편광각도는 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광의 편광각도와 직각을 형성한다. 이 후, 광빔(501a)(501b)은 콜리메이터 렌즈(206)를 통하여 홀로그램 광소자(205)에 진입한다. 여기서, 광빔(501a)(501b)의 주 광선은 홀로그램 광소자(205)의 중심점을 통과한다.
광빔(501a)(501b)은 홀로그램 광소자(205)에 의해 회절되어 그들의 각 방향을 X 방향 쪽으로 변한다. 여기서, 광빔(501a)(501b)의 방향은 각각 광빔(501a)(501b)이 홀로그램 광소자(205)의 어떤 영역에 진입하느냐에 따라 변한다. 즉, 홀로그램 광소자(205)의 영역(301)과 영역(302)에 진입한 광빔(501a)(501b)의 ±1차 회절빔은 광전소자 그룹(202a)(202c)으로 각각 안내된다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(303)과 영역(304)으로 진입한 광빔(501a)(501b)의 ±1차 회절빔은 광전소자 그룹(202b)(202c)으로 각각 안내된다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광전소자 그룹(202a 내지 202c)에 진입하는 광빔(501a)(501b)의 스폿을 보여주는 평면도이다. 도 6에서, 해칭되지 않은 도형은 광빔(501a)의 스폿을 표시하고, 해칭된 도형은 광빔(501b)의 스폿을 표시한다.
홀로그램 광소자(205)의 영역(301)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(601c), (604d)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(302)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(601d), (604c)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(303)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(602d), (603c)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(304)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(602c), (603d)를 형성한다.
홀로그램 광소자(205)의 영역(301)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(601a), (601e), (604b), 및 (604f)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(302)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(601b), (601f), (604a), 및 (604e)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(303)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(602b), (602f), (603a), 및 (603e)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(304)에 의해 회절되는 광빔(501a)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(602a), (602e), (603b), 및 (603f)를 형성한다.
홀로그램 광소자(205)의 영역(301)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(611c), (614d)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(302)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(611d), (614c)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(303)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(612d), (613c)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(304)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 메인 빔 부분은 각각 스폿(612c), (613d)를 형성한다.
홀로그램 광소자(205)의 영역(301)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(611a), (611e), (614b), 및 (614f)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(302)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(611b), (611f), (614a), 및 (614e)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역 (303)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(612b), (612f), (613a), 및 (613e)를 형성한다. 홀로그램 광소자(205)의 영역(304)에 의해 회절되는 광빔(501b)의 서브 빔 부분은 각각 스폿(612a), (612e), (613b), 및 (613f)를 형성한다.
(6) 포커스/트래킹 에러 신호의 생성
포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성하는 방법이 다음에 기술된다. 광 픽업(2)은 포커스 에러 신호를 이용하여 포커스 서보 제어를 수행하고, 트래킹 에러 신호를 이용하여 트래킹 서보 제어를 수행한다. 따라서, 광빔(501a)(501b)은 광기록매체(210)의 기록면 상의 기설정된 위치에 포커스될 수 있다.
(a) 포커스 에러 신호의 생성
먼저, 포커스 에러 신호를 생성하는 방법이 기술된다. 이 실시예에서, 포커스 에러 신호 FE는 스폿 사이즈 검출(SSD)법을 이용하여 다음의 식에 따라 생성된다.
FE = F1 - F2,
여기서, F1은 광전소자(403d)(403b)로부터의 출력신호의 합이고, F2는 광전소자(403e), (403c) 및 (403a)로부터의 출력신호의 합이다.
(b) 트래킹 에러 신호의 생성
다음, 트래킹 에러 신호를 생성하는 방법이 기술된다. 이 실시예에서, 트래킹 에러 신호 TE는 위상차 검출(DPD)법이나 차동 푸시-풀(DPP)법을 이용하여 생성된다. 위상차 검출법이 이용되면, 트래킹 에러 신호 TE는 다음의 식에 따라 생성된 다.
TE = (T1과 T4 사이의 위상 비교) + (T2와 T3 사이의 위상 비교)
여기서, 부호 T1 내지 T4는 각각 광전소자(401c), (401b), (402b), 및 (402c)로부터의 출력신호이다.
차동 푸시-풀법이 이용되면, 트래킹 에러 신호 TE는 다음의 식에 따라 생성된다.
