KR20080018790A - 광 픽업 장치 - Google Patents

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KR20080018790A
KR20080018790A KR1020070060944A KR20070060944A KR20080018790A KR 20080018790 A KR20080018790 A KR 20080018790A KR 1020070060944 A KR1020070060944 A KR 1020070060944A KR 20070060944 A KR20070060944 A KR 20070060944A KR 20080018790 A KR20080018790 A KR 20080018790A
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optical
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신이치 하마구치
나오키 나카니시
다츠야 나카모리
나오토 시마다
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 관계되는 광 픽업 장치는, 제1, 제2 및 제3 파장의 광을 발생하는 광원, 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 진행 방향을 공통화시켜, 상기 제1 파장의 광과 상기 제3 파장의 광의 광축을 일치시키는 광로 결합 수단, 상기 광로 결합 수단으로부터의 광을 광 정보 기록 매체상에 집광하는 집광 수단, 상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광을 제1 방향 및 제2 방향으로 회절하는 회절 소자와, 상기 회절 소자로부터의 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 상기 제1 방향의 회절광을 수광하는 제1 광 검출기와, 상기 회절 소자로부터의 상기 제1 및 제3 파장의 광의 상기 제2 방향의 회절광을 수광하는 제2 광 검출기와, 상기 회절 소자로부터의 상기 제2 파장의 광의 상기 제2 방향의 회절광을 수광하는 제3 광 검출기를 구비한다.

Description

광 픽업 장치{LIGHT PICKUP APPARATUS}
도 1은, 종래의 광 픽업 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관계되는 광 픽업 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은, 제1 파장광의 2차 회절광, 및 제3 파장광의 1차 회절광의 격자 피치와 회절각의 관계를 나타내는 도이다.
도 4A는, 회절 소자에 이용되는 격자 형상의 단면 구조를 나타내는 도이다.
도 4B는, 격자 깊이와 회절 효율의 관계를 나타내는 도이다.
도 5A는, 회절 소자에 이용되는 격자 형상의 단면 구조를 나타내는 도이다.
도 5B는, 격자 깊이와 회절 효율의 관계를 나타내는 도이다.
도 6A는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6B는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태 2에 관련되는 광 픽업 장치의 구조를 나타내는 도이다.
도 8A는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검 출기의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 8B는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태 3에 관련되는 광 픽업 장치의 구조를 나타내는 도이다.
도 10A는, 본 발명의 실시 형태 3에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 10B는, 본 발명의 실시 형태 3에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 실시 형태 4에 관련되는 광 픽업 장치의 구조를 나타내는 도이다.
도 12A는, 본 발명의 실시 형태 4에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12B는, 본 발명의 실시 형태 4에 관련되는 광 픽업 장치의 광원 및 광 검출기의 구조를 나타내는 평면도이다.
본 발명은, 광 디스크 및 광 카드 등의 광 정보 기록 매체에 대해서 정보의 기록, 재생 및 소거를 행하는 광 픽업 장치에 관한 것이다.
고밀도·대용량의 기록 매체로서 피트형상 패턴을 가지는 광 정보 기록 매체를 이용하는 광 메모리 기술은, 디지털 오디오 디스크, 비디오 디스크, 문서 파일 디스크, 및 데이터 파일 등, 그 응용 범위가 확대하고 있다. 광 메모리 기술에서는, 정보는 미세하게 좁혀진 광 빔에 의해 광 정보 기록 매체에 대해서 고정밀도, 및 고신뢰성으로 기록 재생된다. 이 기록 재생 동작은, 전적으로 그 광학계에 의존하고 있다. 광학계의 주요부인 광 픽업 장치의 기본적인 기능은, 회절 한계의 미소 스폿을 형성하는 집광, 광학계의 초점 제어, 광학계의 트래킹 제어, 및 피트 신호의 검출로 대별(大別)된다. 이들의 기능은, 그 목적과 용도에 따라 각종의 광학계와 광전 변환 검출 방식의 조합으로 실현되어 있다. 근래에는, 광 픽업 장치를 소형화 및 박형화하기 위해, 회절 소자(홀로그램)가 이용되고 있다 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
도 1은, 종래의 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치의 구성을 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 광 픽업 장치(1000)는, 광 정보 기록 매체(1106)에 대해서 정보의 기록, 재생 및 소거를 행한다. 예를 들면, 광 정보 기록 매체(1106)는, CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), BD(Blue-ray Disc) 또는 HD-DVD(High Definition DVD)이다. 광 픽업 장치(1000)는, 광원(1101A 및 1101B)과 광 검출기(1102A, 1102B, 1102C 및 1102D)와 회절 소자(1103)와 광로 결합부(1104)와 집광부(1105)를 구비한다.
