KR20080017690A - Optical pick-up - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 DPP 법에 의해 트래킹 에러 신호를 검출하는 원리를 설명한 것이고,1 illustrates the principle of detecting a tracking error signal by the DPP method,
도 2는 3 beam DPP에 의해 발생하는 푸시풀 신호를 도시한 것이고,2 shows a push-pull signal generated by 3 beam DPP,
도 3은 하나의 액츄에이터에 장착된 2개의 대물 렌즈가 트랙 방향으로 배열된 경우 하나의 대물 렌즈가 디스크의 중심 축에서 벗어나 비축 배치된 예를 도시한 것이고,FIG. 3 shows an example in which one objective lens is stockpiled away from the center axis of the disc when two objective lenses mounted on one actuator are arranged in the track direction,
도 4는 다른 층에서 반사되는 노이즈 광이 포토 디텍터에 유입되는 상태를 도시한 것이고,4 illustrates a state in which noise light reflected from another layer flows into a photo detector,
도 5는 2개 이상의 기록 층이 있는 디스크에서 층간 간섭에 의해 트래킹 에러 신호가 왜곡되는 예를 도시한 것이고,5 illustrates an example in which a tracking error signal is distorted by interlayer interference in a disc having two or more recording layers.
도 6는 대물 렌즈가 비축 배치되고 3 beam에 의한 DPP 방법이 적용되는 경우 기록/미기록 경계에서 DPP 신호의 오프셋이 크게 되고 오프셋이 발생하는 구간이 길어지는 현상을 도시한 것이고,FIG. 6 illustrates a phenomenon in which the offset of the DPP signal is increased and the interval in which the offset occurs at the record / unrecorded boundary is increased when the objective lens is non-stocked and the 3 beam DPP method is applied.
도 7은 3 bema DPP 방법과 1 beam DPP 방법을 간략하게 비교하는 도면이고,7 is a view for briefly comparing the 3 bema DPP method and the 1 beam DPP method,
도 8은 1 beam DPP가 적용되는 광 픽업에 대한 일 실시예를 도시한 것이고,8 illustrates an embodiment of an optical pickup to which 1 beam DPP is applied;
도 9는 기록용 디스크에 입사하는 빔이 분기되는 형태를 도시한 것이고,9 shows a form in which a beam incident on a recording disk is branched,
도 10은 기록용 디스크에 입사하는 빔이 분기되어 이루는 베이스볼 패턴을 예시적으로 도시한 것이고,FIG. 10 exemplarily illustrates a baseball pattern formed by branching beams incident on a recording disc;
도 11은 디스크에서 반사되어 분기되는 빔으로부터 ac 성분이 제거된 서브 빔을 얻는 원리를 개략적으로 설명한 것이고,11 schematically illustrates the principle of obtaining a sub beam from which an ac component is removed from a beam reflected and branched from a disk,
도 12는 ac 성분이 제거된 서브 빔을 얻기 위한 회절 격자의 여러 실시예를 도시한 것으로,FIG. 12 illustrates various embodiments of a diffraction grating for obtaining a sub beam from which an ac component has been removed.
도 13은 도 12의 회절 격자에 의해 서브 빔의 푸시풀 신호에 dc 성분만 남고 ac 성분이 제거된 결과를 도시한 것이고,FIG. 13 illustrates the result of removing only the dc component and the ac component from the push-pull signal of the sub-beam by the diffraction grating of FIG. 12.
도 14는, 2층 이상의 광 디스크의 현재 층을 기록 또는 재생할 때 다른 층에서 반사되는 빔이 PDIC에 입사하는 예를 도시한 것이고,Fig. 14 shows an example where a beam reflected from another layer enters the PDIC when recording or playing back the current layer of two or more optical discs,
도 15는 일반적인 3 beam DPP를 사용하는 경우의 DOE 형상과 위치, 및 PD에서의 빔의 분포를 도시한 것이고,FIG. 15 illustrates DOE shapes and positions when a general 3-beam DPP is used, and distribution of beams in a PD.
도 16은 일반적인 3 beam DPP를 사용하는 경우 층간 간섭을 제거하기 위한 DOE의 여러 형태를 도시한 것이고,FIG. 16 illustrates various forms of DOE for removing interlayer interference when using a general 3 beam DPP.
도 17은 1 beam DPP를 사용하는 경우의 DOE 형상과 위치, 및 PD에서의 빔의 분포를 도시한 것이다.FIG. 17 shows DOE shape and position when using 1 beam DPP, and beam distribution in PD.
도 18은, 1 beam DPP에서 대물 렌즈가 래디얼 시프트 되지 않은 상태에서 서브 빔이 서브 셀의 중앙에 위치할 경우, 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 따른 트래킹 에러 신호의 오프셋의 변화를 도시한 것이고,18 illustrates a change in the offset of the tracking error signal according to the radial shift of the objective lens when the sub beam is positioned at the center of the subcell in the state where the objective lens is not radial shifted in 1 beam DPP.
도 19는, 1 beam DPP에서 대물 렌즈가 래디얼 시프트 되지 않은 상태에도 서 브 빔이 서브 셀의 중앙에 위치하지 않는 경우, 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 따른 트래킹 에러 신호의 오프셋의 변화를 도시한 것이고,19 illustrates a change in the offset of the tracking error signal according to the radial shift of the objective lens when the sub beam is not located at the center of the subcell even when the objective lens is not radially shifted in 1 beam DPP.
도 20은, 1 beam DPP를 위한 그레이팅과 층간 간섭 제거를 위한 DOE의 조합에 의해 PDIC에서의 서브 빔의 위치가 바뀌는 실시예를 도시한 것이고,20 illustrates an embodiment in which the position of a sub beam in a PDIC is changed by a combination of grating for 1 beam DPP and DOE for interlayer interference cancellation.
도 21은, 1 beam DPP를 위한 그레이팅과 층간 간섭 제거를 위한 DOE의 조합에 의해 PDIC에서의 서브 빔의 위치가 바뀌는 각 실시예에서, 서브 셀에서의 서브 빔의 이동 방향을 도시한 것이고,FIG. 21 illustrates the direction of movement of a subbeam in a subcell in each embodiment in which the position of the subbeam in the PDIC is changed by a combination of grating for 1 beam DPP and DOE for interlayer interference cancellation,
도 22는 층간 간섭 제거를 위한 DOE와 1 beam DPP용 회절 격자의 다양한 모양을 하나의 평면에 구현한 것이고,22 illustrates various shapes of a DOE and a diffraction grating for 1 beam DPP for interlayer interference cancellation in a single plane;
도 23은 회절 격자의 격자 방향과 회절 방향 및 blazed type의 HOE의 구현 예를 도시한 것이다.FIG. 23 shows an example of implementation of a grating direction, a diffraction direction, and a blazed type HOE of the diffraction grating.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100, 200, 300, 400 : 광 픽업 110, 210, 310, 410 : 광원(LD)100, 200, 300, 400:
120, 220, 320, 420 : 콜리메이터 렌즈 225 : 3 beam DPP용 그레이팅120, 220, 320, 420: collimator lens 225: grating for 3 beam DPP
130, 230, 330, 430 : 빔 스플리터 340, 440 : 1 beam DPP용 그레이팅130, 230, 330, 430:
250, 350, 450 : 회절 광 소자(DOE) 360 : 1/4 파장판(QWP)250, 350, 450: Diffraction optical element (DOE) 360: 1/4 wave plate (QWP)
170, 260, 370, 470 : 대물 렌즈(OL) 180, 280, 380, 480 : 센서 렌 즈170, 260, 370, 470: objective lens (OL) 180, 280, 380, 480: sensor lens
190, 290, 390, 490 : 광 검출 수단(PD)190, 290, 390, 490: light detecting means (PD)
본 발명은 광 픽업에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다른 층으로부터 노이즈가 서보 신호에 유입되는 것을 억제할 수 있도록 하는 광 픽업에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical pickup, and more particularly, to an optical pickup that can suppress noise from entering a servo signal from another layer.
74분 분량의 음악, 약 650Mbytes에 해당하는 데이터를 저장할 수 있는 광 저장 매체인 CD(Compact Disc)가 출시된 이래, 2시간 분량의 SD(Standard Definition) 급의 영화를 담을 수 있는 DVD(Digital Versatile Disc)가 널리 상용화되고 있고, HD(High Definition) 급의 영화를 저장할 수 있는 BD(Blu-ray Disc) 또는 HD-DVD가 머지 않아 시장에 등장할 예정이다.Since the launch of the Compact Disc (CD), an optical storage medium capable of storing 74 minutes of music and approximately 650 Mbytes of data, a DVD (Digital Versatile) that can hold 2 hours of standard definition (SD) movies Disc is widely commercialized, and a BD (Blu-ray Disc) or HD-DVD, which can store a high definition (HD) class movie, will soon appear in the market.
CD, DVD, BD 등과 같은 광 저장 매체는 광학적 특성을 이용하여 데이터를 저장하는 디스크 형태의 매체로, 광 픽업을 통해 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생한다. 광 저장 매체에는, 데이터가 이미 저장되어 있는 재생용 디스크와 기록 또는 재기록이 가능한 CD-R/RW, DVD-R/+R/-RW/+RW/RAM, BD-R/-RE 등의 기록용 디스크가 있다.Optical storage media such as CD, DVD, BD, and the like are disc-type media for storing data using optical characteristics, and record data on or reproduce recorded data on the disc through optical pickup. On an optical storage medium, recording discs for playback in which data is already stored, and CD-R / RW, DVD-R / + R / -RW / + RW / RAM, BD-R / -RE, etc. that can be recorded or rewritten There is a disk.
광 픽업은, 레이저 빔이 고속으로 회전하는 디스크 내의 트랙에 올바르게 초점 맺히도록 한 상태에서, 디스크에 데이터를 기록하거나 디스크로부터 데이터를 독출한다.The optical pickup writes data to or reads data from the disk, with the laser beam correctly focused on tracks in the disk rotating at high speed.
디스크에 맺히는 광 스폿(spot)의 위치 에러에 대응되는 포커싱 에러 신호와 트래킹 에러 신호와 같은 서보 신호를 얻고 상기 서보 신호를 기초로 광 스폿의 위치 에러를 정정할 수 있도록, 즉 서보 동작을 수행할 수 있도록, 광 픽업에는, 대물렌즈(Objective Lens), 빔 스플리터(Beam Splitter) 등의 광학 부품, 액츄에이터(Actuator), 베이스 등의 기구 부품, 및 레이저 다이오드(Laser Diode), 포토 디텍터(Photo Detector) 등의 전기 부품이 배치된다.It is possible to obtain a servo signal such as a focusing error signal and a tracking error signal corresponding to a position error of an optical spot formed on the disk, and to correct a position error of the optical spot based on the servo signal, that is, to perform a servo operation. The optical pickup includes an optical lens such as an objective lens, a beam splitter, an instrument part such as an actuator, a base, a laser diode, a photo detector, and the like. And electrical components are arranged.
포커싱 에러 신호의 검출에는 일반적으로 디스크의 종류, 기록/재생용 디스크에 관계없이 비점수차법이 사용된다. 트래킹 에러 신호의 검출과 관련해서는, 재생용 디스크의 경우에는 3-beam법, DPD(Differential Phase Detection) 법 등이 사용되고, 기록용 디스크의 경우에는 차동 푸시풀 방법(DPP : Differential Push-Pull)이 대표적으로 사용되고 있다.In general, astigmatism is used to detect a focusing error signal irrespective of the type of disc and the disc for recording / playback. Regarding the detection of the tracking error signal, a 3-beam method or a differential phase detection (DPD) method is used for a disc for playback, and a differential push-pull (DPP) method is used for a disc for recording. It is typically used.
도 1은 DPP 법에 의해 트래킹 에러 신호를 검출하는 원리를 설명하고 있다.1 illustrates the principle of detecting a tracking error signal by the DPP method.
DPP 법은, 종래의 1 빔 푸시풀 법을 개량한 것으로, 대물 렌즈의 래디얼(Radial) 방향으로의 이동이나 디스크의 틸트(Tilt)에 따라 발생하는 오프셋을 제거하고 안정된 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있는 방법이다.The DPP method is an improvement on the conventional one-beam push-pull method. The DPP method can detect a stable tracking error signal by eliminating offset caused by movement in the radial direction of the objective lens or tilt of the disk. That's how it is.