TE = (T1 + T2) - (T3 + T4) - k(T5 - T6)
여기서, T1 내지 T4는 상기한 것과 동일하고, 부호 T5는 광전소자(401d)로부터의 출력신호와 광전소자(401a)로부터의 출력신호와의 합이다. 부호 T6은 광전소자(402d)로부터의 출력신호와 광전소자(402a)로부터의 출력신호와의 합이다. 부호 k는 광기록매체의 특성에 대응하는 상수이다.
(7) 광 픽업(2)의 특성
광 픽업(2)은 다음의 특성을 갖는다.
상기한 바와 같이, 콜리메이터 렌즈(206)와 대물렌즈(208) 사이의 거리는 콜리메이터 렌즈(206)의 초점길이의 1/2 보다 작다. 레이저 다이오드(203a)로부터 방출된 빔의 주 광선은 콜리메이터 렌즈(206)의 광축과 동일하다.
따라서, 반사된 광빔(501a)(501b)의 광강도 축은 홀로그램 광소자(205)의 중심점을 통과한다. 그러므로, 반사된 광빔(501a)(501b)은 동일하게 4개의 광빔으로 분할되어 광전소자 그룹(202a 내지 202c)에 진입한다. 그 결과, 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호는 광기록매체의 종류에 관계없이 적절하게 생성될 수 있다.
또한, 광 픽업(2)에서, 홀로그램 광소자(205)의 영역(301 내지 304) 각각은 줄무늬 패턴을 형성하도록 배열되고 서로 다른 회절각도를 갖는 두 종류의 서브-영역을 포함한다. 따라서, 2개의 스폿, 즉 광전소자 위에서 포커스되는 초점전(pre-focal-point) 회절스폿과 광전소자 아래에서 포커스되는 초점후(post-focal-point) 회절스폿이 광전소자에 진입한다.
따라서, 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광 모두에 대한 포커스 에러 신호는 광전소자 그룹(202c)만을 이용하여 생성될 수 있다. 같은 방법으로, 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광 모두에 대한 트래킹 에러 신호는 광전소자 그룹(202a)(202b)을 이용하여 생성될 수 있다. 그러므로, 트래킹 에러 신호와 관련한 광전소자의 개수와 포커스 에러 신호와 관련한 광전소자의 개수는 5개로 제한된다. 또한, 신호 처리 시스템은 간단해질 수 있다.
트래킹 에러 신호와 관련한 광전소자 그룹(202a)(202b)과, 포커스 에러 신호와 관련한 광전소자 그룹(202c)은 레이저 다이오드(203a)(203b)를 샌드위치 하도록 배치된다. 그러므로, 신호와 관련된 신호 시스템은 서로 분리될 수 있다.
상기한 바와 같이, 광 픽업(2)은 안정적으로 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 광 픽업(2)에서 편광 홀로그램 격자와 1/4 지연판이 이용되기 때문에 포커스/트래킹 에러 신호에 포함된 노이즈는 감소될 수 있다. 정상적인 홀로그램 격자가 편광 홀로그램 격자(205) 대신에 이용된다면, 레이저 다이오드(203a)(203b)로부터 방출된 광은 광기록매체(210)에 진입하기 전에 홀로그램 격자에 의해 회절될 것이다. 회절에 의해 생성된 ±1차 회절빔이 벗어난 광으로 광전소자에 진입한다면, 이들은 노이즈가 될 것이다. 반면에, 광 픽업(2)은 이러한 노이즈를 생성하지 않는다. 따라서, 광 픽업(2)은 포커스/트래킹 에러 신호에 포함된 노이즈를 감소할 수 있다.
2. 제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예가 다음에 설명된다. 제 1 실시예에 따른 광 픽업은 제 1 실시예에 따른 광 픽업과 거의 동일한 구조를 가지나, 광학소자의 배치는 다르다. 다음은 주로 그 차이를 기술한다.
(1) 광 픽업의 구조
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다. 도 7이 보여주는 바와 같이, 광 픽업(2)은, 상기한 광 픽업(2)이 포함하고 있는 것과 같이, IC 기판(701), 광전소자 그룹(702a 내지 702c), 레이저 다이오드(703a)(703b), 회절격자(704), 홀로그램 광소자(705), 콜리메이터 렌즈(706), 1/4 지연판(707), 및 대물렌즈(708)를 포함한다. 광 픽업은 광기록매체(710) 상에 정보를 기록하고, 광기록매체(710) 상에 기록된 정보를 재생한다.