광원(110lA)은, 제1 파장의 광(예를 들면, 청색광)(1120)을 출사하는 광원이다. 광원(1101B)은, 제1 파장보다 긴 제2 파장의 광(예를 들면, 적색광)(1121)과 제2 파장보다 긴 제3 파장의 광(예를 들면 적외광)(1122)을 출사하는 광원이다.
광원(1101A)으로부터 출사된 제1 파장광(1120)은, 광로 결합부(1104)에 의해 반사되고, 집광부(1105)에서 집광되어, 광 정보 기록 매체(1106)에 조사되고, 광 정보 기록 매체(1106)에서 반사된다. 광 정보 기록 매체(1106)에서 반사된 반사광이 집광부(1105)에 의해 집광되고, 광로 결합부(1104)를 투과하여, 회절 소자(1103)에 입사하고, 광 검출기(1102A 및 1102B)에 입사하도록 회절된다.
광원(1101B)으로부터 출사된 제2 파장광(1121)은, 집광부(1105)에서 집광되어, 광 정보 기록 매체(1106)에 조사되고, 광 정보 기록 매체(1106)에서 반사된다.
광 정보 기록 매체(1106)에서 반사된 반사광이, 집광부(1105)에 의해 집광되어 회절 소자(1103)에 입사하고, 광 검출기(1102A 및 1102C)에 선택적으로 입사하도록 회절된다. 광원(1101B)으로부터 출사된 제3 파장광(1122)은 집광부(1105)로 집광되어 광 정보 기록 매체(1106)에 조사되고 광 정보 기록 매체(1106)에서 반사된다. 광 정보 기록 매체(1106)에서 반사된 반사광이, 집광부(1105)에 의해 집광되어 회절 소자(1103)에 입사하고, 광 검출기(1102A 및 1102D)에 선택적으로 입사하도록 회절된다.
즉, 회절 소자(1103)에 의해서 도면 중의 우측으로 회절되는 광을 -(마이너스), 좌측으로 회절되는 광을 +(플러스)로 정의하면, 제1 ∼ 제3 파장의 광의 회절광중, +1차 회절광은 동일한 광 검출기(1102A)에 입사한다. -1차 회절광에 대해서는, 제1 파장광의 회절광은 광 검출기(1102B)에 입사하고, 제2 파장광의 회절광은 광 검출기(1102C)에 입사하고, 제3 파장광의 회절광은 광 검출기(1102D)에 입사한 다. 광 검출기(1102A∼1102D)로부터 각각 수광량에 따른 신호가 출력된다.
[특허 문헌 1]일본 특허공개 2001-176119호 공보
그러나, 광 정보 기록 매체(1106)의 신호를 +1차 회절광 및 -1차 회절광에서 얻는 종래의 광 픽업 장치에서는, 제1 ∼ 제3 파장광에 각각 대응한 광축이(3개) 존재한다. 이것에 의해, 제1 ∼ 제3 파장광중의 어느 1개의 광축을 집광부(1105)의 중심에 맞추면, 나머지 2개의 광축은 집광부(1105)의 중심으로부터 벗어난다. 따라서, 집광부(1105)의 중심으로부터 벗어난 광축에 대응하는 광의 이용 효율이 저하한다. 즉, 종래의 광 픽업 장치는, 광 픽업 장치의 전체로서 광의 이용 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 문제를 해결하는 것이며, 광의 이용 효율이 높은, 3 파장의 광을 이용하는 광 픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련되는 광 픽업 장치는, 광 정보 기록 매체에 대한 정보의 기입 및 판독 중 적어도 하나를 행하는 광 픽업 장치로서, 제1, 제2 및 제3 파장의 광을 발생하는 광원, 상기 광원이 발한 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 진행 방향을 공통화시켜, 상기 제1 파장의 광과 상기 제3 파장의 광의 광축을 일치시키는 광로 결합 수단과, 상기 광로 결합 수단으로부터의 광을 상기 광 정보 기록 매체상에 집광하는 집광 수단과, 상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광의 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 각각을 제1 방향 및 제2 방향 으로 회절하는 회절 소자와, 상기 회절 소자로부터의 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 상기 제1 방향의 회절광을 수광하는 제1 광 검출기와, 상기 회절 소자로부터의 상기 제1 및 제3 파장의 광의 상기 제2 방향의 회절광을 수광하는 제2 광 검출기와, 상기 회절 소자로부터의 상기 제2 파장의 광의 상기 제2 방향의 회절광을 수광하는 제3 광 검출기를 갖춘다.