DPP 법에서는, 그레이팅(Grating)이라는 회절 소자를 통해 광원으로부터 출력되는 레이저 빔이 0차 회절광과 +/-1차 회절광 등 3개로 분리되고, 0차 회절광인 메인 빔이 디스크 트랙의 그루브(Groove)에 배치되어 있을 때 +/-1차 회절광의 서브 빔은 상기 메인 빔이 놓인 그루브에 인접한 랜드(Land)에 배치되도록(서브 빔이 메인 빔으로부터 1/2 트랙 피치(Pitch)만큼 떨어져 배치되도록) grating이 조절되고, 래디얼 방향을 기준으로 각 빔의 좌우의 차 신호를 기초로 트래킹 에러 신호가 검출된다.In the DPP method, a laser beam output from a light source through a diffractive element called grating is divided into three, such as 0th-order diffraction light and +/- 1st diffraction light, and the main beam, which is the 0th-order diffraction light, is formed in the groove of the disc track. When placed in a groove, the sub-beams of the +/- 1st diffraction light are arranged in a land adjacent to the groove in which the main beam is placed (the sub beam is placed 1/2 track pitch away from the main beam). The grating is adjusted, and a tracking error signal is detected based on the difference signal on the left and right of each beam with respect to the radial direction.
디스크에서 반사되는 메인 빔은 4 분할된(a, b, c, d) 메인 포토 디텍터에 수광되어 푸시풀 신호인 MPP(Main Push-Pull)((A+D)-(B+C))로 검출되고, 디스크에서 반사되는 각 서브 빔은 래디얼 방향으로 2 분할된(E1, E2)(F1, F2) 서브 포토 디텍터에 수광되어 SPP(Sub Push-Pull)((E1-E2)+(F1-F2)) 신호로 검출된다. 메인 빔과 서브 빔이 1/2 트랙 피치만큼 떨어져 배치되면, 도 2에 도시한 바와 같이 MPP와 SPP의 위상은 반대가 된다.The main beam reflected from the disk is received by a 4-divided (a, b, c, d) main photodetector to the push-pull signal, Main Push-Pull (MPA) ((A + D)-(B + C)). Each sub-beam detected and reflected from the disc is received by a sub-photo detector divided into two (E1, E2) (F1, F2) in the radial direction, so that the SPP (Sub Push-Pull) ((E1-E2) + (F1-) F2)) is detected as a signal. When the main beam and the sub beam are arranged apart by a half track pitch, the phases of the MPP and the SPP are reversed as shown in FIG.
틸트 또는 대물 렌즈의 래디얼 방향으로의 이동에 따라 MPP나 SPP 모두 같은 방향으로 오프셋 성분이 발생하므로, DPP=MPP-kㅧSPP(k는 비례 상수)에 따라 연산하면 오프셋 성분이 제거된 푸시풀 신호를 얻게 된다. 또한, MPP로부터 위상이 반대인 SPP를 빼줌으로써, 더 큰 진폭의 푸시풀 신호를 얻을 수 있다.Since both the MPP and the SPP generate offset components in the same direction as the tilt or the objective lens moves in the radial direction, a push-pull signal in which the offset component is removed when calculated according to DPP = MPP-k ㅧ SPP (k is a proportional constant) You get In addition, by subtracting the SPP that is out of phase from the MPP, a larger amplitude push-pull signal can be obtained.
일반적으로 DPP 법에서 MPP 신호에 사용되는 메인 빔과 SPP 신호에 사용되는 서브 빔의 광량 비는 1:5:1 내지 1:20:1 정도로 하여, 서브 빔을 메임 빔 대비 1/5 ~ 1/20 정도로 작게 한다. DPP를 구하는 식에서 비례 상수 k를 조절하여(예를 들어, 광량 비가 1:10:1인 경우 5) 오프셋을 제거한다.In general, in the DPP method, the ratio of light quantity between the main beam used for the MPP signal and the sub beam used for the SPP signal is about 1: 5: 1 to 1: 20: 1, so that the sub beam is 1/5 to 1 / Make it as small as 20 In the equation for DPP, the offset is adjusted by adjusting the proportional constant k (for example, 5 when the light ratio is 1: 10: 1).
앞서 설명한 바와 같이, DPP 법을 사용하기 위해서는 grating을 회전시키면서 +/-1 차 회절광인 서브 빔의 각도 조정이 필요한데, 조정 정도에 따라 신호의 특성이 영향을 받게 되는 단점이 있다.As described above, in order to use the DPP method, it is necessary to adjust the angle of the sub-beam, which is +/- 1 order diffracted light while rotating the grating. However, the characteristics of the signal are affected by the degree of adjustment.
즉, 메인 빔이 그루브(또는 랜드)에 있으면 서브 빔은 랜드(또는 그루브)에 있어야 하는데, 디스크의 종류마다 트랙 피치가 다를 수 있으므로 다른 트랙 피치 를 갖는 디스크에는 동시에 적용할 수 없게 된다.That is, if the main beam is in the groove (or land), the sub-beam should be in the land (or groove). Since the track pitch may be different for each type of disc, the sub beam cannot be applied simultaneously to discs having different track pitches.
BD 또는 HD-DVD가 등장하면서, CD, DVD, 및 BD(또는 HD-DVD)를 전부 재생 또는 기록할 수 있는 광 디스크 기록/재생 장치에 대한 요구가 커지고 있다. 하지만, CD, DVD, 및 BD의 기록/재생을 위한 대물 렌즈의 개구수가 차이가 많이 나기 때문에, 하나의 대물 렌즈만으로 세 가지 종류의 디스크를 모두 재생하기는 거의 불가능하다.With the advent of BD or HD-DVD, there is an increasing demand for an optical disc recording / reproducing apparatus capable of reproducing or recording all CDs, DVDs, and BDs (or HD-DVDs). However, since the numerical aperture of the objective lens for recording / reproducing CD, DVD, and BD varies greatly, it is almost impossible to reproduce all three types of discs with only one objective lens.
이러한 요구를 반영하여, 최근에는 액츄에이터에 2 개의 대물 렌즈, CD/DVD를 위한 대물 렌즈와 BD 또는 HD-DVD를 위한 대물 렌즈가 장착된 광 픽업이 개발되고 있다. 2 개의 대물 렌즈는 디스크의 트랙(탄젠셜) 방향 또는 내외주(래디얼) 방향으로 배열될 수 있는데, 내외주 방향으로 배열되는 경우 디스크의 최내주에 접근이 쉽지 않기 때문에, 주로 2개의 대물 렌즈가 트랙 방향으로 배열된 광 픽업이 개발되고 있다.In response to this demand, optical pickups have recently been developed in which an actuator is equipped with two objective lenses, an objective lens for CD / DVD, and an objective lens for BD or HD-DVD. The two objective lenses can be arranged in the track (tangential) direction or the inner and outer circumferential (radial) direction of the disc. When the two objective lenses are arranged in the inner and outer circumferential direction, the two inner lenses are not easily accessible. Optical pickups arranged in track direction have been developed.
도 3은 하나의 액츄에이터에 장착된 2개의 대물 렌즈가 트랙 방향으로 배열된 경우 하나의 대물 렌즈가 디스크의 중심 축에서 벗어나 비축 배치된 예를 도시한 것이다.FIG. 3 shows an example in which one objective lens is stockpiled away from the center axis of the disc when two objective lenses mounted on one actuator are arranged in the track direction.
도 3에서와 같이 2 개의 대물 렌즈가 트랙 방향으로 배열될 경우, 두 대물 렌즈 중 적어도 하나는 내외주를 잇는 축(디스크의 중심을 지나는 축)에서 벗어나게 된다. 디스크의 중심 축에서 벗어난 위치에 놓인 대물 렌즈를 이용하는 광학계에서, DPP 검출을 위한 메인 빔과 서브 빔의 트랙에서의 상대적 위치(서브 빔의 각도)는 광 픽업이 내주에서 외주로 이동하면서 변하게 되어, 서브 빔의 각도 조절이 의미가 없게 된다.When two objective lenses are arranged in the track direction as shown in FIG. 3, at least one of the two objective lenses deviates from the axis connecting the inner and outer circumferences (the axis passing through the center of the disk). In an optical system using an objective lens positioned off the central axis of the disc, the relative position (angle of the sub beam) in the tracks of the main beam and the sub beam for DPP detection changes as the optical pickup moves from the inner circumference to the outer circumference, The angle adjustment of the sub beams becomes meaningless.
한편, 저장 용량을 높이기 위해 둘 이상의 여러 기록 층을 형성한 멀티 레이어(Multi-layer) 구조가 DVD, BD 규격에 채택되었고, 또한 앞으로 개발될 고밀도 디스크의 경우에도 멀티 레이어 구조가 일반화될 것으로 예상된다.Meanwhile, a multi-layer structure in which two or more recording layers are formed to increase storage capacity has been adopted in the DVD and BD standards, and a multi-layer structure is expected to be generalized in the case of high density discs to be developed in the future. .
디스크의 밀도를 올리기 위해 레이저 빔의 파장이 짧아지고 대물 렌즈의 개구수(NA : Numerical Aperture)가 점점 커지고 있다. CD의 경우 780nm, NA=0.45, DVD의 경우 650nm, NA=0.6, BD의 경우 405nm, NA=0.85의 레이저 다이오드와 대물 렌즈가 채용된다.In order to increase the density of the disk, the wavelength of the laser beam is shortened and the numerical aperture (NA) of the objective lens is increasing. The laser diode and the objective lens of 780nm, NA = 0.45 for CD, 650nm for NA, 0.6 = NA, 405nm for BD, NA = 0.85 are adopted.
멀티 레이어 디스크에서 기록 층 사이의 간격은 대략 광 스폿의 초점 심도에 비례하게 결정되는데, 초점 심도는 레이저 빔의 파장에 비례하고 대물 렌즈의 개구수의 제곱에 반비례하므로, 기록 밀도가 올라갈수록 기록 층 사이의 간격도 좁아져야 한다.In multi-layer discs, the spacing between recording layers is determined approximately in proportion to the depth of focus of the light spot, which is proportional to the wavelength of the laser beam and inversely proportional to the square of the numerical aperture of the objective lens. The gap between them should also be narrow.
층 사이의 간격이 좁은 멀티 레이어 디스크에 대한 기록 또는 재생 동작을 수행할 때, 도 4에 도시한 바와 같이, 현재의 기록 층에 인접한 층에서 반사되는 빔, 즉 다른 층의 노이즈 광이 포토 디텍터에 쉽게 유입된다.When performing a recording or reproducing operation for a multi-layer disc having a narrow gap between layers, as shown in FIG. 4, a beam reflected from a layer adjacent to the current recording layer, that is, noise light of another layer, is transferred to the photo detector. It is easily introduced.
다른 층의 노이즈 광은, 메인 빔을 수광하는 메인 포토 디텍터와 서브 빔을 수광하는 서브 포토 디텍터에도 유입되어, 재생 신호 뿐만 아니라 서보 신호에도 영향을 준다. 특히, 상대적으로 광량이 작은 서브 빔을 이용하여 얻는 서보 신호에 더 큰 영향을 준다.The noise light of the other layer also flows into the main photo detector for receiving the main beam and the sub photo detector for receiving the sub beam, and affects not only the reproduction signal but also the servo signal. In particular, it has a greater influence on the servo signal obtained by using a sub beam having a relatively small amount of light.
도 5에 도시한 바와 같이, 다른 층으로부터의 노이즈 광에 의해 SPP 신호가 심하게 왜곡되고, SPP 신호를 기초로 계산되는 DPP, 즉 트래킹 에러 신호가 열화되는 문제가 발생한다. 즉, 2층 이상의 기록층을 갖는 디스크를 재생 또는 기록할 때, 도 4와 도 5에서와 같이, 다른 층으로부터 반사되는 빔으로 인해 재생 신호 및 서보 신호에 노이즈가 발생하고 이로 인해 재생 또는 기록 성능이 악화되고, 기록이 불가능하게 되는 경우도 있다.As shown in Fig. 5, a problem arises in that the SPP signal is severely distorted by the noise light from another layer, and the DPP, that is, the tracking error signal, which is calculated based on the SPP signal, deteriorates. That is, when reproducing or recording a disc having two or more recording layers, as shown in Figs. 4 and 5, the beams reflected from the other layers generate noise in the reproduction signal and the servo signal, which causes the reproduction or recording performance. It may deteriorate and recording may become impossible.
이에 대한 해결책으로 특수 편광 회절 소자를 이용하여 수광하는 빔의 일부를 제거하는 방식이 있다. 이 방식은 다른 층에서 반사되는 빛을 완전히 제거하기 위해 특수 회절 소자가 이용되는데, 특수 회절 소자에 의해, 다른 층에서 반사되는 빛이 제거될 뿐만 아니라, 기록/재생이 진행되는 현재 층에서 들어오는 빔의 일부도 회절하여 PDIC 상에 맺히는 빔 스폿(Spot)의 일부가 제거되거나 강도가 현저히 저하된다.As a solution to this, there is a method of removing a part of a beam received by using a special polarization diffraction element. This method uses a special diffraction element to completely remove the light reflected from the other layer. The special diffraction element not only removes the light reflected from the other layer, but also the incoming beam from the current layer where recording / playback proceeds. A portion of the beam is also diffracted so that a portion of the beam spot formed on the PDIC is removed or the intensity is significantly reduced.