홀로그램 광소자(705)는, 홀로그램 광소자(205)와 같이, 직각으로 교차하는 2개의 직선으로 분리되는 4개의 영역을 포함하는 편광 홀로그램 격자이다. 4개의 영역은 서로 다른 회절각도를 갖는다. 각 영역은 서로 다른 회절각도를 갖고 줄무늬를 형성하도록 배열되는 두 종류의 서브-영역을 포함한다.
레이저 다이오드(703a)는 DVD 규격에 따르고 650㎚의 파장을 갖는 광빔을 방 출한다. 레이저 다이오드(703b)는 CD 규격을 따르고 780㎚의 파장을 갖는 광빔을 방출한다. 도 7에서 파선(720)이 보여주는 바와 같이, 광 픽업(7)의 부재들은 레이저 다이오드(703a)로부터 방출된 빔의 주 광선, 홀로그램 광소자(705)의 중심점, 콜리메이터 렌즈(706)의 광축, 및 대물렌즈(708)의 광축이 실질적으로 동일한 직선에 있도록 배열된다.
제 1 실시예에서, 홀로그램 광소자(205)는 회절격자(204)에서 콜리메이터 렌즈(206)까지의 광 경로에 배치된다. 그러나, 제 2 실시예에서, 홀로그램 광소자(705)는 콜리메이터 렌즈(706)에서 1/4 지연판(707)까지의 광 경로에 배치된다.
콜리메이터 렌즈(706)와 대물렌즈(708) 사이의 거리 D는 다음의 범위 내에 있다.
f1/2 < D < f1 + f2,
여기서, f1과 f2는 각각 콜리메이터 렌즈(706)와 대물렌즈(708)의 초점길이이다. 콜리메이터 렌즈(706)와 대물렌즈(708)가 상기의 불균형을 만족하도록 배열되기 때문에, 레이저 다이오드(703a)(703b)에 의해 각각 방출되고 광기록매체(710)로부터 반사되는 광빔들로부터 회절격자(704)에 의해 생성되는 0차 회절빔의 광강도 축은 대물렌즈(708)에서 콜리메이터 렌즈(706)까지의 광 경로에서 서로 교차한다. 홀로그램 광소자(705)는, 홀로그램 광소자(705)의 중심점이 광강도 축의 교차점에 있도록 배치된다.
(2) 광 픽업(7)의 광빔의 광 경로
광 픽업(7)의 광빔의 광 경로가 다음에 설명된다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 픽업(7)의 동작을 도식적으로 보여주는 단면도이다. 도 8a는 레이저 다이오드(703a)(703b)로부터 광기록매체(710)로 각각 방출되는 광의 경로를 보여주고, 도 8b는 레이저 다이오드(703a)(703b)로부터 각각 방출되고 광기록매체(710)로부터 반사되어 광전소자 그룹(702a 내지 702c)에 도달하는 광의 경로를 보여준다. 도 5a와 도 5b 모두에서, 실선은 레이저 다이오드(703a)부터 방출된 광을 표시하고, 파선은 레이저 다이오드(703b)로부터 방출된 광을 표시한다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(703a)로부터 방출된 광빔(801a)과 레이저 다이오드(703b)로부터 방출된 광빔(801b)은 각각 회절격자(704)에 의해 0차 회절빔(메인 빔)과 ±1차 회절빔(서브 빔, 도시되지 않음)으로 회절된다. 상기한 바와 같이, 광빔(801a)(801b)은 콜리메이터 렌즈(206)에 의해 평행하게 되며, 회절되지 않고 홀로그램 광소자(205)를 통과한다. 이 후, 광빔(801a)(801b)은 1/4 지연판(707)에 의해 원편광된 광으로 변환되고 대물렌즈(708)에 의해 광기록매체(210)의 기록면에 포커스된다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 광기록매체(710)로부터 반사된 광빔(801a)(801b)은 대물렌즈(708)에 의해 평행하게 되고, 1/4 지연판(707)에 의해 선편광된 광으로 변환된다. 여기서, 광빔(801a)(801b)에 의해 생성되는 선편광된 광의 편광각도는 레이저 다이오드(703a)(703b)로부터 방출된 광의 편광각도와 직각을 형성한다. 이 후, 광빔(801a)(801b)은 홀로그램 광소자(705)를 통하여 콜리메이터 렌즈(706)에 진입한다. 여기서, 광빔(801a)(801b)의 주 광선은 홀로그램 광소자(705)의 중심점 을 통과한다.