이 구성에 의하면, 종래의 3개의 광축으로부터 2개의 광축으로 광축 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 집광 수단의 중심으로부터 벗어나는 광축 수를 줄일 수 있으므로, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 제1 광 검출기는, 상기 회절 소자로부터의 상기 제1 파장의 광의 +2차 회절광과, 상기 제2 파장의 광의 +1차 회절광과, 상기 제3 파장의 광의 +1차 회절광을 수광하고, 상기 제2 광 검출기는, 상기 회절 소자로부터의 상기 제1 파장의 광의 -2차 회절광과, 상기 제3 파장의 광의 -1차 회절광을 수광하고, 상기 제3 광 검출기는, 상기 회절 소자로부터의 상기 제2 파장의 광의 -1차 회절광을 수광해도 된다.
또, 상기 광 픽업 장치는, 또한, 상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 조사되는 위치에 형성되어, 조사된 광을 반사하는 미광 반사 수단을 갖추어도 된다.
이 구성에 의하면, 본래 불필요한 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 미광되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 미광에 의한 광 정보 기록 매체의 기록·재생·소거 신호의 열화를 방지할 수 있다.
또, 상기 미광 반사 수단은, 알루미늄 또는 금에 의해 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 미광 반사 수단은, 반도체 기판의 제조(확산) 공정에서 일반적으로 사용되고 있는 재료로 구성되기 때문에, 신규 재료를 증가시키지 않고 실현될 수 있다.
또, 상기 제1 광 검출기, 상기 제2 광 검출기 및 상기 제3 광 검출기는, 동일한 기판상에 형성되어, 상기 광 픽업 장치는, 상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 조사되는 위치에 형성되어, 조사된 광의 상기 기판상으로부터의 입사를 방지하는 반사 방지 수단을 더 구비해도 된다.
이 구성에 의하면, 회절 소자에 의해 발생하는 신호광으로서 사용하지 않는 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 기판상에 형성된 광 검출기에 의해 반사됨으로써 발생하는(반사) 미광의 발생을 방지할 수 있다. 또, 반사 방지 수단의 직하에 광 검출 다이오드를 배치하는 것으로, 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 광 검출기의 반도체 기판에 입사함으로써 발생한 기판내 미광(불용 광에 의해 발생한 캐리어)이 제1 광 검출기, 제2 광 검출기 및 제3 광 검출기에 들어가는 것을 막을 수 있다.
또, 상기 광 픽업 장치는, 상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 제1 파장의 광의 ±1차 회절광을 수광하는 제4 광 검출기를 더 구비해도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 파장의 광의 ±1차 회절광을, 제4 광 검출기로 수광하고 전기 신호로 변환할 수 있다.
또, 상기 제4 광 검출기는, 상기 제1 파장의 광의 출력 모니터 기능을 가져도 된다.
이 구성에 의하면, 제4 광 검출기를 제1 파장의 광의 광 출력 모니터용으로 이용함으로써, 제1 파장의 광의 광 출력 모니터용 광 검출기를 줄여, 부품 점수를 줄일 수 있다. 따라서, 광 픽업 장치를 소형화시킬 수 있다.
또, 상기 제4 광 검출기는, 상기 광 정보 기록 매체로부터의 신호를 출력하는 기능을 가져도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 파장의 광의 ±1차 회절광을 정보 기록 매체로부터의 신호광으로서 사용함으로써, 제1 파장의 광의 광 이용 효율을 보다 더 개선할 수 있다.
또, 상기 제1 파장의 광은 청색광이며, 상기 제2 파장의 광은 적색광이고, 상기 제3 파장의 광은 적외광이어도 된다.
이 구성에 의하면, 예를 들면, 청색광을 이용하는 BD (또는 HD-DVD), 적색광을 이용하는 DVD, 및 적외광을 이용하는 CD에 대응하는 광 픽업 장치에 있어서, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 광원은, 상기 제1 파장의 광을 발생하는 제1 광원과 상기 제2 및 제3 파장의 광을 발생하는 제2 광원을 포함하고, 상기 제2 광원과 상기 제l 광 검출기와 상기 제2 광 검출기와 상기 제3 광 검출기는 동일한 기판상에 배치되어도 된다.
이 구성에 의하면, 제2 광원과 제1 ∼ 제3 광 검출기를 집적화함으로써, 설치 공간의 축소를 행할 수 있다. 따라서, 광 픽업 장치의, 저비용화를 실현할 수 있다.
또, 회절 소자의 단면 형상이 톱니형상이어도 된다.
이 구성에 의하면, 예를 들면, 제1 파장의 광(파장 405nm)의 2차 회절 효율의 피크와 제2 파장의 광(파장 650nm) 및 제3 파장의 광(파장 780nm)의 1차 회절 효율의 피크는, 격자 깊이가 거의 같은 위치에 나타난다. 따라서, 제1 파장광(파장 405nm), 제2 파장광(파장 650nm) 및 제3 파장광(파장 780nm)을 단일의 제1 광 검출기로 용이하게 검출할 수 있다.