이렇듯 제거되거나 강도가 저하되는 부분을 데드 존(dead zone)이라고 하는데, 대물 렌즈가 래디얼 시프트 할 때 이러한 dead zone에 의해 래디얼 시프트 구간에 따라 k값이 변하고, RF 신호 및 재생/기록 성능이 악화된다.The area that is removed or the intensity decreases is called a dead zone. When the objective lens is radial shifted, the dead zone changes the k value according to the radial shift period, and deteriorates the RF signal and playback / recording performance. .
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 멀티 레이어 디스크에서 층간 간섭을 줄여 안정적인 서보 신호를 얻고, 재생 또는 기록 성능을 향상시키는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce interlayer interference in a multilayer disk to obtain a stable servo signal and to improve playback or recording performance.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 층간 이동, 구면 수차 보정, 회절 소자의 피 치 변동, 또는 렌즈의 초점 거리(배율) 변동에 따라 발생하는 서브 빔의 위치 변동에 효과적으로 대응하는 수단을 제공하는데 있다.Further, another object of the present invention is to provide a means for effectively coping with the positional change of the sub-beam generated by the interlayer movement, the correction of spherical aberration, the pitch variation of the diffraction element, or the focal length (magnification) of the lens. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업은, 소정 파장의 빔을 방출하는 광원; 상기 광원에서 방출되는 빔을 광 저장 매체에 집광하는 대물 렌즈; 상기 광원에서 방출되는 빔 또는 상기 광 저장 매체에서 반사되는 빔을 투과시키거나 또는 반사시키는 빔 스플리터; 상기 광 저장 매체에서 반사하는 빔으로부터, 상기 광 저장 매체에 맺히는 빔의 트랙에서의 위치에 해당하는 성분이 없는 제 2 빔을 생성하는 제 1 회절 소자; 제 2 회절 소자; 상기 광 저장 매체에서 반사되는 빔에 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈; 및 상기 제 1 회절 소자와 제 2 회절 소자를 그대로 통과하는 제 1 빔을 수광하는 제 1 검출 수단과 상기 제 2 빔을 수광하는 2 개의 서브 검출 수단을 포함하여 구성되는 광 검출 수단을 포함하여 구성되고, 여기서, 상기 제 2 회절 소자는 기록 또는 재생이 진행 중인 광 저장 매체의 현재 층이 아닌 다른 층에서 반사되는 빔의 일부를 회절시켜 상기 광 검출 수단에 들어가지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.Optical pickup according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the light source for emitting a beam of a predetermined wavelength; An objective lens for condensing a beam emitted from the light source on an optical storage medium; A beam splitter for transmitting or reflecting a beam emitted from the light source or a beam reflected from the optical storage medium; A first diffraction element for generating, from the beam reflected in the optical storage medium, a second beam having no component corresponding to the position in the track of the beam bound to the optical storage medium; A second diffraction element; A sensor lens for generating astigmatism in the beam reflected from the optical storage medium; And light detecting means including first detection means for receiving the first beam passing through the first diffraction element and the second diffraction element and two sub detection means for receiving the second beam. Wherein the second diffractive element diffracts a part of the beam reflected from a layer other than the current layer of the optical storage medium in which recording or reproduction is in progress so as not to enter the light detecting means.
일 실시예에서, 제 1 회절 소자는 입사하는 빔의 일부를 회절시켜 상기 제 2 빔을 생성하는 제 1 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 상기 광 저장 매체에서 분기된 상태로 반사되는 빔 중 상기 광 저장 매체에 의해 회절하는 빔과 회절하지 않는 빔이 상기 제 1 회절 소자를 통과할 때 서로 중첩되는 영역을 포함하지 않는다.In one embodiment, the first diffractive element comprises a first region that diffracts a portion of the incident beam to produce the second beam, wherein the first region of the beams is reflected in a branched state from the optical storage medium. The beam diffracted by the optical storage medium and the beam diffracted do not include a region overlapping each other when passing through the first diffractive element.
또한, 일 실시예에서, 제 2 회절 소자는 입사하는 빔의 일부를 회절시키는 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 영역은 상기 다른 층에서 반사되는 빔 중에서 상기 광 검출 수단에 맺히게 될 빔이 상기 제 2 회절 소자를 통과하는 영역에 대응한다.Further, in one embodiment, the second diffractive element comprises a second region for diffracting a part of the incident beam, wherein the second region is a beam which will be bound to the light detecting means among the beams reflected from the other layer. Corresponds to the region passing through the second diffraction element.
또한, 일 실시예에서, 상기 제 1 영역의 격자 방향은 탄젠셜 방향 또는 래디얼 방향 중 어느 한 방향이고, 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 격자 방향이 90도를 이룬다.Further, in one embodiment, the lattice direction of the first region is either a tangential direction or a radial direction, and the lattice directions of the first region and the second region form 90 degrees.
또한, 일 실시예에서, 상기 제 1 영역은, 상기 광 저장 매체에서 반사되는 빔 중에서 상기 광 저장 매체에 의해 회절하는 빔이 상기 제 1 회절 소자를 통과하는 영역을 경계로 하는 직사각형 모양이거나, 또는 상기 광 저장 매체에서 반사되는 빔 중에서 상기 광 저장 매체에 의해 회절하는 빔과 회절하지 않는 빔이 상기 제 1 회절 소자를 통과할 때 만나는 4점 중에서 위쪽 2개의 점을 연결하는 선의 위쪽 영역과 아래쪽 2개의 점을 연결하는 선의 아래쪽 영역으로 구성될 수 있다.Further, in one embodiment, the first region is a rectangular shape bordering an region in which the beam diffracted by the optical storage medium passes through the first diffractive element among the beams reflected from the optical storage medium, or The upper region and the lower region of the line connecting the two upper points among the four points that are reflected by the optical storage medium and non-diffraction beams reflected from the optical storage medium pass through the first diffractive element. It can be composed of the area below the line connecting the two points.
또한, 일 실시예에서, 상기 제 2 영역은, 기록 또는 재생이 진행 중인 광 저장 매체의 현재 층이 아닌 다른 층에서 반사되는 빔 중에서 상기 서브 검출 수단에 맺히게 될 빔이 상기 제 2 회절 소자를 통과하는 영역에 대응한다.Further, in one embodiment, the second region is a beam that will be formed on the sub-detection means of the beam reflected from a layer other than the current layer of the optical storage medium in which recording or reproduction is in progress, passing through the second diffraction element. Corresponds to the region.
상기 제 1 회절 소자와 제 2 회절 소자는 하나의 소자로 구성될 수 있다.The first diffraction element and the second diffraction element may be composed of one element.
일 실시예에서, 상기 제 1 회절 소자는 상기 빔 스플리터와 상기 대물 렌즈 사이, 상기 빔 스플리터와 센서 렌즈 사이, 또는 상기 센서 렌즈와 광 검출 수단 사이 중 어느 하나에 위치할 수 있다. 상기 제 1 회절 소자가, 상기 빔 스플리터 와 상기 대물 렌즈 사이에 위치하는 경우, 상기 광 픽업은 상기 제 1 회절 소자와 상기 대물 렌즈 사이에 빔의 편광을 회전시키는 1/4 파장판을 더 포함하여 구성된다.In one embodiment, the first diffraction element may be located between the beam splitter and the objective lens, between the beam splitter and the sensor lens, or between the sensor lens and the light detecting means. When the first diffraction element is located between the beam splitter and the objective lens, the optical pickup further includes a quarter wave plate for rotating the polarization of the beam between the first diffraction element and the objective lens. It is composed.
또한, 일 실시예에서, 상기 제 2 회절 소자는, 상기 빔 스플리터와 상기 대물 렌즈 사이, 상기 빔 스플리터와 센서 렌즈 사이, 또는 상기 센서 렌즈와 광 검출 수단 사이 중 어느 하나에 위치할 수 있다. 상기 제 1 회절 소자나 제 2 회절 소자는, 상기 빔 스플리터와 상기 대물 렌즈 사이에 위치하는 경우, 상기 광원에서 방출되는 빔은 회절시키지 않고 상기 광 저장 매체에서 반사되는 빔만을 회절시키는데, 이를 위해 액정으로 제조될 수 있다.Further, in one embodiment, the second diffraction element may be located in any one of the beam splitter and the objective lens, between the beam splitter and the sensor lens, or between the sensor lens and the light detecting means. The first diffraction element or the second diffraction element, when positioned between the beam splitter and the objective lens, diffracts only the beam reflected from the optical storage medium without diffracting the beam emitted from the light source, so that the liquid crystal It can be prepared as.
또한, 일 실시예에서, 트래킹 에러 신호는 Mpp-k(Spp1+Spp2)에 의해 검출되고, k는 상기 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 따른 Mpp의 오프셋 변화와 Spp1과 Spp2의 오프셋 변화를 이용하여 계산된다.Further, in one embodiment, the tracking error signal is detected by Mpp-k (Spp1 + Spp2), and k is calculated using the offset change of Mpp and the offset change of Spp1 and Spp2 according to the radial shift of the objective lens. .
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
3 beam을 사용하는 DPP의 경우 서브 빔이 메인 빔에 비해 1/2 트랙 피치만큼 벗어난 상태로 디스크에 맺힌다. 대물 렌즈가 디스크의 중심 축에 위치하는 일반적인 경우에는 내외주에 상관 없이 메인 빔과 서브 빔의 상대적인 위치가 변함이 없다.In the case of DPP using 3 beams, the sub beams are formed on the disc with a half track pitch deviating from the main beams. In the general case where the objective lens is located on the center axis of the disc, the relative position of the main beam and the sub beam does not change regardless of the inner and outer circumferences.
하지만, 도 3과 같이 대물 렌즈가 디스크의 중심 축에서 벗어난 상태로 동작 하는 비축 배치의 경우, 내외주에 따라 트랙에서 메인 빔과 서브 빔의 상대적인 위치가 달라지게 된다. 이러한 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 디스크의 기록/미기록 경계에서 DPP 신호의 오프셋이 크게 되고, 오프셋이 발생하는 구간의 길이가 늘어나는 문제가 발생한다.However, as shown in FIG. 3, in the case of a non-axis arrangement in which the objective lens is operated off the center axis of the disc, relative positions of the main beam and the sub beam in the track vary according to inner and outer circumferences. In this case, as shown in Fig. 6, the offset of the DPP signal is increased at the recorded / unrecorded boundary of the disk, and the length of the section in which the offset occurs increases.
기록/미기록 영역의 차이는 반사율의 차이로 나타나는데, 3 beam을 이용하는 DPP 법에서 대물 렌즈가 기록/미기록 영역을 주행할 경우 각 영역에서 DPP 신호의 레벨 차이가 나타난다.The difference between the recorded and unrecorded areas is represented by the difference in reflectance. When the objective lens travels through the recorded and unrecorded areas in the DPP method using 3 beams, the level difference of the DPP signal appears in each area.
이러한 기록/미기록 경계에서 DPP 신호의 오프셋은 3 beam을 사용할 경우에 기록/미기록 영역에 진입하는 시간 차에 의해 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 디스크에는 하나의 빔만을 입사시키고, 소정의 회절 격자가 디스크의 트랙 구조에 의해 반사되어 분기되는 빔으로부터 메인 빔과 서브 빔을 생성하고, 상기 서브 빔을 이용하여 메인 빔의 푸시풀 신호에서 오프셋을 제거하는 방법, 일명 1 beam DPP 법이 본 발명의 출원인에 의해 다른 출원에서 제안되었는데, 이에 대해 설명한다.The offset of the DPP signal at this recorded / unrecorded boundary is caused by the time difference entering the recorded / unrecorded area when using 3 beams. In order to solve this problem, only one beam is incident on the disk, and a main diffraction grating generates a main beam and a sub beam from a beam reflected and branched by the track structure of the disk, and the main beam is used by using the sub beam. A method for removing an offset from a push-pull signal of A, a 1 beam DPP method has been proposed in another application by the applicant of the present invention, it will be described.
도 7은 3 beam DPP 방법과 1 beam DPP 방법을 비교하는 도면이다. 3 beam DPP 방법에서는 LD에서 방출되는 빔을 그레이팅을 통해 3개의 빔으로 나누어 디스크에 입사하고 3개의 빔이 디스크에서 반사되어 PD의 메인 셀과 서브 셀에 맺히게 되는데 반해, 1 beam DPP 방법에서는 디스크에는 메인 빔만이 입사하고 입사하는 빔이 디스크의 트랙 구조에 의해 분기된 상태로 반사되고 소정의 회절 격자에 의해 메인 빔과 ac 성분이 제거되는 2개의 서브 빔이 되어 PD의 메인 셀과 서브 셀에 맺 힌다.7 is a diagram comparing a 3 beam DPP method and a 1 beam DPP method. In the three beam DPP method, the beam emitted from the LD is divided into three beams through the grating, and the three beams are reflected from the disk to form the main and subcells of the PD. Only the main beam is incident and the incident beam is reflected in a branched state by the track structure of the disk, and becomes two sub beams in which the main beam and ac components are removed by a predetermined diffraction grating, thereby forming the main and sub cells of the PD. It is.