광빔(801a)(801b)은 홀로그램 광소자(705)에 의해 회절되어 0차 회절빔과 ±1차 회절빔으로 회절된다. 따라서, 광빔(801a)(801b)은 그들의 각 방향을 X 방향 쪽으로 변화하고, 0차 회절빔과 ±1차 회절빔은 제 1 실시예에서 설명한 것과 동일한 방법으로 광전소자 그룹(702a 내지 702c)에 진입한다.
따라서, 광 픽업(7)은 광 픽업(2)과 동일한 효과를 실현할 수 있다.
3. 제 3 실시예
본 발명의 제 3 실시예가 다음에 설명된다. 제 3 실시예에 따른 광 픽업은 제 1 실시예에 따른 광 픽업과 거의 동일한 구조를 갖지만, 회절격자의 구조가 다르다. 다음은 주로 이 차이를 설명한다.
먼저, 광 픽업의 구조가 기술된다. 도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다. 도 9가 보여주는 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 광 픽업(2)이 포함하고 있는 것과 같이, IC 기판(901), 광전소자 그룹(902a 내지 902c), 레이저 다이오드(903a)(903b), 홀로그램 광소자(905), 콜리메이터 렌즈(906), 1/4 지연판(907), 및 대물렌즈(908)를 포함하고, 추가로 회절격자판(904)과 패키지(909)를 포함한다.
패키지(909)는 바닥을 구비한 실린더 형상이다. IC 기판(901)과, IC 기판(909)에 실장되는 광전소자 그룹(902a 내지 902c)과 레이저 다이오드(903a)(903b)는 패키지(909) 내측에 고정된다.
회절격자판(904)은 유리나 수지로 제작되고, 그 위치가 광 픽업(2)의 회절격 자(204)의 위치에 대응하는 회절격자(904g)를 포함한다. 회절격자판(904)은 패키지(909)의 개구를 덮도록 패키지(909)에 고정된다.
레이저 다이오드(903a), 회절격자(904g), 홀로그램 광소자(905), 콜리메이터 렌즈(906), 1/4 지연판(907), 및 대물렌즈(908)의 위치 관계는 상기한 광 픽업(2)과 동일하다.
설명된 구조에 의하면, 광 픽업에 포함된 부품의 개수가 감소될 수 있다. 따라서, 광 픽업을 단순화하고 축소할 수 있고, 픽업을 보다 정교하게 조립할 수 있다. 뿐만 아니라 이것은 코스트를 줄이기도 한다.
회절격자판과 패키지는 상기한 제 2 실시예에 따른 광 픽업에도 적용할 수 있다는 것에 유의하라. 이와 같이 함으로써, 동일한 효과를 실현할 수 있다.
4. 제 4 실시예
본 발명의 제 4 실시예가 다음에 설명된다. 제 4 실시예에 따른 광 픽업은 제 1 실시예에 따른 광 픽업과 거의 동일한 구조를 갖지만, 발광소자의 구조가 다르다. 다음은 주로 이 차이를 설명한다.
먼저, 도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 픽업의 구조를 도식적으로 보여주는 단면도이다. 도 10이 보여주는 바와 같이, 광 픽업(10)은 IC 기판(1001), 광전소자 그룹(1002a 내지 1002c), 레이저 다이오드(1003), 회절격자(1004), 홀로그램 광소자(1005), 콜리메이터 렌즈(1006), 1/4 지연판(1007), 및 대물렌즈(1008)를 포함한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 레이저 다이오드(1003)는 두 개의 레이저가 통합된 모놀리딕 이중파장 레이더 다이오드이다.
레이저 다이오드(1003)에 포함된 레이저 다이오드 중 하나, 회절격자(1004), 홀로그램 광소자(1005), 콜리메이터 렌즈(1006), 1/4 지연판(1007), 및 대물렌즈(1008)의 위치 관계는 상기한 제 1 실시예의 광 픽업(2)과 동일하다.