본 발명은, 광의 이용 효율이 높은, 3 파장의 광을 이용하는 광 픽업 장치를 제공할 수 있다.
2006년 8월 25일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2006-229323의 명세서, 도면 및 청구항들을 포함하는 개시는 그 전체가 참고로 여기에 조합되어 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 장점 및 특징들은 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면과 함께 취한 다음의 설명으로부터 분명해진다.
이하, 본 발명에 관련되는 광 픽업 장치의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
(실시의 형태 1)
본 발명의 실시의 형태 1에 관계되는 광 픽업 장치는, 3 파장의 광에 대응한 광 픽업 장치이며, 2개의 파장의 광의 광축을 동일하게 하는 것으로, 광축을 2개로 한다. 이것에 의해, 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
우선, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 광 픽업 장치의 구성을 설명한 다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 광 픽업 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 2에 나타내는 광 픽업 장치(100)는, 광 정보 기록 매체(106)에 대해서 정보의 기록·재생 및 소거를 행한다. 광 픽업 장치(100)는, 광원(101A 및 101B)과 광 검출기(102A, 102BD, 및 102C)와 회절 소자(103)와 광로 결합부(104)와 집광부(105)와 미광 반사 영역(111)을 구비한다.
본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 광 픽업 장치(100)는 종래의 광 픽업 장치에 대해, 광로 결합부(104)가, 제1 파장광과 제3 파장광의 광축을 거의 일치시키는 점 및 미광 반사 영역(111)을 갖추는 점이 다르다.
광원(101A)은, 제1 파장의 광(120)을 출사하는 광원이다. 광원(101B)은 제1 파장보다 긴 제2 파장의 광(121)과 제2 파장보다 긴 제3 파장의 광(122)을 출사하는 광원이다. 제1 파장은, 예를 들면 BD 또는 HD-DVD용의 405nm (청색광)이며, 제2 파장은 예를 들면 DVD용의 650nm (적색광)이며, 제3 파장은 예를 들면 CD용의 780nm (적외광)이다.
또, 광원(101A 및 101B)은 예를 들면, 반도체 레이저이다.
광 검출기(102A, 102C 및 102BD)는 수광량에 따른 신호를 출력한다.
예를 들면, 광 검출기(102A, 102C 및 102BD)는, 동일한 반도체(Si) 기판상에 형성된 광 검출 다이오드이다. 또한, 광 검출기(102A, 102C 및 102BD)를 특별히 구별하지 않는 경우에는, 광 검출기(102)로 표기한다.
회절 소자(103)는, 광 정보 기록 매체(106)로부터의 반사광을 회절한다. 회절 소자(103)는, 예를 들면, 홀로그램 소자이다.
광로 결합부(104)는, 광원(10lA 및 101B)이 발생한 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 진행 방향을 공통화시킨다. 광로 결합부(104)는, 제1 파장의 광과 제3 파장의 광의 광축을 일치시킨다. 광로 결합부(104)는, 예를 들면, 편광 빔 분할기이다. 광로 결합부(104)는, 제1 파장(405nm)의 광의 편광 방향에 의해 반사 또는 투과시킨다.
집광부(105)는 광로 결합부(104)로부터의 광을 광 정보 기록 매체(106)상에 집광한다. 집광부(105)는, 예를 들면, 콜리메이터 렌즈와 대물렌즈를 갖춘 액츄에이터이다.
미광 반사 영역(111)은, 광 검출기(102)가 형성되는 반도체 기판상의 제1 파장광의 ±1차 회절광이 입사하는 위치에 형성된다. 미광 반사 영역(111)은, 조사된 광을 반사한다. 예를 들면, 미광 반사 영역(111)은, 알루미늄 또는 금 등의 금속으로 구성된다.
광원(101B)의 설치 위치와 광 정보 기록 매체(106)의 설치 위치와의 사이에는, 광원(101B)측으로부터 순서대로, 회절 소자(103), 광로 결합부(104) 및 집광부(105)가 배치된다. 광원(101A)은, 직접 광로 결합부(104)에 향하여 출사 가능하게 배치된다. 회절 소자(103)의 한편(광로 결합부(104)가 배치되는 방향과는 반대의 방향)에, 광 검출기(102) 및 미광 반사 영역(111)이 배치된다.
다음에, 광 픽업 장치(100)의 동작을 설명한다.