DPP에서 서브 빔을 사용하는 주된 목적은 대물 렌즈의 래디얼 시프트(Radial Shift) 등에 의해 메인 빔에 발생하는 오프셋을 제거하기 위한 것으로, 서브 빔의 푸시풀 신호에 발생하는 ac 성분에 의한 DPP 신호 레벨의 증가는 부차적인 효과이다.The main purpose of using a subbeam in DPP is to remove offsets generated in the main beam by radial shift of an objective lens, and so on. The increase is a secondary effect.
본 발명의 출원인이 제안한 방법에서, 디스크의 트랙 구조(트랙의 랜드/그루브가 회절 격자 역할을 하여)에 의해 반사되어 분기되는 빔은 회절 격자를 그대로 통과하여 메인 빔이 되고, 회절 격자 내의 소정 모양의 패턴에 의해 회절되는 빔은 서브 빔이 된다.In the method proposed by the applicant of the present invention, the beam reflected and branched by the track structure of the disc (land / groove of the track serves as a diffraction grating) is passed through the diffraction grating as it is to become a main beam, and a predetermined shape in the diffraction grating. The beam diffracted by the pattern of becomes a sub beam.
회절 격자를 그대로 통과하는 메인 빔은 디스크에 맺히는 빔의 트랙에서의 위치를 반영하는 ac 성분과 대물 렌즈의 래디얼 시프트 양을 반영하는 dc 성분을 모두 포함하므로, 메인 빔의 푸시풀 신호에는 ac 성분과 dc 성분이 모두 나타난다.The main beam passing through the diffraction grating as it contains both the ac component reflecting the position of the beam on the disk and the dc component reflecting the amount of radial shift of the objective lens. All dc components appear.
상기 회절 격자 내의 패턴은 디스크의 트랙 구조에 의해 반사되어 분기되는 빔 중에서 상기 ac 성분에 해당하는 빔을 제외하고 상기 dc 성분(오프셋)에 해당하는 빔만을 회절시키도록 하는 모양을 갖는다. 따라서, 상기 패턴에 의해 회절되어 생성되는 서브 빔의 푸시풀 신호에는 dc 성분만이 나타난다.The pattern in the diffraction grating is shaped to diffract only the beam corresponding to the dc component (offset) except for the beam corresponding to the ac component among the beams reflected and branched by the track structure of the disk. Therefore, only the dc component appears in the push-pull signal of the sub-beam diffracted and generated by the pattern.
따라서, 서브 빔의 푸시풀 신호를 이용하여, 회절 격자를 그대로 통과하는 메인 빔의 푸시풀 신호에 나타나는 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 해당하는 오프셋을 효과적으로 제거할 수 있다.Therefore, by using the push-pull signal of the sub-beam, the offset corresponding to the radial shift of the objective lens appearing in the push-pull signal of the main beam passing through the diffraction grating can be effectively removed.
도 8은 상기 방법이 적용되는 광 픽업의 구성을 도시한 것이다.8 shows a configuration of an optical pickup to which the above method is applied.
도 8의 광 픽업(100)은, 광원(110), 콜리메이터 렌즈(Collimator lens)(120), 빔 스플리터(Beam Splitter)(130), 회절 격자(140), 1/4 파장판(QWP : Quarter Wave Plate)(160), 대물 렌즈(170), 센서(Sensor) 렌즈(180), 및 광 검출 수단(또는 PD)(190)을 포함하여 구성된다. 대물 렌즈(170)의 초점이 맺히는 쪽에 디스크가 장착된다.The
광원(110)은 레이저 빔을 방출하고, 콜리메이터 렌즈(120)는 광원에서 방출되는 빔을 평행 광으로 변환한다. 광 분기 수단인 빔 스플리터(130)는 입사되는 빔의 편광 방향에 따라 콜리메이터 렌즈(120)로부터 입사 빔을 회절 격자로 투과시키고, 디스크로부터 반사되는 빔을 센서 렌즈(170)로 반사시킨다.The
빔의 편광을 회전시키는 1/4 파장판(160)은, 광원(110)에서 방출되는 직선 편광의 빔, 예를 들어 p 편광의 빔을 원형 편광의 빔으로 변환시키고, 또한 디스크에서 다른 원형 편광으로 반사되는 빔을 다른 직선 편광의 빔, 예를 들어 s 편광의 빔으로 변환시킨다.The
대물렌즈(170)를 통해 디스크에 집속되는 빔은 랜드/그루브 구조를 가지는 디스크에 의해 반사 및 회절되어 0차 빔과 +1차 빔이 되어 다시 대물렌즈(170)로 향하게 된다. 디스크에서 반사된 원형 편광의 빔은 대물렌즈(170)를 통하여 평행 빔으로 전환되고, 1/4 파장판(160)을 경유하면서 직선 편광으로 변한다. 센서 렌즈(180)는 디스크에서 반사되어 빔 스플리터(130)에서 경로가 바뀌면서 입사되는 빔에 대하여 비점을 발생시켜 광 검출 수단(190)으로 전달한다.The beam focused on the disk through the
회절 격자(140)는, 디스크에 반사되어 분기되면서 생성되는 회절 빔들의 원 형 패턴에서 ㅁ1차 빔의 원형 패턴 영역과 0차 빔의 원형 패턴이 중첩되는 영역이 광 검출 수단(190)의 서브 빔에 대한 PD 셀에 수광되지 않도록 격자 패턴이 형성된다.The
즉, 디스크에서 반사되어 분기되는 빔은 회절 격자(140)를 통해 메인 빔과 서브 빔이 되는데, 회절 격자(140)를 그대로 통과하는 메인 빔은 광 검출 수단(190), 즉 수광 소자의 메인 셀(Main cell)에 수광되어 MPP 신호가 되고, 회절 격자(140) 내의 소정 모양의 패턴에 의해 회절되어 생성되는 2개의 서브 빔은 광 검출 수단(190)의 서브 셀에 수광되어 제 1 SPP(SPP1) 신호와 제 2 SPP(SPP2) 신호가 된다.That is, the beam reflected and branched from the disk becomes the main beam and the sub beam through the
MPP 신호와 SPP 신호의 검출을 위해, 상기 광 검출 수단(190)의 메인 셀은 래디얼 방향과 탄젠셜 방향에 대응하는 방향으로 각각 적어도 2 분할되어 있고, 상기 광 검출 수단(190)의 서브 셀은 래디얼 방향에 대응하는 방향으로 적어도 2 분할된다.In order to detect the MPP signal and the SPP signal, the main cell of the
도 9는 기록용 디스크에 입사하는 빔이 분기되는 형태를 예시적으로 도시한 것이다.9 exemplarily shows a form in which a beam incident on a recording disk is branched.
대물 렌즈를 통과해 기록용 디스크에 입사되는 빔을 대물 렌즈의 초점 거리에서 바라보면, 도 9에 도시한 바와 같이 +1차 빔, 0차 빔, -1차 빔으로 나뉘어진다. 이는 소정의 트랙 피치(TP)를 갖는 기록용 디스크의 트랙(랜드/그루브) 구조에 의한 것으로, 기록용 디스크의 랜드와 그루브는 단면이 요철 모양을 형성하여 회절 격자와 같은 효과를 일으키기 때문이다.When the beam incident through the objective lens and incident on the recording disk is viewed from the focal length of the objective lens, as shown in FIG. 9, the beam is divided into a + 1st order beam, a 0th order beam, and a -1st order beam. This is due to the track (land / groove) structure of the recording disc having a predetermined track pitch TP, which is because lands and grooves of the recording disc have an irregular shape in cross section, which produces an effect such as a diffraction grating.
디스크에서 반사되어 분기되는 0차 빔(b2), +1차 빔(b1), -1차 빔(b3)은 원형 패턴을 이루어 대물 렌즈로 향하는데, 상기 빔들이 이루는 원형 패턴의 크기는 대물 렌즈의 EPD(Entrance Pupil Diameter)와 동일한 값을 갖는다. 대물 렌즈의 초점을 f, 개구수를 NA라고 하면, EPD는 2ㅧfㅧNA이다.The 0th order beam (b2), the + 1st order beam (b1), and the -1st order beam (b3) reflected and branched from the disk form a circular pattern and directed to the objective lens, and the size of the circular pattern formed by the beams is the objective lens. It has the same value as the EPD (Entrance Pupil Diameter). If the focus of the objective lens is f and the numerical aperture is NA, the EPD is 2 ㅧ f ㅧ NA.
또한, +1차 빔(b1)과 -1차 빔(b3)은 도 9에서와 같이 좌우로 이동하는데, 이동량은 디스크의 트랙 피치를 Tp, 레이저 빔의 파장을 λ라고 했을 경우 fㅧλㅧTp가 된다.In addition, the + 1st order beam b1 and the -1st order beam b3 move left and right as shown in FIG. 9, and the movement amount is f ㅧ λ ㅧ when the track pitch of the disk is Tp and the wavelength of the laser beam is λ. Tp.
가운데 0차 빔의 원형 패턴(P2)은 디스크의 트랙 구조에 의해 좌우로 이동하는 +1차 빔에 의한 원형 패턴(P1)과 -1차 빔에 의한 원형 패턴(P3)과 일부분이 겹쳐서 도 10에서와 같은 패턴을 형성하는데, 야구 공의 모양을 닮았다고 하여 베이스볼 패턴이라 한다.The circular pattern P2 of the center 0th order beam is partially overlapped with the circular pattern P1 by the + 1st order beam moving left and right by the track structure of the disk and the circular pattern P3 by the -1st order beam. It forms the same pattern as the one, which is called the baseball pattern because it resembles the shape of a baseball.
이때, 디스크 종류에 따라 원형 패턴(P1, P2, P3)의 크기, 겹치는 정도가 상이한데, BD나 DVD-RW의 경우 상기 이동량이 크기 때문에 겹치는 정도가 상대적으로 작아 도 10과 같은 패턴이 형성된다. 푸시풀 신호(3 빔 DPP의 경우 MPP와 SPP 신호)에서 ac 성분은 도 10의 베이스볼 패턴에서 0차 빔과 +/- 1차 빔이 겹치는 부분(빗금친 부분)에 의해 발생한다.At this time, the size and the degree of overlap of the circular patterns (P1, P2, P3) are different depending on the type of disc. In the case of BD or DVD-RW, since the movement amount is large, the overlapping degree is relatively small, thereby forming a pattern as shown in FIG. . In the push-pull signal (MPP and SPP signal in the case of 3-beam DPP), the ac component is generated by the portion (hatched) where the 0th order beam and the +/- 1st order beam overlap in the baseball pattern of FIG.
도 11은 디스크에서 반사되어 분기되는 빔으로부터 ac 성분이 제거되는 서브 빔을 얻는 원리를 개략적으로 설명한 것이다.FIG. 11 schematically illustrates the principle of obtaining a sub beam from which an ac component is removed from a beam reflected and branched from a disk.
디스크에 입사되는 빔은 디스크 트랙 구조에 의해 3개의 빔으로 회절하는데, 상기 회절하는 3개의 빔 중 중앙의 빔은 0차 빔, 상기 0차 빔을 기준으로 좌우에 형성되는 빔은 +/-1차 빔으로 정의된다. 상기 디스크에 입사되는 빔으로부터 분리되어 형성되는 3개의 빔(0차 빔과 +/-1차 빔)은 일부 영역(P7)이 서로 겹쳐서 도 10과 같은 베이스볼 패턴을 형성한다.The beam incident on the disk is diffracted into three beams by the disk track structure, wherein the center beam of the three diffracted beams is the 0th order beam, and the beams formed at the left and right sides of the 0th order beam are +/- 1. Is defined as the secondary beam. The three beams (0th order beam and +/- 1st order beam) formed separately from the beam incident on the disk form a baseball pattern as shown in FIG. 10 by overlapping some regions P7.
이때, 도 11에서 일 실시예로 도시된 회절 격자는, 베이스볼 패턴에서 0차 빔과 +/-1차 빔이 겹치는 부분을 제외한 0차 빔(P5)만을 회절시켜 서브 빔을 위한 포토 디텍터에 수광되도록 하고, 0차 빔과 +/-1차 빔이 겹치는 부분을 포함하여 +/-1차 빔(P4, P6, P7)은 상기 서브 빔을 위한 포토 디텍터에 수광되지 않도록, 그 패턴이 설계된다.In this case, the diffraction grating illustrated as an embodiment in FIG. 11 diffracts only the 0th order beam P5 except for the portion where the 0th order beam and the +/- 1st order beam overlap in the baseball pattern, and receives the photodetector for the subbeam. And the pattern is designed such that the +/- 1st beams P4, P6, P7, including the portion where the 0th and +/- 1st beams overlap, are not received by the photo detector for the subbeam. .
하지만, 회절 격자를 그대로 통과한 메인 빔은 회절 격자의 패턴에 상관 없이 베이스볼 패턴을 그대로 반영하여, 메인 빔의 푸시풀 신호(MPP)에는 ac 성분과 dc 성분(오프셋)이 모두 나타난다.However, the main beam passing through the diffraction grating as it is reflects the baseball pattern regardless of the pattern of the diffraction grating, so that both the ac component and the dc component (offset) appear in the push-pull signal (MPP) of the main beam.