설명된 구조에 의하면, 두 개의 레이저 다이오드 사이에 가능한 에러는 반도체 공정 중에 야기된 확산 에러 정도이다. 이것은, 픽업을 보다 더 정교하게 조립할 수 있게 된다는 것을 의미한다. 또한, 이 구조에 의하면, 두 개의 다이오드 사이의 거리를 단축할 수 있다. 따라서, 광 픽업(10)은 안정적으로 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성할 수 있다.
두말할 필요없이, 이 구조는 상기한 제 2 및 제 3 실시예에도 적용하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
5. 제 5 실시예
본 발명의 제 5 실시예가 다음에 설명된다. 제 5 실시예에 따른 광 픽업은 제 1 실시예에 따른 광 픽업과 거의 동일한 구조를 갖지만, 회절격자의 구조가 다르다. 다음은 주로 이 차이를 설명한다.
먼저, 도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 회절격자의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다. 도 11이 보여주는 바와 같이, 회절격자(11)는 3개의 영역, 즉 영역(1101)(1102a)(1102b)을 구비하며, 이들은 경계선으로 두 개의 평행한 직선에 의해 서로 분리된다. 영역(1102a)(1102b)은, 각각 회절격자를 포함하는 회절격자 영역이고, 영역(1101)은 회절격자를 포함하지 않는 비격자 영역이다.
레이저 다이오드로부터 방출된 광빔 중 하나는 더 긴 파장을 가지며, 회절격자(11)에 의해 회절되어 0차 회절빔(1111M), +1차 회절빔(1111S1), 및 -1차 회절빔(1111S2)으로 된다. 레이저 다이오드로부터 방출된 광빔 중 다른 하나는 더 짧은 파장을 가지며, 회절격자(11)에 의해 회절되어 0차 회절빔(1112M), +1차 회절빔(1112S1), 및 -1차 회절빔(1112S2)으로 된다.
이 경우, 각 광빔의 광강도 축은 비격자 영역(1101)을 통과한다. 따라서, 0차 회절빔의 광강도는 회절격자가 비격자 영역(1101)에 형성되는 경우보다 더 높다.
광기록매체에 대한 기록 및 재생의 효율을 개선하기 위하여, 0차 회절빔(메인 빔)의 광강도를 개선할 필요가 있다. 제 5 실시예는 0차 회절빔의 광강도를 높일 수 있고, 이에 따라 기록 및 재생의 효율을 개선할 수 있다.
또한, 영역(1102a)(1102b)에 각각 포함된 격자의 깊이는 +1차 회절빔(1111S1)과 -1차 회절빔(1111S2)의 효율을 극대화하도록 설정된다.
따라서, 제 5 실시예는 광 픽업에 이용되는 광의 유용성을 개선할 수 있다.
영역(1102a)(1102b)의 격자들은 영역(1102a)과 영역(1101) 사이의 경계선 및 영역(1102b)과 영역(1101) 사이의 경계선에 사선이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 말할 필요없이, 상기한 구조를 갖는 회절격자(11)는 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 광 픽업 중 어느 것에든 적용되어 동일한 효과를 얻을 수 있다.
6. 제 6 실시예
본 발명의 제 6 실시예가 다음에 설명된다. 제 6 실시예에 따른 광 픽업은 제 1 실시예에 따른 광 픽업과 거의 동일한 구조를 갖지만, IC 기판의 구조가 다르다. 다음은 주로 이 차이를 설명한다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광 픽업에 포함된 IC 기판의 구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다. 도 12가 보여주는 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 IC 기판(201)과 동일한 방법으로, 광전소자들(1201a 내지 1201d), (1202a 내지 1202d), 및 (1203a 내지 1203d)는 제 6 실시예에 따라 IC 기판(12) 위에 배치된다. 후술하는 바와 같이, IC 기판(201)은 도시되지는 않았지만 전류-전압 변환 및 증폭회로도 포함한다.
광전소자들(1201a 내지 1201d), (1202a 내지 1202d), 및 (1203a 내지 1203d)는 각각 광기록매체로부터 반사되고 홀로그램 광소자에 의해 회절된 광빔을 수신한다. X표시(1210a)(1210b)는 각각 레이저 다이오드의 외견상의 발광점을 표시하는 것에 유의해야 한다.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 IC 기판(12)의 등가 회로 다이어그램을 보여준다. 도 13이 도시하는 바와 같이, IC 기판(12)은 전류-전압 변환 및 증폭회로(1301 내지 1308)(이하, 간단하게 "회로"라 함)를 포함한다.