광원(101A)으로부터 출사된 광은, 광로 결합부(l04)에 의해 반사되고, 집광부(105)에서 집광되어, 광 정보 기록 매체(106)에 조사되고, 광 정보 기록 매체(106)에서 반사된다. 광 정보 기록 매체(106)에서 반사된 반사광이, 집광부(105)에 의해 집광되어 광로 결합부(104)를 투과하고 회절 소자(103)에 입사하여, 어느 광 검출기(102)에 선택적으로 입사하도록 회절된다.
광원(101B)으로부터 출사된 광은, 회절 소자(103)와 광로 결합부(104)를 투과하고, 집광부(105)에서 집광되고, 광 정보 기록 매체(106)에 조사되어 광 정보 기록 매체(106)에서 반사된다. 광 정보 기록 매체(106)에서 반사된 반사광이, 집광부(105)에 의해 집광되고 광로 결합부(104)를 투과하여 회절 소자(103)에 입사하고, 어느 광 검출기(102)에 선택적으로 입사하도록 회절된다.
회절 소자(103)에 의해서 도면 중의 우측으로 회절하는 광을 -(마이너스), 좌측으로 회절하는 광을 +(플러스)로 정의하면, 제1 파장광의 +2차 회절광과 제2 파장광 및 제3 파장광의 각각의 +1차 회절광이 광 검출기(102A)에 입사한다. 제1 파장광의 -2차 회절광과 제3 파장광의 -1차 회절광이 광 검출기(102BD)에 입사한다. 제2 파장광의 -1차 회절광은 광 검출기(102C)에 입사한다.
또, 미광 반사 영역(111)은 회절 소자(103)에 의해서 발생하는 신호광으로서 사용하지 않는 제1 파장광의 ±1차 회절광을 반사한다. 이것에 의해, 제1 파장광의 ±1차 회절광이, 광 검출기(102)가 형성되는 반도체 기판으로 입사함으로써 발생하는 기판내 미광(불용 광에 의해 발생한 캐리어)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 각 파장의 광에 대해서 플러스, 마이너스의 양 회절광을 검출하는 것 은, 종래 기술에서도 행하고 있는 것이지만, 광 정보 기록 매체(106)의 상하 방향의 변동에 대해서, 양 광검출기상의 양 광스폿 사이즈가 일정하게 되도록 초점 서보를 걸기 위한 신호를 생성하기 때문이다.
이것에 의해서, 회절 소자(103)에, 한쪽의 회절광의 초점 위치가 단일의 광 검출기(여기에서는 광 검출기(102A))의 아래 쪽이 되고, 또 한쪽의 회절광의 초점 위치가 복수의 광 검출기(여기에서는 광 검출기(102C 및 102BD))의 위쪽이 되도록, 회절 격자에 곡률을 갖게 한다. 또, 광 검출기(102)는, 예를 들면, 파장 405 nm, 650 nm 및 780 nm의 광에 대한 반사 방지막을 표면에 형성한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
도 3은, 제1 파장광(파장 405nm)의 2차 회절광과 제3 파장광(파장 780nm)의 1차 회절광의 각각에 대해서, 격자 피치와 회절각의 관계를 나타내는 도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 파장광의 2차 회절광과 제3 파장광의 1차 회절광은, 격자 피치의 각 값에 대해서 거의 같은 값의 회절각이 된다. 이 성질을 이용하여, 상술한 것처럼 제1 파장광의 -2차 회절광과 제3 파장광의 -1차 회절광을 단일의 광 검출기(102BD)에서 검출할 수 있다. 통상적으로는, [제1 파장광의 2차 회절각]-[제3 파장광의 1차 회절각]이 2도 이내이라면 충분하다.
도 4A 및 도 5A는, 회절 소자(103)에 사용되는 격자 형상의 단면 구조를 나타내는 도이다. 도 4B 및 도 5B는, 격자 깊이와 회절 효율의 관계를 나타내는 도이다. 도 4A는, 구형파 형상의 격자 형상의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 4B는, 구형파 형상의 격자 형상에 있어서의 격자 깊이와 회절 효율의 관계 를 나타내는 도이다. 또한, 회절 소자(103)는, 굴절률이 1.52, 격자 간격이 2.5μm이다.
도 4A에 나타내는 바와 같이, 회절 격자의 단면 형상이 구형파 형상, 즉 구형이 일 측에 나란히 선 요철 형상인 경우에는, 도 4B에 나타내는 바와 같이 제1 파장광(파장 405nm)의 2차 회절 효율의 피크와 제2 파장광(파장 650nm) 및 제3 파장광(파장 780nm)의 1차 회절 효율의 피크와 격자 깊이가 떨어진 위치에 나타난다.
도 5A는, 톱니형상의 격자 형상의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 5B는, 톱니형상의 격자 형상에 있어서의 격자 깊이와 회절 효율의 관계를 나타내는 도이다. 단, 회절 소자(103)는, 굴절률이 1.52, 격자 간격이 2.5μm이다.