베이스볼 패턴에서 0차 빔과 +/-1차 빔이 겹치는 부분을 제외한 0차 빔(P5)은 회절 격자의 빗금친 영역의 패턴에 의해 회절하여 서브 빔을 위한 포토 디텍터에 수광되므로, 서브 빔의 푸시풀 신호(SPP)에는 ac 성분이 나타나지 않고, 메인 빔의 오프셋만 나타난다.Since the 0th order beam P5 except for the portion where the 0th order beam and the +/- 1st order beam overlap in the baseball pattern is diffracted by the pattern of the hatched area of the diffraction grating, it is received by the photo detector for the subbeam. The ac component does not appear in the push-pull signal SPP, but only the offset of the main beam.
이에, 메인 빔의 푸시풀 신호(MPP)에서 ac가 제거된 서브 빔의 푸시풀 신호(SPP)를 빼줌으로써, 3 빔을 디스크에 맺히는 3 beam 방법을 사용하지 않고서도 오프셋이 제거된 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있다.Accordingly, by subtracting the push-pull signal SPP of the sub-beam from which ac has been removed from the push-pull signal MPP of the main beam, the tracking error signal from which the offset is removed without using the 3-beam method of attaching the 3 beams to the disk. Can be obtained.
도 12는 ac 성분이 제거되는 서브 빔을 얻기 위한 회절 격자의 여러 실시예를 도시한 것으로, 회절 격자는 다양한 형태의 패턴으로 형성될 수 있다.12 illustrates various embodiments of a diffraction grating for obtaining a sub beam from which an ac component is removed, and the diffraction grating may be formed in various shapes of patterns.
앞서 설명한 바와 같이, 도 12의 회절 격자를 그대로 통과한 메인 빔은 베이스볼 패턴을 모두 반영하여 MPP에 ac 성분과 오프셋이 모두 나타난다. 하지만, 디스크에서 반사되어 분기되는 빔은 회절 격자의 사용 영역에 해당하는 제 1 패턴(A1, A3, A5)에 의해 일부 영역만 회절되어 서브 빔을 형성한다.As described above, the main beam passing through the diffraction grating of FIG. 12 as it is, reflects all of the baseball patterns, and both the ac component and the offset appear in the MPP. However, the beam reflected and branched from the disk is only partially diffracted by the first patterns A1, A3, and A5 corresponding to the use region of the diffraction grating to form a sub beam.
도 12(a)의 회절 격자는, X축을 내외주 방향(radial)으로 하고 Y축을 트랙 방향(tangential)으로 할 때, 수직으로 세워진 장구("I"자) 형태로 형성된 제 1 패턴(A1)과 제 1 패턴을 제외한 나머지 영역에 형성된 제 2 패턴(A2)을 포함한다.The diffraction grating of FIG. 12 (a) has a first pattern A1 formed in a vertically oriented gear ("I" shape) when the X axis is radial and the Y axis is tangential. And a second pattern A2 formed in the remaining areas except for the first pattern.
제 1 패턴(A1)은 ㅁ1차 빔(b1, b3)의 원형 패턴 영역(P1, P3) 및 0차 빔(b2)의 원형 패턴 영역(P2)과 ㅁ1차 빔(b1, b3)의 원형 패턴 영역(P1, P3)이 중첩되는 영역(P7)을 제외한 영역(P5)에 형성된다.The first pattern A1 is formed of the circular pattern regions P1 and P3 of the first-order beams b1 and b3 and the circular pattern region P2 of the zero-order beam b2 and the first-order beams b1 and b3. The circular pattern regions P1 and P3 are formed in the region P5 except for the overlapping region P7.
또한, 제 1 패턴(A1)의 상측/하측 끝단(중간 원형 오목부를 제외한 사각형 부분)은 ㅁ1차 빔(b1, b3)의 원형 패턴 영역(P4, P6)을 침범하지 않는 한도 내에서 회절 격자의 양측면까지 연장되는 형태를 가질 수 있다.In addition, the upper / lower end of the first pattern A1 (the rectangular portion except for the middle circular recessed portion) has a diffraction grating within the extent that it does not involve the circular pattern regions P4 and P6 of the primary beams b1 and b3. It may have a form extending to both sides of the.
도 12(b)의 회절 격자는, 중앙부에 상하로 긴 직사각형의 제 1 패턴(A3)과 제 1 패턴(A3)의 양쪽에 형성된 제 2 패턴(A4)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 제 1 패턴(A3)의 위치 및 폭이 중요한 요소인데, 제 1 패턴(A3)은 ㅁ1차 빔(b1, b3)의 원형 패턴(P1, P3)이 포함되지 않도록 하는 직사각형 형태이다. 즉, 0차 빔의 원형 패턴(P2) 내에 놓인, ㅁ1차 빔의 원형 패턴(P1, P3)의 끝과 접하도록, 제 1 패턴(A3)의 x 방향의 위치와 폭이 결정되는 것이 바람직하다.The diffraction grating of FIG. 12 (b) comprises a first rectangular pattern A3 long and vertically long and a second pattern A4 formed on both of the first patterns A3. Here, the position and width of the first pattern (A3) is an important factor, the first pattern (A3) is a rectangular shape so that the circular pattern (P1, P3) of the first beam (b1, b3) is not included. That is, it is preferable that the position and width of the first pattern A3 in the x-direction are determined so as to contact the ends of the circular patterns P1 and P3 of the first-order beam lying in the circular pattern P2 of the zero-order beam. Do.
도 12(c)의 회절 격자는, 중앙부에 좌우로 긴 직 사각형의 제 1 패턴(A5)과 제 1 패턴(A5)의 상하에 형성된 제 2 패턴(A6)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 0 차 빔(b2)의 원형 패턴(P2)과 ㅁ1차 빔(b1, b3)의 원형 패턴(P1, P3)의 경계가 만나는 4 점 중 위쪽 2 점과 아래쪽 2 점을 각각 연결한 선에 의해 제 1 패턴(A5)의 y 방향의 위치와 폭이 결정되는 것이 바람직하다.The diffraction grating of FIG. 12 (c) includes a first rectangular pattern A5 long in the center and a second pattern A6 formed above and below the first pattern A5. Here, among the four points where the boundary between the circular pattern P2 of the zeroth order beam b2 and the circular patterns P1 and P3 of the first order beams b1 and b3 meet, It is preferable that the position and width | variety of the y direction of 1st pattern A5 are determined by a line.
도 13은 도 12의 회절 격자에 의해 서브 빔의 푸시풀(SPP) 신호에 dc 성분만 남고 ac 성분이 제거된 결과를 도시한 것으로, 회절 격자에 의해 메인 빔의 푸시풀(MPP) 신호는 영향을 거의 받지 않은 반면, 서브 빔의 푸시풀(SPP) 신호의 ac 성분은 제거된 결과를 도 13을 통해 확인할 수 있다.FIG. 13 shows the result of removing only the dc component and the ac component from the sub-pump push-pull signal by the diffraction grating of FIG. 12, and the influence of the push-pull signal of the main beam by the diffraction grating. On the other hand, the ac component of the push-pull (SPP) signal of the sub-beam can be confirmed through FIG. 13.
여기서, SPP 신호의 dc 레벨(오프셋)은, 대물 렌즈의 이동량, 즉 대물 렌즈가 액츄에이터의 중심에서 내외주 방향으로의 이동을 가리키는 래디얼 시프트 양과 밀접한 관련이 있다.Here, the dc level (offset) of the SPP signal is closely related to the amount of shift of the objective lens, that is, the amount of radial shift indicating the movement of the objective lens from the center of the actuator to the inner and outer circumferential directions.
일반적으로 MPP 신호와 SPP 신호의 오프셋(dc 레벨)은 대물 렌즈의 래디얼 시프트 양이 증가할수록 어느 정도 비례하여 커지므로, 푸시풀 신호의 오프셋은 대물 렌즈의 래디얼 시프트 양에 비례하는 선형적인 성질을 갖는다고 할 수 있다.In general, since the offset (dc level) of the MPP signal and the SPP signal increases in proportion to the amount of radial shift of the objective lens, the offset of the push-pull signal is linear in proportion to the amount of radial shift of the objective lens. I can do it.
따라서, DPP=MPP-kㅧ(SPP1+SPP2)에서, 대물 렌즈의 래디얼 시프트 양 대비 MPP 신호의 dc 레벨의 기울기를 a, 대물 렌즈의 래디얼 시프트 양 대비 SPP 신호의 dc 레벨의 기울기를 b라 할 때, 비례 상수 k=1/2b로 하여, 대물 렌즈의 이동에 따라 발생하는 MPP 신호의 오프셋을 제거할 수 있게 된다.Therefore, at DPP = MPP-k ㅧ (SPP1 + SPP2), the slope of the dc level of the MPP signal relative to the radial shift amount of the objective lens is a, and the slope of the dc level of the SPP signal relative to the radial shift amount of the objective lens is b. When the proportional constant k = 1 / 2b is used, the offset of the MPP signal caused by the movement of the objective lens can be eliminated.
2층 이상의 광 디스크는 다른 기록 층을 재생하기 위하여 반투과층을 형성하 는데, 투과율은 디스크마다 차이가 있다. 도 14에서와 같이, 광 디스크의 입사면에서 가까운 기록층을 L1, 먼 기록층을 L0라 할 때, 도 14의 (a)는 L1 층을 재생 또는 기록하는 경우, 도 14의 (b)는 L0 층을 재생 또는 기록하는 경우를 나타낸다.Optical disks of two or more layers form a transflective layer for reproducing different recording layers. The transmittance varies from disk to disk. As shown in Fig. 14, when the recording layer near the incidence plane of the optical disk is L1 and the far recording layer is L0, Fig. 14A shows the reproduction or recording of the L1 layer. The case where the L0 layer is played back or recorded is shown.
도 14에는, 디스크와 PDIC의 위치는 변하지 않고 광학계를 구성하는 대물 렌즈의 위치 변동에 의해 층간 이동이 수행되는 것이 나타나 있다. 도 14의 (a)에서는 재생 또는 기록이 진행되는 현재 층(L1)이 아닌 다른 층인 L0 층에서 반사하는 빛이 PDIC보다 가까운 쪽에 초점이 형성되고, 도 14의 (b)에서는 L1 층에서 반사하는 빛이 PDIC보다 먼 쪽에 초점이 형성된다.In Fig. 14, it is shown that the interlayer movement is performed by the positional variation of the objective lens constituting the optical system without changing the positions of the disk and the PDIC. In FIG. 14A, light reflected from the layer L0, which is a layer other than the current layer L1, on which playback or recording is in progress is focused on a side closer to the PDIC, and in FIG. 14B, the light is reflected from the L1 layer. Light is focused farther away from the PDIC.
도 5는 개구 제한 방식에 의한 듀얼 레이어(dual layer) 노이즈의 영향을 나타낸 것이다. 도 5의 (a)는 단일 레이어(single layer) (b)는 dual layer의 경우로, MPP 신호에는 이상이 없으나 SPP 신호에는 노이즈가 많아서 결국 DPP 신호가 왜곡된다.5 illustrates the influence of dual layer noise by the aperture limiting scheme. 5 (a) is a single layer (b) is a dual layer, the MPP signal is good, but the SPP signal has a lot of noise, the DPP signal is distorted.
즉, 다른 층에서 나오는 빔과 재생 신호의 서브 빔에 의한 간섭에 의해 SPP에 노이즈가 발생한다. 따라서, 다른 층에서 나오는 빔이 서브 빔의 영역(또는 메인 빔의 영역까지), 즉 서브 빔을 수광하는 서브 셀에 들어오지 않도록 하면 층간 간섭에 의한 DPP 신호의 악화를 막을 수 있다.That is, noise is generated in the SPP due to interference caused by beams coming from different layers and sub-beams of the reproduction signal. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the DPP signal due to interlayer interference by preventing the beam coming from another layer from entering the region of the sub beam (or up to the region of the main beam), that is, the sub cell receiving the sub beam.
이를 분석적으로 살펴 보면, 도 1의 서브 셀(sub 1(E1/E2)과 sub 2(F1/F2))에 맺히는 빛을 과 라고 하면, 빛과 빛의 양을 다음과 같이 정의할 수 있다.Looking at this analytically, the light formed in the sub-cells (sub 1 (E1 / E2) and sub 2 (F1 / F2)) of FIG. and In this case, the light and the amount of light can be defined as follows.
여기서, 앞의 첨자는 레이어이고 뒤의 첨자는 회절 차수를 나타낸다. 에서 0은 L0 층에서 반사된 빛이 회절 격자에 의해서 +1차로 회절되는 빛을 나타내고, 는 위상을 나타내고, V는 visibility를 나타낸다. 주요 인자만을 정리하면 다음과 같다.Here, the first subscript is the layer and the second subscript represents the diffraction order. Where 0 represents the light reflected by the diffraction grating in the +1 order by the diffraction grating, Denotes a phase and V denotes visibility. The major factors are summarized as follows.