회로(1301)는 광전소자(1201c)로부터 출력되는 신호를 변환 및 증폭하여 신호 T1을 생성한다. 회로(1302)는 광전소자(1201b)로부터 출력되는 신호를 변환 및 증폭하여 신호 T2을 생성한다. 회로(1303)는 광전소자(1202b)로부터 출력되는 신호를 변환 및 증폭하여 신호 T3을 생성한다. 회로(1304)는 광전소자(1202c)로부터 출력되는 신호를 변환 및 증폭하여 신호 T4를 생성한다.
회로(1305)는 광전소자(1201a)와 (1201d)로부터 출력되는 신호의 합을 변환 및 증폭하여 신호 T5를 생성한다. 회로(1306)는 광전소자(1202a)와 (1202d)로부터 출력되는 신호의 합을 변환 및 증폭하여 신호 T6을 생성한다.
회로(1307)는 광전소자(1203b)와 (1203d)로부터 출력되는 신호를 변환 및 증폭하여 신호 F1을 생성한다. 회로(1308)는 광전소자(1203c)와 (1203e)로부터 출력되는 신호를 변환 및 증폭하여 신호 F2를 생성한다. 상기한 바와 같이, IC 기판(12)은 광전소자들(1201a 내지 1201d), (1202a 내지 1202d), 및 (1203a 내지 1203d)로부터 출력되는 전류신호를 회로(1301 내지 1308)를 이용하여 전압신호로 변환한다. 이것은 출력신호를 외부 노이즈에 대해 보호한다. 또한, 회로(1301 내지 1308)는 IC 기판(12) 상에 실장되어 광기록매체의 기록 속도와 재생 속도를 개선할 수 있다.
말할 필요없이, IC 기판(12)은 제 2 내지 제 5 실시예 중 어느 것에든 적용되어 동일한 효과를 얻을 수 있다.
7. 변형예
본 발명은 여러 실시예에 근거하여 상기에 기술되었다. 그러나, 본 발명은 이 실시예들에 한정되지 않는다. 다음은 가능한 변형예이다.
(1) 상기한 실시예에서 언급되지는 않았지만, DVD 규격은 DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW 등 중 어느 것일 수 있다. 같은 방식으로, CD 규격은 CD, CD-ROM, CD-R, CD-RW 등 중 어느 것일 수 있다.
광 픽업이 두 규격에 따르는 경우에 이들이 어떤 규격이냐에 관계없이 본 발 명의 효과는 다음의 구조로 얻어질 수 있다. 즉, 더 짧은 파장을 갖는 광빔 중 하나에 대해서, 광기록매체로부터 반사된 광은 홀로그램 광소자의 중심점을 통과하고, 더 긴 파장을 갖는 광빔 중 다른 하나에 대해서, 광기록매체로부터 반사된 광은 홀로그램 광소자 위에 형성된 회절영역들 사이의 경계선을 통과한다.
본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 의하여 충분히 설명되었지만, 다양한 변경과 변형이 당업자에게는 자명하다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 이러한 변경과 변형은 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 한, 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따르면, 광기록매체의 종류에 관계없이 높은 안정성을 갖고 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성할 수 있다.