도 5A에 나타내는 바와 같이, 회절 격자의 단면 형상이 톱니형상, 즉 삼각형이 일측에 나란히 선 요철 형상인 경우에는, 제1 파장광(파장 405nm)의 2차 회절 효율의 피크와 제2 파장광(파장 650nm) 및 3파장광(파장 780nm)의 1차 회절 효율의 피크와 격자 깊이가 거의 같은 위치에 나타난다. 따라서, 제1 파장광(파장 405nm), 제2 파장광(파장 650nm) 및 제3 파장광(파장 780nm)을 단일의 광 검출기(102A)로 용이하게 검출할 수 있다.
따라서, 회절 소자(103)로부터의 회절광을 이용하는 본 발명의 광 픽업 장치(100)에 있어서는, 도 5A에 나타내는 것처럼 톱니형상의 회절 소자(103)를 이용하는 것으로, 제1 파장광, 제2 파장광 및 제3 파장광을 단일의 광 검출기(102A)로 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 회절 소자(103)를, 광원(101B)과 광로 결 합부(104)의 사이에 배치했지만, 광로 결합부(104)와 집광부(105)의 사이, 또는 집광부(105)의 내부, 또는 집광부(105)와 광 정보 기록 매체(106)의 사이에 배치해도, 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 개별적으로 배치했지만, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트를 사용해도, 같은 효과를 얻을 수 있다. 도 6A는, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트의 사시도이다. 도 6B는, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트의 평면도이다. 도 6A와 도 6B에 나타내는 바와 같이, 동일한 반도체 기판(107)상에, 광 검출기(102(102A, 102C 및 102BD))와 광원(101B)과 미광 반사 영역(111)이 배치된다. 또, 광원(101B)으로부터 출사된 제2 파장광(121)및 제3 파장광(122)은 마이크로 미러(108)에 반사되어, 수직 방향으로 올려진다.
이상으로, 본 발명의 실시의 형태1에 관계되는 광 픽업 장치(100)는, 최단 파장인 제1 파장광과 최장 파장인 제3 파장광의 광축을 일치시킨다. 이것에 의해, 종래의 3개의 광축으로부터 2개의 광축으로 광축수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 집광부(105)의 중심으로부터 벗어나는 광축수를 줄일 수 있으므로, 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 실시의 형태1에 관련되는 광 픽업 장치(100)는, 미광 반사 영역(111)을 갖춘다. 이것에 의해, 회절 소자(103)에 의해 발생하는, 신호광으로서 사용하지 않는 제1 파장광의 ±1차 회절광이 광 검출기(102)의 반도체 기판에 입사함으로써 발생하는 기판내 미광(불용 광에 의해 발생한 캐리어)의 발생을 저감할 수 있다.
또, 미광 반사 영역(111)은, 알루미늄 또는 금 등의 금속으로 구성된다. 즉, 미광 반사 영역(111)은, 반도체 장치의 제조(확산) 공정에서 일반적으로 사용되고 있는 재료로 구성되기 때문에, 신규 재료를 증가시키지 않고 실현될 수 있다.
또, 광로 결합부(104)는, 제1 파장(405nm)의 광의 편광 방향에 의해 반사 또는 투과시키는 기능을 가진다. 이것에 의해, 광의 이용 효율을 더 높일 수 있다.
또, 회절 소자(103)는, 톱니형상의 단면 형상을 가진다. 이것에 의해, 제1 파장광(파장 405nm)의 2차 회절 효율의 피크와 제2 파장광(파장 650nm) 및 제3 파장광(파장 780nm)의 1차 회절 효율의 피크는, 격자 깊이가 거의 같은 위치에 나타난다. 따라서, 제1 파장광(파장 405nm), 제2 파장광(파장 650nm) 및 제3 파장광(파장 780nm)을 단일의 광 검출기(102A)로 검출할 수 있다.
(실시의 형태 2)
본 발명의 실시의 형태 2에 관련되는 광 픽업 장치는, 반사 미광의 발생을 방지하는 반사 방지 영역을 갖춘다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련되는 광 픽업 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다. 또한, 도 2와 같은 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있어 상세한 설명은 생략한다.
도 7에 나타내는 광 픽업 장치(200)는, 광 정보 기록 매체(106)에 대해서 정보의 기록·재생 및 소거를 행한다. 광 픽업 장치(200)는, 광원(101A 및 101B)과 광 검출기(102A, 102BD, 및 102C)와 회절 소자(103)와 광로 결합부(104)와 집광부(105)와 반사 방지 영역(112)을 갖춘다.