즉, 을 제거하면 dual layer의 노이즈가 없어진다. 다시 말해, 다른 층에서 들어오는 0차 광이 가장 큰 노이즈이기 때문에, 이 빛을 적절히 감소 또는 제거하는 것에 의해 노이즈의 원인을 제거할 수 있다.In other words, If you remove the noise of the dual layer. In other words, since zero-order light coming from another layer is the largest noise, the cause of the noise can be eliminated by appropriately reducing or eliminating this light.
다른 층에서 들어오는 0차 광을 제거하기 위해서는 2 가지 방법을 생각할 수 있는데, 하나는 회절 격자나 홀로그램 소자(HOE : Holographic Optical Element) 등의 회절 소자(DOE : Diffractive Optical Element)를 이용하여 디스크에 입사하는 빛의 일부를 다른 곳으로 회절시켜 광량을 줄이거나 제거하는 방법이고, 다른 하나는 디스크에 반사되어 PDIC로 수광하는 빛의 일부에 동일한 방법을 적용하는 방법이다.In order to remove the zero-order light coming from the other layer, two methods can be considered, one of which is applied to a disc using a diffractive optical element (DOE) such as a diffraction grating or a holographic optical element (HOE). A part of the light is diffracted to another place to reduce or eliminate the amount of light, and the other is to apply the same method to the part of the light reflected by the disk and received by the PDIC.
첫 번째 방법은 디스크에 입사하는 빔의 품질에 막대한 영향을 끼쳐 기록/재생 때의 신호가 매우 악화되는 문제가 있다. 따라서, 첫 번째 방법은 적절하지 않고, 두 번째 방식, 즉 디스크에서 반사되어 PDIC로 수광하는 광로에서 DOE가 이용되는 방법이 타당하다.The first method has a problem that the signal at the time of recording / reproducing is very deteriorated because it greatly affects the quality of the beam incident on the disk. Thus, the first method is not appropriate, and the second method, ie, how DOE is used in the optical path reflected from the disk and received by the PDIC, is justified.
본 발명에서, DOE라는 개념은 회절 격자와 HOE와 같은 회절 현상을 이용하는 소자를 총칭하는 것으로 사용된다. In the present invention, the concept of DOE is used to generically refer to devices using diffraction gratings such as diffraction gratings and HOE.
먼저, 3 beam에 의한 일반적인 DPP 방법과 DOE를 결합하여 층간 간섭을 줄이는 방법을 살펴 본다.First, a method of reducing interlayer interference by combining a general DPP method using 3 beams and a DOE will be described.
도 15는 일반적인 3 beam DPP를 사용하는 경우의 DOE 형상과 위치, 및 PD에서의 빔의 분포를 도시한 것이다.FIG. 15 shows the DOE shape and position when using a general 3-beam DPP, and the distribution of beams in the PD.
도 15의 (b)와 같은 일반적인 3 beam DPP를 사용하는 광 픽업(200)은, 광원(210), 콜리메이터 렌즈(220), 그레이팅(225), 빔 스플리터(230), DOE(250), 대물 렌즈(270), 센서 렌즈(280), 및 광 검출 수단(290)을 포함하여 구성된다. 3 beam DPP의 광학계에서, 상기 광원(210)과 대물 렌즈(270) 사이의 광 경로에 DPP를 위한 서브 빔을 생성하는 그레이팅(225)이 위치하는데, 일반적으로 3 beam을 위한 그레이팅(225)은 콜리메이터 렌즈(220)와 빔 스플리터(230) 사이에 놓인다.The
도 15의 (b)와 같은 일반적인 3 beam DPP를 사용하는 광학계에서, 디스크에 서 PD(290)까지의 반사광의 광 경로, 즉 디스크에서 반사되는 광이 대물 렌즈(270), 빔 스플리터(230), 센서 렌즈(280)를 거쳐 PD(290)에 맺힐 때까지의 광 경로에 도 15의 (a)와 같은 패턴을 갖는 DOE(250)을 넣으면, 도 15의 (c)와 같이 PD(290) 상에서 다른 층에서 들어오는 0차광의 일부가 상기 DOE 패턴에 의해 다른 곳으로 분기한다.In the optical system using a general three beam DPP as shown in FIG. 15B, the optical path of the reflected light from the disk to the
도 15의 (a)에서 상기 DOE(250)의 DOE 패턴은 격자 방향이 세로(수직) 방향으로 형성되어, 도 15의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 DOE(250)를 통과하는 빔의 일부가 DOE 패턴에 의해 회절하여(+/- 1차 회절 빔) 상기 DOE 패턴을 그대로 통과하는 0차 빔의 좌우에 배열된다. 여기서, 0차 빔, +/- 1차 회절 빔은 상기 DOE 패턴을 기준으로 한 회절 여부를 가리킨다.In FIG. 15A, the DOE pattern of the
기록 또는 재생이 진행되고 있는 현재 층에서 반사되는 빔은, 초점이 상기 PD(290) 상에 맺히기 때문에, 빔의 크기가 PD(290)의 셀 크기에 대응되고 빔의 강도가 강하다((c)에서 진한 색으로 표현됨).Since the beam reflected from the current layer in which recording or reproduction is in progress is focused on the
현재 층에서 반사되는 메인 빔과 2 개의 서브 빔(상기 그레이팅(225)에 의해 분기된 빔들)(BCL,0, BCL,+1, BCL,-1)은 상기 PD(290)에 MPP를 위한 메인 셀과 SPP를 위한 서브 셀에 맺히는데, 일부가 상기 DOE 패턴에 의해 회절하여 메인 셀과 서브 셀의 좌우에 맺히고(BCL,0 +/-1, BCL,+1 +/-1, BCL,-1 +/-1), 이에 따라 메인 셀과 서브 셀에는 앞서 설명한 데드 존(dead zone)(BCL,0 0, BCL,+1 0, BCL,-1 0)이 형성된다.The main beam and two sub-beams (beams branched by the grating 225) (B CL, 0 , B CL, + 1 , B CL, -1 ) reflected at the current layer are MPP to the
현재 층이 아닌 다른 층에서 반사되는 빔은, 초점이 상기 PD(290)의 앞 또는 뒤에 맺히기 때문에, 상기 PD(290) 상에 맺히는 빔의 크기가 크고 빔의 강도가 약하다((c)에서 연한 색으로 표현됨).The beam reflected from a layer other than the current layer has a large size of the beam formed on the
다른 층에서 반사되는 빔(정확히는 상기 그레이팅(225) 또는 디스크 트랙의 요철 구조에 의해 회절하지 않은 0차 빔)은 상기 DOE(250)를 통과하여 도 15의 (c)의 가운데 큰 원(BOL)과 좌우의 사각형(BOL +1, BOL -1)을 형성하는데, 상기 DOE 패턴을 통과하는 빔은 가운데 큰 원(BOL) 내부의 세로 방향으로 길쭉한 사각형(BOL 0) 및 좌우에 같은 모양의 사각형(BOL +1, BOL -1)을 형성한다.The beam reflected from the other layer (exactly the zeroth order beam not diffracted by the grating 225 or the uneven structure of the disc track) passes through the
도 15(a)의 DOE 패턴 영역에 의해 형성되는 사각형(BOL 0)은, 상기 PD(290)의 셀 모양에 대응되어, 현재 층에서 반사되어 상기 PD(290)에 맺히는 빔을 간섭하지 않게 된다. 즉, MPP 신호와 SPP 신호에 다른 층에서 반사되는 노이즈 광에 의한 노이즈가 발생하는 것을 줄일 수 있게 된다.The rectangle B OL 0 formed by the DOE pattern region of FIG. 15A corresponds to the cell shape of the
이러한 점, 즉 PD의 메인 셀과 서브 셀의 모양과 위치(다른 층에 의해 형성되는 빔에 대해서) 및/또는 메인 셀과 서브 셀에 생기는 데드 존의 크기와 강도(현재 층에 의해 형성되는 빔에 대해서)를 고려하여 DOE 패턴 및 DOE 패턴 영역의 모양이 설계된다.This is the shape and location of the main and subcells of the PD (for beams formed by different layers) and / or the size and intensity of dead zones in the main and subcells (beams formed by the current layer). The shape of the DOE pattern and the DOE pattern area is designed.
상기 DOE(250)는, 도 16에서와 같이 그 모양이 여러 가지가 가능하고, 노이 즈를 제거하는 성능의 차이는 별로 없다. 특히, SPP 생성을 위한 서브 셀에 다른 층에서 반사되는 빔이 들어가지 않도록 설계되는 것이 중요하다. DOE 패턴 이외의 영역은 DOE 패턴 영역과 위상차가 발생하지 않도록 적절하게 그 두께를 조절하면 된다.The
또한, DOE의 패턴 방향(격자 방향)은 3 beam 분기용 그레이팅(225)의 격자 방향은 반드시 직각일 필요는 없지만, 서로 직각을 유지하는 것이 유리하다. 도 15의 예에서, 상기 그레이팅(225)은 가로 방향으로 격자가 형성되어 있기 때문에, 도 15(c)와 같이 서브 빔(BCL,+1, BCL,-1)이 메인 빔(BCL,0)의 위와 아래에 형성된다. 또한, DOE 패턴의 격자 피치는 DOE 패턴에 의해 분기되어 PD에 맺히는 빔들이 겹치지 않고 서로 멀리 떨어지도록 설계되는 것이 유리하다.Further, the DOE pattern direction (lattice direction) does not necessarily have to be perpendicular to the lattice direction of the three-beam branching grating 225, but it is advantageous to maintain the right angle to each other. In Figure 15, the
DOE는, 도 15의 (b)에서와 같이, (A) ~ (C)의 위치에 놓일 수 있다. (A)에서와 같이 디스크에 입사하는 빔이 통과하는 경로와 디스크에서 반사되는 빔이 통과하는 경로에 DOE가 놓이는 경우, DOE는 액정(Liquid Crystal)과 같은 편광 의존형 소자로 제작되어야 한다. 또한, DOE가 (A)의 위치에 놓이는 경우, 대물 렌즈와 같이 움직일 수 있도록 액츄에이터에 탑재되는 것이 DOE 영역을 줄일 수 있어 유리하다.The DOE may be placed at the positions (A) to (C), as in FIG. 15B. As in (A), when DOE is placed in a path through which a beam entering the disk passes and a path through a beam reflected from the disk, the DOE should be made of a polarization dependent device such as a liquid crystal. In addition, when the DOE is placed at the position of (A), it is advantageous to be mounted on the actuator so as to move together with the objective lens, so as to reduce the DOE area.
(B)의 위치에 놓이는 경우, 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 의해서 제거되지 않는 다른 층의 노이즈가 들어오지 않도록 DOE 영역이 (A)의 경우보다 크게 설계되어야 한다. (C) 위치의 경우도 가능하지만, (B) 위치의 경우와 마찬가지로, 입사 빔의 직경 대비 DOE 면적은 같지만 조립 공차 등을 고려하면 (B)의 경우보다 불리하다.When placed in the position of (B), the DOE area should be designed larger than in the case of (A) so that no noise of another layer that is not removed by the radial shift of the objective lens does not enter. Although the case of position (C) is possible, as in the case of position (B), the DOE area is equal to the diameter of the incident beam, but it is more disadvantageous than the case of (B) in consideration of assembly tolerances and the like.
일반적으로 0차광 회절 효율이 0 ~ 60(%) 범위인 DOE 패턴이 사용되는데, 여기서 60(%)의 0차광 회절 효율은 DOE 패턴을 통과하는 빔의 60(%)가 그대로 통과하고 나머지 40(%)의 빔이 회절하는 것을 의미한다.Typically, DOE patterns with 0-order diffraction efficiencies in the range of 0 to 60 (%) are used, where 60 (%) of 0-order diffraction efficiencies pass through 60 (%) of the beam passing through the DOE pattern and the remaining 40 ( %) Beam means diffraction.
도 15의 (a)에서 DOE 패턴의 회절 효율이 0(%)에 가까울수록, 도 15의 (c)의 BOL 0 영역에 0차광으로 맺히는 광량이 적으므로, PD의 메인 셀과 서브 셀에 다른 층에서 반사되는 빔이 적게 입사되고, 이는 MPP 신호와 SPP 신호에 노이즈가 적게 되는 것을 의미한다.In Figure 15 (a) closer to the diffraction efficiency of 0 (%) of the DOE pattern 15 of (c) in temperature may cause problems intensity into 0 order light to the B OL 0 territorial because of, on the PD main cell and sub-cell Less beams are reflected from other layers, which means less noise to the MPP and SPP signals.