Claims (18)

  1. 광기록매체로부터 정보를 독출하는 광 픽업으로서,
    광빔을 각각 방출하는 두 개의 발광소자;
    각 광빔을 0차 회절빔과 ±1차 회절빔으로 회절하는 회절격자;
    상기 회절된 빔을 평행하게 하는 콜리메이터 렌즈;
    상기 광기록매체의 기록면에 상기 평행하게 된 빔을 포커스하는 대물렌즈; 및
    상기 기록면으로부터 반사된 빔을 회절하는 홀로그램 광소자를 포함하고,
    상기 홀로그램 광소자는, 직각으로 교차하는 두 개의 직선으로 분할되고 각각 회절 영역이 서로 다른 회절각도를 갖는 4개의 회절영역을 구비하며,
    상기 홀로그램 광소자는, 상기 회절격자에 의해 회절되고 상기 기록면으로부터 반사되는 상기 0차 회절빔의 주 광선이 상기 두 개의 직선의 교차점을 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광소자 중 하나는 상기 발광소자 중 다른 하나로부터 방출되는 광빔의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 광빔을 방출하며,
    상기 더 짧은 파장을 갖는 광빔으로부터 상기 회절격자에 의해 회절된 0차 회절빔의 주 광선은 상기 광기록매체에 진입하기 전에 상기 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과하는 것을 특징으로 하는 광 픽업,
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 더 짧은 파장을 갖는 광빔을 방출하는 상기 발광소자 중 하나, 상기 콜리메이터 렌즈 및 상기 홀로그램 광소자는, 상기 더 짧은 파장을 갖는 광빔의 상기 주 광선과 상기 콜리메이터 렌즈의 광축이 상기 홀로그램 광소자 상의 교차점을 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 홀로그램 광소자에서 상기 광기록매체로의 광 경로에 배치되는 1/4 지연판을 추가로 포함하고,
    상기 홀로그램 광소자는 편광 홀로그램 격자로, 앞으로 상기 광기록매체에 도달할 상기 광빔을 회절하지 않고 상기 광기록매체로부터 이미 반사된 상기 광빔을 회절하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈와 상기 대물렌즈 사이의 거리는 상기 콜리메이터 렌즈의 초점길이의 1/2보다 짧으며,
    상기 콜리메이터 렌즈는 상기 대물렌즈에서 상기 홀로그램 광소자까지의 광 경로에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈와 상기 대물렌즈 사이의 거리는 상기 콜리메이터 렌즈의 초점길이와 상기 대물렌즈의 초점길이의 합보다 짧은 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈와 상기 대물렌즈 사이의 거리는 상기 콜리메이터 렌즈의 초점길이의 1/2보다 길며,
    상기 홀로그램 광소자는 상기 대물렌즈에서 상기 콜리메이터 렌즈까지의 광 경로에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 4개의 회절영역 각각에서, 두 종류의 회절 서브-영역이 교대로 배열되어 줄무늬 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 두 개의 발광소자로부터 방출되고 상기 광기록매체로부터 반사되는 상기 광빔을 수신하는 광전소자들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 발광소자와 상기 광전소자는 단일 IC 기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  11. 청구항 10에 있어서,
    바닥을 구비한 실린더 형상을 갖는 케이싱; 및
    반투명으로 상기 케이싱의 개구를 덮는 플레이트 부재를 추가로 포함하며,
    상기 케이싱은 상기 발광소자, 상기 광전소자 및 상기 IC 기판을 포함하며,
    상기 회절격자는 상기 플레이트 부재 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호는 상기 수신된 광빔의 강도에 따라 상기 광전소자에 의해 출력된 신호로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 발광소자 중 하나는 단파장 발광소자로, 장파장 발광소자인 상기 다른 발광소자로부터 방출되는 광빔의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 광빔을 방출하고,
    상기 더 짧은 파장을 갖는 상기 광빔으로부터 상기 회절격자에 의해 회절된 0차 회절빔의 주 광선은 상기 광기록매체에 진입하기 전에 상기 홀로그램 광소자 상의 상기 교차점을 통과하고,
    포커스 에러 신호는 상기 광전소자 중에서 상기 단파장 발광소자에 대해 상기 장파장 발광소자의 다른 쪽에 배치된 광전소자로부터 출력되는 신호로부터 생성되며,
    트래킹 에러 신호는 상기 광전소자 중에서 상기 장파장에 대해 상기 단파장의 다른 쪽에 배치된 광전소자로부터 출력된 신호로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 광전소자로부터 출력되는 전류신호를 전압신호로 변환하고 상기 전압신호를 증폭하는 변환 및 증폭회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 발광소자, 상기 광전소자, 및 상기 변환 및 증폭회로는 단일 IC 기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 두 개의 발광소자는 모놀리딕 레이저 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 회절격자는 두 개의 실질적으로 평행한 직선에 의해 중심부와 외측부로 분리되고,
    상기 0차 회절빔의 회절 효율은 상기 외측부에서보다 상기 중심부에서 더 높으며,
    상기 외측부에 형성된 격자는 상기 직선을 비스듬하게 가로지르는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 광 픽업은, 상기 중심부를 통과하는 상기 0차 회절빔을 이용하여, 상기 광기록매체 상에 정보를 기록하고 상기 광기록매체에 기록된 정보를 재생하고, 상기 외측부를 통과하는 상기 ±1차 회절빔을 이용하여 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
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