반사 방지 영역(112)은, 광 검출기(102)가 형성되는 반도체 기판상의 제1 파장광의 ±1차 회절광이 조사되는 위치에 형성된다. 반사 방지 영역(112)은, 조사된 광의 반도체 기판상으로의 입사를 방지한다. 반사 방지 영역(112)은, 예를 들면, 산화막 또는/및 질화막으로 구성된다. 반사 방지 영역(112)은, 회절 소자(103)에 의해 발생하는 신호광으로서 사용하지 않는 제1 파장광의 ±1차 회절광이 광 검출기(102)에 의해 반사되는 것으로 발생하는 (반사) 미광을 발생시키지 않는 기능을 가진다. 또, 반사 방지 영역(112)의 직하에 광 검출 다이오드를 배치함으로써, 제1 파장광의 ±1차 회절광이 광 검출기(102)의 반도체 기판에 입사한 것에 의해 발생한 기판내 미광(불용 광에 의해 발생한 캐리어)이 신호 검출용 광 검출기 (102A, 102C 또는/및 102BD)에 들어가는 것을 막을 수 있다.
또한, 반사 방지 영역(112)을 구성하는 산화막 또는/및 질화막은, 반도체 장치의 제조(확산) 공정에서 일반적으로 사용되고 있는 재료이기 때문에, 신규 재료를 늘릴 필요가 없다.
도 8A는, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트의 사시도이다. 도 8B는, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트의 평면도이다. 도 8A 및 도 8B에 나타내는 바와 같이, 기판(107)에, 광 검출기(102(102A, 102C 및 102BD))와 광원(101B)과 반사 방지 영역(112)이 형성된다.
(실시의 형태 3)
본 발명의 실시의 형태 3에 관련되는 광 픽업 장치는, 제1 파장광의 ±1차 회절광을 수광하는 광 검출기(113)를 갖춘다.
도 9는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관련되는 광 픽업 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다. 또한, 도 2와 같은 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있어 상세한 설명은 생략한다.
도 9에 나타내는 광 픽업 장치(300)는, 광 정보 기록 매체(106)에 대해서 정보의 기록·재생 및 소거를 행한다. 광 픽업 장치(300)는, 광원(101A 및 101B)과 광 검출기(102A, 102BD, 및 102C)와 회절 소자(103)와 광로 결합부(104)와 집광부(105)와 광 검출기(113)를 갖춘다.
광 검출기(113)는, 광 검출기(102)가 형성되는 반도체 기판상의 제1 파장광의 ±1차 회절광이 조사되는 위치에 형성된다. 광 검출기(113)는, 회절 소자(103)에 의해서 발생하는 신호광으로서 사용하지 않는 제1 파장광의 ±1차 회절광을 수광해, 신호광으로서 검출하는 기능을 가진다. 예를 들면, 광 검출기(113)는, 제1 파장광의 출력 모니터 기능을 가지고, 광 출력 모니터용 광 검출기로서 사용된다. 이것에 의해, 도면 중에는 나타내지 않은 광 검출기(102)와는 다른 위치에 배치되어 있던 제1 파장광의 광 출력 모니터용 광 검출기를 줄여, 부품 점수를 줄일 수 있다. 따라서, 광 픽업 장치를 소형화시킬 수 있다.
도 10A는 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트의 사시도이다. 도 10B는 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유니트의 평면도이다. 도 10A 및 도 10B에 나타내는 바와 같이, 기판(107)에, 광 검출기(102(102A, 102C 및 102BD))와 광원(101B)과 광 검출기(113)가 형성된다.
(실시의 형태 4)
본 발명의 실시의 형태 4에 관련되는 광 픽업 장치는, 정보 기록 매체로부터의 신호를 출력하는 기능을 가지는 광 검출기(114)를 갖춘다.
도 11은, 본 발명의 실시의 형태 4에 관련되는 광 픽업 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다. 또한, 도 2와 같은 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있어 상세한 설명은 생략한다.
도 11에 나타내는 광 픽업 장치(400)는, 광 정보 기록 매체(106)에 대해서 정보의 기록·재생 및 소거를 행한다. 광 픽업 장치(100)는, 광원(101A 및 101B)과 광 검출기(102A, 102BD 및 102C)와 회절 소자(103)와 광로 결합부(104)와 집광부(105)와 광 검출기(114)를 갖춘다.
광 검출기(114)는, 광 검출기(102)가 형성되는 반도체 기판상의 제1 파장광의 ±1차 회절광이 조사되는 위치에 형성된다. 광 검출기(114)는, 회절 소자(103)에 의해서 발생하는 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2에서는 신호광으로서 사용하지 않는 제1 파장광의 ±1차 회절광을 수광하고, 신호광으로서 검출하는 기능을 가진다. 즉, 광 검출기(114)는, 광 정보 기록 매체(106)로부터의 신호를 출력하는 기능을 가진다. 제1 파장광의 ±1차 회절광을 광 정보 기록 매체(106)로부터의 신호광으로서 사용함으로써, 제1 파장광의 광 이용 효율을 더욱 개선할 수 있다.