하지만, DOE 패턴은 MPP와 SPP 신호의 노이즈를 제거 또는 줄이는 것만은 아니어서, 재생 신호에 사용하는 빛의 일부(BCL,0 0, BCL,+1 0, BCL,-1 0)도 제거하게 되는데 이러한 이유로 데드 존이라 칭한다. 데드 존에 들어오는 0차 회절광이 적을수록, 즉 DOE 패턴의 회절 효율이 0(%)에 가까울수록 RF 신호, 서보 신호 등의 재생 신호가 악화된다.However, the DOE pattern does not only remove or reduce the noise of the MPP and SPP signals, so that part of the light used for the reproduction signal (B CL, 0 0 , B CL, + 1 0 , B CL, -1 0 ) is also used. It is called dead zone for this reason. The less the 0th order diffracted light entering the dead zone, i.e., the closer the diffraction efficiency of the DOE pattern is to 0 (%), the worse the reproduction signals such as RF signals, servo signals, and the like.
또한, 이러한 데드 존은 대물 렌즈가 래디얼 시프트 될 때 k는 래디얼 시프트 양에 따라 각 구간마다 그 값이 변하게 되는 단점이 있다. 이러한 k 값의 변화는 DPP 신호에 오프셋을 발생시켜 트래킹 서보의 성능을 저하시킨다.In addition, such a dead zone has a disadvantage in that when the objective lens is radially shifted, its value changes in each section according to the amount of radial shift. This change in k value causes an offset in the DPP signal, which degrades the performance of the tracking servo.
한편, 도 15(c)에 도시한 바와 같이, 도 15(a)의 세로 방향으로 길쭉한 사각형 모양의 DOE 패턴 영역에 입사하여 회절하는 빔 중에서, 현재 층에서 반사되어 PD 면에 형성되는 빔(BCL,0 0, BCL,+1 0, BCL,-1 0, BCL,0 +/-1, BCL,+1 +/-1, BCL,-1 +/-1)의 모양(가로 방향으로 길쭉한 사각형 모양)과 다른 층에서 반사되는 PD 면에 형성되는 빔(BOL 0, BOL +1, BOL -1)의 모양(세로 방향으로 길쭉한 사각형 모양)이 서로 다르다.On the other hand, as shown in Fig. 15 (c), among the beams incident and diffracted in the elongated rectangular DOE pattern region in Fig. 15 (a), the beam B is reflected on the current layer and formed on the PD plane (B). CL, 0 0 , B CL, + 1 0 , B CL, -1 0 , B CL, 0 +/- 1 , B CL, + 1 +/- 1 , B CL, -1 +/- 1 ) (The elongated rectangular shape in the horizontal direction) and the beams (B OL 0 , B OL +1 , B OL -1 ) formed on the PD plane reflected from the other layers are different from each other.
일반적으로, 포커스 에러 신호를 얻기 위해 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈는, 실린더리컬(Cylindrical) 렌즈를 사용하여, 입사되는 빔에 대해서 두 축, 예를 들어 x축과 y축의 초점 위치를 다르게 하여 x축과 y축의 초점의 중간 위치를 포커싱 지점으로 만든다.In general, a sensor lens that generates astigmatism to obtain a focus error signal uses a cylindrical lens to change the focal position of the two axes, for example, the x-axis and the y-axis, with respect to the incident beam. Make the focusing point the intermediate position of the focal point on the axis and y axis.
비점수차를 발생시키는 렌즈는, 두 축의 초점 사이에 초점이 맺히도록 입사하는 빔에 대해서는 빔의 기하학적 위치를 그대로 유지하면서 빔의 모양(광량 분포)을 90도 회전시키는 역할을 한다. 두 축의 초점 밖에 초점이 맺히도록 입사하는 빔에 대해서는 빔의 모양을 회전시키지 않는다.The lens that generates astigmatism serves to rotate the shape (light distribution) of the beam by 90 degrees while maintaining the geometric position of the beam with respect to the incident beam so as to focus between two focal points. It does not rotate the shape of the beam with respect to the incident beam so that it focuses outside the focal point of the two axes.
즉, 기록 또는 재생을 위해 초점이 맺힌 현재 층에서 반사되는 빔은 센서 렌즈를 통과하면서 광량 분포가 90도 회전하고, 초점이 맞지 않는 다른 층에서 반사되는 빔은 센서 렌즈를 통과하더라도 광량 분포가 그대로 유지된다.That is, the beam reflected from the current layer in focus for recording or playback passes through the sensor lens and the light quantity distribution is rotated 90 degrees, and the beam reflected from another layer out of focus is passed through the sensor lens, even though it passes through the sensor lens. maintain.
따라서, 현재 층에서 반사되는 빔은, 도 15(a)의 세로 방향으로 길쭉한 사각형 모양의 DOE 패턴 영역에 의해 회절한 후 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈를 통 과하면, 도 15(c)의 BCL,0 0, BCL,+1 0, BCL,-1 0, BCL,0 +/-1, BCL,+1 +/-1, BCL,-1 +/-1와 같이 가로 방향으로 길쭉한 사각형 모양으로 바뀌어 PD 면에 맺힌다.Thus, the beam reflected from the current layer is diffracted by the DOE pattern area of the elongated rectangular shape in Fig. 15 (a), and then passes through the sensor lens that generates astigmatism, B CL of Fig. 15 (c). , 0 0 , B CL, + 1 0 , B CL, -1 0 , B CL, 0 +/- 1 , B CL, + 1 +/- 1 , B CL, -1 +/- 1 Changed into an elongated rectangular shape and formed on PD surface.
반면, 다른 층에서 반사되는 빔은, 도 15(a)의 세로 방향으로 길쭉한 사각형 모양의 DOE 패턴 영역에 의해 회절한 후 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈를 통과하더라도, 도 15(c)의 BOL 0, BOL +1, BOL -1와 같이 세로 방향으로 길쭉한 사각형 모양을 그대로 유지하면서 PD 면에 맺힌다.On the other hand, even if the beam reflected from the other layer through the sensor lens for generating astigmatism and then diffracted by the DOE pattern area of the elongated square shape, the vertical direction in Fig. 15 (a), Figure 15 (c) of B OL It is formed on the PD plane while maintaining the shape of an elongated rectangle in the vertical direction such as 0 , B OL +1 and B OL -1 .
다음으로, 1 beam DPP 방법과 DOE를 결합하여 층간 간섭을 줄이는 방법을 살펴 본다.Next, a method of reducing interlayer interference by combining the 1 beam DPP method and the DOE will be described.
도 17은 1 beam DPP를 사용하는 경우의 DOE 형상과 위치, 및 PD에서의 빔의 분포를 도시한 것이다.FIG. 17 shows DOE shape and position when using 1 beam DPP, and beam distribution in PD.
도 17(b)에서 1 beam DPP를 사용하는 광 픽업(300, 400)은, 광원(310, 410), 콜리메이터 렌즈(320, 420), 빔 스플리터(330, 430), 그레이팅(340, 440), DOE(350, 450), 대물 렌즈(370, 470), 센서 렌즈(380, 480), 및 광 검출 수단(390, 490)을 포함하여 구성되는데, 상기 그레이팅(340, 440)의 위치에 따라 1/4 파장판(QWP)(360)이 추가될 수 있다.In FIG. 17B, the
상기 그레이팅(340, 440)은 도 15(b)의 그레이팅(225)과는 전혀 다른데, 도 15(b)의 그레이팅(225)은 3 beam을 생성하기 위한 격자 모양이지만, 도 17(b)의 그 레이팅(340, 440)은, 도 7의 (c) 또는 도 12의 (a), (b), (c)와 같이, 디스크 트랙의 요철 구조에 의해 분기된 상태로 반사되는 빔 중에서 ac 성분에 해당하는 빔을 제외하고 dc 성분(오프셋)에 해당하는 빔만을 회절시키도록 하는 격자 모양을 갖는다.The
도 17(c)의 서브 빔(BCL,+1 ,BCL,-1)은, 도 7의 (c) 또는 도 12의 (a)의 패턴을 갖는 그레이팅(340, 440)이 사용되는 경우에 대한 형상이다. 상기 그레이팅(340, 440)에 도 12의 (a)의 패턴이 사용되는 경우, 제 1 패턴인 A1 영역은 격자가 가로 방향으로 형성되어 있기 때문에, 도 17(c)와 같이 상기 A1 영역에 의해 회절되는 +/- 1차 빔인 서브 빔(BCL,+1, BCL,-1)은 상기 그레이팅(340, 440)을 그대로 통과하는 0차 빔인 메인 빔(BCL,0)의 위와 아래에 배열된다.When the sub beams B CL, + 1 , B CL, -1 of FIG. 17C are used with the
상기 DOE(350, 450)는, 도 15(b)에서와 같이, (A) ~ (C)의 위치에 놓일 수 있으며, 각각의 경우의 특징은 앞에서 3 beam DPP 경우에서 설명한 것과 동일하다. 또한, 상기 그레이팅(340, 440)과 DOE(350, 450)는 일체형으로 만드는 것도 가능하다. DOE나 1 beam DPP용 그레이팅은, (A)에서와 같이 디스크에 입사하는 빔이 통과하는 경로와 디스크에서 반사되는 빔이 통과하는 경로에 놓이는 경우, 디스크에 입사하는 빔은 회절시키지 않고 디스크에서 반사되는 빔만을 회절시킬 수 있도록 편광 소자로 제작되는 것이 광 효율을 위해 바람직하므로, 액정과 같은 편광 의존형 소자로 제작되어야 한다.The
앞에서와 마찬가지로, 상기 DOE(350, 450) 내의 DOE 패턴의 격자 방향이 1 beam DPP용 그레이팅(340, 440)의 격자 방향과 반드시 직각일 필요는 없다. 즉, 상기 DOE(350, 450)에 의해 회절하는 빔이 PDIC의 메인 셀과 서브 셀에 맺히지 않도록 DOE 패턴이 설계되면 된다. 예를 들어, 상기 DOE(350, 450) 내의 DOE 패턴과 1 beam DPP용 그레이팅(340, 440)의 격자 방향이 서로 일치하더라도, 상기 DOE 패턴의 회절 각도를 크게 함으로써 상기 DOE 패턴에 의해 회절하는 빔이 PDIC의 메인 셀과 서브 셀에 맺히지 않게 할 수도 있다.As before, the lattice direction of the DOE patterns in the
하지만, 상기 DOE 패턴과 1 beam DPP용 그레이팅(340, 440)의 격자 방향이 직각으로 하는 편이 더 유리하다. 도 17의 예에서, 상기 그레이팅(340, 440)은 가로 방향(래디얼 방향)으로 격자가 형성되어 있기 때문에, 도 17(c)와 같이 서브 빔(BCL,+1, BCL,-1)이 메인 빔(BCL,0)의 위와 아래에 형성된다. 또한, DOE 패턴의 격자 피치와 그레이팅의 격자 피치는 PD에 맺히는 빔들이 겹치지 않고 서로 멀리 떨어지도록 설계되는 것이 유리하다.However, it is more advantageous that the lattice direction of the DOE pattern and the 1
앞서 설명한 바와 마찬가지로, PD의 메인 셀과 서브 셀의 모양과 위치 및/또는 메인 셀과 서브 셀에 생기는 데드 존의 크기와 강도를 고려하여 DOE 패턴 및 DOE 패턴 영역의 모양이 설계된다.As described above, the shape of the DOE pattern and the DOE pattern region is designed in consideration of the shape and position of the main and subcells of the PD and / or the size and intensity of the dead zone in the main and subcells.
즉, 상기 DOE(350, 450) 내의 DOE 패턴 영역은, 다른 층에서 반사되는 빔 중에서 PD의 메인 셀과 서브 셀에 영향을 줄 수 있는 빔이 상기 DOE(350, 450)을 통과하는 영역에 대응되도록, 그 외곽 모양이 설계된다. 특히, PD의 서브 셀이 다른 층에서 반사되는 빔에 의한 영향을 덜 받도록 DOE 패턴 영역이 설계되는 것이 중요 하다. 따라서, 상기 DOE(350, 450)도 도 16에서와 같이 그 모양이 여러 가지가 가능하다That is, the DOE pattern area in the
DOE 패턴 영역을 도 17(a)에서와 같이 도 15(a)의 3 beam DPP의 경우와 동일하게 하는 경우, 데드 존(BCL,0 0, BCL,+1 0, BCL,-1 0)에 의한 트래킹 서보 및 재생/기록 신호의 열화도 마찬가지로 발생한다.When the DOE pattern region is the same as in the case of 3 beam DPP of FIG. 15A as in FIG. 17A, dead zones B CL, 0 0 , B CL, + 1 0 , B CL, -1 Degradation of the tracking servo and the reproduction / recording signal by 0 ) occurs similarly.