단, 광 검출기(114)는, 제1 파장광의 ±1 회절광에 따라 분할해도 된다.
도 12A는, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유닛의 사시도이다. 도 12B는, 광원(101B)과 광 검출기(102)를 일체화한 집적 유닛의 평면도이다. 도 12A 및 도 12B에 나타내는 바와 같이, 기판(107)에, 광 검출기(102(102A, 102C 및 102BD))와 광원(101B)과 광 검출기(114)가 형성된다.
본 발명의 몇 개의 실시예들이 상기 상세하게 서술되어 있지만, 본 발명의 신규성과 장점을 벗어나지 않으면, 본 기술에서 숙련된 자에 의해 보기의 실시예들에 많은 변경이 가능한 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변경은 본 발명의 범위 내에 포함되어야 한다.
본 발명은, 광 픽업 장치에 적용할 수 있고, 특히, BD (또는 HD-DVD), DVD, 및 CD에 대해서 정보를 기록, 재생 및 소거를 행하는 광 픽업 장치에 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 광 정보 기록 매체에 대한 정보의 기입 및 판독의 적어도 하나를 행하는 광 픽업 장치로서,
    제1, 제 2 및 제3 파장의 광을 발생하는 광원,
    상기 광원이 발생한 상기 제1, 제 2 및 제3 파장의 광의 진행 방향을 공통화시켜, 상기 제1 파장의 광과 상기 제3 파장의 광의 광축을 일치시키는 광로 결합 수단,
    상기 광로 결합 수단으로부터의 광을 상기 광 정보 기록 매체 상에 집광하는 집광 수단,
    상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광의 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광의 각각을 제1 방향 및 제2 방향으로 회절하는 회절 소자,
    상기 회절 소자로부터의 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광 중 상기 제1 방향의 회절광을 수광하는 제1 광 검출기,
    상기 회절 소자로부터의 상기 제1 및 제3 파장의 광 중 상기 제2 방향의 회절광을 수광하는 제2 광 검출기,
    상기 회절 소자로부터의 상기 제2 파장의 광의 상기 제2 방향의 회절광을 수광하는 제3 광 검출기를 포함하는, 광 픽업 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광 검출기는 상기 회절 소자로부터의 상기 제1 파장의 광의 +2차 회절광과, 상기 제2 파장의 광의 +1차 회절광과, 상기 제3 파장의 광의 +1차 회절광을 수광하고,
    상기 제2 광 검출기는 상기 회절 소자로부터의 상기 제1 파장의 광의 -2차 회절광과, 상기 제3 파장의 광의 -1차 회절광을 수광하고,
    상기 제3 광 검출기는 상기 회절 소자로부터의 상기 제2 파장의 광의 -1차 회절광을 수광하는, 광 픽업 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 조사되는 위치에 형성되어 조사된 광을 반사하는 미광 반사 수단을 더 포함하는, 광 픽업 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 미광 반사 수단은, 알루미늄 또는 금으로 구성되는, 광 픽업 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 광 검출기, 상기 제2 광 검출기 및 상기 제3 광 검출기는, 동일한 기판상에 형성되고,
    상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 제1 파장의 광의 ±1차 회절광이 조사되 는 위치에 형성되어 조사된 광의 상기 기판상으로의 입사를 방지하는 반사 방지 수단을 더 포함하는, 광 픽업 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 회절 소자에 의해 회절된 상기 제1 파장의 광의 ±1차 회절광을 수광하는 제4 광 검출기를 더 포함하는, 광 픽업 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제4 광 검출기는, 상기 제1 파장의 광의 출력 모니터 기능을 가지는, 광 픽업 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제4 광 검출기는, 상기 광 정보 기록 매체로부터의 신호를 출력하는 기능을 가지는, 광 픽업 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 파장의 광은 청색광이며, 상기 제2 파장의 광은 적색광이며, 상기 제3 파장의 광은 적외광인, 광 픽업 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원은 상기 제1 파장의 광을 발생하는 제1 광원과, 상기 제2 및 제3 파장의 광을 발생하는 제2 광원을 포함하고,
    상기 제2 광원과, 상기 제1 광 검출기와, 상기 제2 광 검출기와, 상기 제3 광 검출기는 동일한 기판상에 배치되는, 광 픽업 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 회절 소자의 단면 형상이 톱니형상인, 광 픽업 장치.
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