데드 존에 의한 k 값의 변화를 살펴 본다. 대물 렌즈가 래디얼 시프트 되지 않은 상태에서 서브 빔이 서브 셀의 중심에 정확히 맺히는 경우, 대물 렌즈가 래디얼 시프트 될 때 데드 존을 포함하는 구간과 데드 존을 포함하지 않는 구간에서의 k 값(그래프에서의 기울기)이 서로 다른 것을 도 18(b)를 통해 확인할 수 있다. MPP 오프셋과 SPP 오프셋이 변하긴 하지만 같은 방향으로 변하기 때문에 크게 문제가 되지 않는다.Note the change in k value by the dead zone. If the sub-beam is exactly at the center of the subcell when the objective lens is not radial shifted, the k value in the section including the dead zone and the section not including the dead zone when the objective lens is radial shifted (in the graph It can be seen from FIG. 18B that the slopes are different from each other. Although the MPP offset and the SPP offset change, they do not matter much because they change in the same direction.
하지만, 도 19(a)와 같이, 대물 렌즈가 래디얼 시프트 되지 않은 상태에도 층간 이동, 회절 소자의 피치 오차, 광학계 배율 변동 등으로 인해 서브 빔이 서브 셀의 중심에서 조금 벗어나 배치되는 경우가 자주 발생한다. 다른 오차가 없다고 하더라도 층간 이동에 의해 L0를 재생 또는 기록할 때와 L1을 재생 또는 기록할 때의 서브 빔의 위치가 변동할 수밖에 없다.However, as shown in FIG. 19 (a), even when the objective lens is not radial shifted, the sub beam is often disposed slightly away from the center of the subcell due to the interlayer movement, the pitch error of the diffraction element, and the variation of the optical magnification. do. Even if there is no other error, the position of the sub-beams when reproducing or recording L0 and when reproducing or recording L1 is inevitably changed due to the interlayer movement.
이러한 경우, 도 19(b)에 도시한 바와 같이, 부분적이고 그 양이 크지는 않지만 MPP 오프셋과 SPP 오프셋이 다른 방향으로 변하여, 대물 렌즈가 래디얼 시프트 될 때 발생하는 MPP 신호의 오프셋을 k를 통해 상쇄하지 못하게 되는 문제가 발 생할 수 있다.In this case, as shown in Fig. 19 (b), the MPP offset and the SPP offset are changed in different directions although they are partial and not large, and through k, the offset of the MPP signal generated when the objective lens is shifted radially is obtained. Problems can occur that can't be offset.
1 beam DPP의 경우 서브 셀의 위치, 다시 말해 서브 빔이 맺히는 위치를 바꾸는 것이 가능하다. 도 20의 (a)는 도 17의 실시예에 대한 것으로, 도 20의 (a)와 같이, 1 beam DPP를 위한 그레이팅(340, 440)에서 서브 빔을 생성하는 패턴의 격자 방향이 가로 방향으로 형성되어 있어서, 서브 빔(BCL,+1, BCL,-1)이 메인 빔(BCL,0)의 위와 아래에 배열된다.In the case of 1 beam DPP, it is possible to change the position of the subcell, that is, the position where the subbeams are formed. FIG. 20A illustrates the embodiment of FIG. 17. As shown in FIG. 20A, the lattice direction of the pattern for generating the sub beams in the
도 20의 (a)에서 층간 간섭을 제거하기 위한 DOE(350, 450)의 DOE 패턴 영역은 격자 방향이 세로 방향으로 되어 있어서, 도 20의 (a)에는 도시되어 있지 않지만, 다른 층에서 반사되어 상기 DOE 패턴에 의해 회절되는 빔은 PDIC의 좌우에 형성된다.The DOE pattern regions of the
반면, 도 20의 (b)에서는, 1 beam DPP를 위한 그레이팅(340, 440)에서 서브 빔을 생성하는 패턴의 격자 방향과 DOE(350, 450)에서 DOE 패턴 영역의 격자 방향이 도 20의 (a)의 것과 각각 90도를 다르게 설계되고, 이에 따라 PDIC의 서브 셀의 위치도 90도 회전되어야 한다.On the other hand, in FIG. 20B, the lattice direction of the pattern for generating the sub beams in the
서브 셀은 래디얼 방향에 대응하는 방향으로 적어도 2 분할되어야 하는데, 이때 래디얼 방향에 대응하는 방향은 1 beam DPP를 위한 그레이팅에서 서브 빔을 생성하는 패턴의 격자 방향에 상관없이 결정된다. 도 20에서 가로 방향이 래디얼 방향이고 현재 층에서 반사되는 빔은 센서 렌즈에 의해 빔의 모양이 90도 회전하므 로, PDIC의 서브 셀에서의 래디얼 방향은 세로 방향이 된다. 따라서, 도 20의 (a)와 (b)와 같이, 서브 셀은 세로 방향을 기준으로 위와 아래로 2분할되어야 한다.The subcells should be divided into at least two in a direction corresponding to the radial direction, wherein the direction corresponding to the radial direction is determined irrespective of the lattice direction of the pattern for generating the sub beam in the grating for 1 beam DPP. In FIG. 20, since the horizontal direction is the radial direction and the beam reflected from the current layer is rotated by 90 degrees by the sensor lens, the radial direction in the subcell of the PDIC becomes the vertical direction. Therefore, as shown in (a) and (b) of FIG. 20, the subcells should be divided up and down in the vertical direction.
도 20의 (b)의 경우 데드 존이 가로 방향으로 놓여 있다. 또한, 대물 렌즈가 래디얼 시프트 되는 경우 메인 빔과 서브 빔은 래디얼 방향으로 이동하는데, 위에서 설명한 바와 같이 도 20의 (b)의 PDIC에서 래디얼 방향은 세로 방향이 된다. 따라서, 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 따른 k 값의 변화가 발생하지 않는다.In the case of FIG. 20B, the dead zone lies in the horizontal direction. In addition, when the objective lens is radially shifted, the main beam and the sub beam move in the radial direction. As described above, in the PDIC of FIG. 20B, the radial direction becomes the vertical direction. Therefore, a change in k value due to the radial shift of the objective lens does not occur.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 대물 렌즈가 중앙에 위치하는 경우에도 층간 이동, 회절 소자의 피치 오차, 광학계 배율 변동 등으로 인해 서브 빔이 서브 셀의 중심에서 조금 벗어나 배치되는 경우가 자주 발생하는데, 도 20의 (b)의 실시예의 경우, 서브 빔은 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이 서브 셀을 분할하는 선과 같은 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 여러 원인으로 인한 서브 빔의 이동에도 신호는 아무런 영향을 받지 않게 된다.In addition, as described above, even when the objective lens is located in the center, the sub-beams are often disposed slightly away from the center of the sub-cells due to the interlayer movement, the pitch error of the diffraction element, and the variation in the optical magnification. In the case of the embodiment of FIG. 20B, the sub beam moves in the same direction as the line dividing the subcells as shown in FIG. 21B. Therefore, the signal is not affected even by the movement of the sub beam due to various causes.
도 22는 층간 간섭 제거를 위한 DOE와 1 beam DPP용 회절 격자의 다양한 모양을 하나의 평면에 구현한 것이다. 0차 투과율이 50 ~ 60(%) 정도로 높은 경우 HOE를 사용하지 않고 일반 격자의 사용이 가능하며, 도 22에서와 같이 격자 패턴이 하나의 평면 위에 형성될 수 있다. 도 22에서와 같이, DOE 패턴 형상과 도 12의 각각의 회절 격자와의 조합이 가능하다.FIG. 22 illustrates various shapes of a DOE and a diffraction grating for 1 beam DPP for interlayer interference cancellation in one plane. When the zero-order transmittance is as high as 50 to 60 (%), a general grating can be used without using an HOE, and a grating pattern can be formed on one plane as shown in FIG. 22. As in FIG. 22, a combination of the DOE pattern shape and each diffraction grating of FIG. 12 is possible.
도 23의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 회절 격자에 입사하는 빔은 그대로 통과하는 0차 빔과 회절 격자에 의해 회절하는 +/-1차 빔이 되는데, 회절 각도, 0차 빔과 +/-1차 빔의 광량 등은 요철의 피치, 골의 깊이, 마루와 골의 듀티 비, 마 루와 골의 기울기 등의 조합에 의해 조절될 수 있다.As shown in Figs. 23A and 23B, the beams incident on the diffraction grating are the 0th order beams passing through as they are and the +/- 1st order beams diffracted by the diffraction gratings. The amount of light of the beam and the +/- 1st beam can be adjusted by a combination of pitch of the unevenness, depth of the valley, duty ratio of the floor and the valley, and the slope of the floor and the valley.
DOE의 0차광 투과율이 0에 가까워지려면 DOE 패턴을 통과하는 대부분의 빛이 회절되어야 하는데, 이는 도 23의 (c)와 같이 블레이즈드 타입(blazed type)의 HOE를 통해 구현될 수 있다. 여러 스텝으로 잘게 나누어 DOE를 구성하는 경우, 스텝을 잘게 자를수록 blazed type의 HOE에 가까워지고 0차광의 투과율이 0에 가까워진다.Most of the light passing through the DOE pattern needs to be diffracted in order for the DOE light transmittance of the DOE to approach zero, which may be realized through a blazed type HOE as shown in FIG. When the DOE is formed by dividing it into several steps, the smaller the step, the closer to the blazed type HOE, and the transmittance of the zero-order light is closer to zero.
DOE가 대물 렌즈와 함께 움직일 수 있도록 배치되는 경우 디스크로부터 반사되는 빛의 편광에만 반응해야 하는데, 이를 위해 액정이 사용된다. 액정은 특정 편광 성분에만 굴절률의 차이가 나도록 배열하여 일반 회절 격자나 HOE가 하는 역할과 동등하게 위상차를 발생시킨다.When the DOE is arranged to move with the objective lens, it must respond only to the polarization of the light reflected from the disk, for which liquid crystals are used. The liquid crystal is arranged so that the refractive index is different only in a specific polarization component to generate a phase difference equivalent to that of a general diffraction grating or HOE.
본 발명에 따른 DOE와 1 beam DPP용 회절 격자가 함께 적용되는 광 픽업(300, 400)은, CD, DVD, 및 BD를 모두 기록 및/또는 재생할 수 있는 광 픽업의 일부에 적용될 수 있다.The
예를 들어, CD와 DVD를 위한 광학계와 BD를 위한 광학계가 하나의 픽업에 구현되는 경우, 하나의 액츄에이터에 2개의 대물 렌즈가 장착되어야 하고, 도 3에 도시한 바와 같이 주로 BD 광학계의 대물 렌즈가 비축 배치된다.For example, when the optical system for the CD and DVD and the optical system for the BD are implemented in one pickup, two objective lenses should be mounted on one actuator, and the objective lens of the BD optical system is mainly shown in FIG. Is stockpiled.
따라서, 본 발명에 따른 DOE와 1 beam DPP용 회절 격자가 함께 적용되는 광 픽업(300, 400)은, BD를 위한 광학계에 적용되어, 대물 렌즈의 비축 배치에 의해 발생할 수 있는 3 빔 DPP의 문제점을 해결할 수 있다.Therefore, the
또한, 본 발명에 따른 DOE와 1 beam DPP용 회절 격자가 함께 적용되는 광 픽 업(300, 400)은, 층간 간섭에 의해 재생/기록 신호에 발생하는 노이즈를 제거할 수 있어서, 복수의 기록 층을 갖는 기록용 광 저장 매체, 예를 들어 DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, DVD-R, DVD+R, BD-R, BD-RE 등의 기록 및 재생에 유리하다.In addition, the optical pick-
이상 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above have been disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art will improve, change, and substitute various other embodiments within the technical spirit and the technical scope of the present invention disclosed in the appended claims below. Or addition may be possible.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 대물 렌즈의 비축 배치에 의해 발생하는 푸시풀 신호의 오프셋을 제거할 수 있고, 다층 디스크에서 층간 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있고, 층간 노이즈를 제거하는 경우에 발생하는 데드 존에 의한 영향을 제거함으로써 대물 렌즈의 래디얼 시프트에 따른 푸시 풀 신호의 오프셋을 효과적으로 제거하고 서브 빔의 이동에 따른 영향을 제거할 수 있어서, 안정적인 트래킹 에러 신호를 얻고 또한 재생 또는 기록 성능이 향상되는 효과가 있다.The optical pickup device according to the present invention can remove the offset of the push-pull signal generated by the stockpile arrangement of the objective lens, can effectively remove the interlayer noise in the multilayer disk, and is generated when the interlayer noise is removed. By eliminating the influence of dead zones, the offset of the push-pull signal due to the radial shift of the objective lens can be effectively removed and the influence of the movement of the sub beam can be eliminated, so that a stable tracking error signal is obtained and the reproduction or recording performance is improved. It is effective.
Claims (18)
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KR1020060079192A KR20080017690A (en) | 2006-06-26 | 2006-08-22 | Optical pick-up |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20080017690A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012157795A1 (en) * | 2011-05-17 | 2012-11-22 | 엘지전자 주식회사 | Multi-optical pickup |
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2006
- 2006-08-22 KR KR1020060079192A patent/KR20080017690A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012157795A1 (en) * | 2011-05-17 | 2012-11-22 | 엘지전자 주식회사 | Multi-optical pickup |
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