KR20100137367A - 광 픽업 및 광 디스크 장치 - Google Patents

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KR20100137367A
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노리히로 다나베
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소니 주식회사
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Abstract

형광 기록 재료를 기록층에 사용한 광 디스크에 대하여, 간이한 구성에 의해 포커스 제어를 행한다. 광 디스크(100)는, 형광 기록 재료에 의해 구성된 기록층(101)에 인접하여, 광 빔을 반사하는 반사막(105)을 갖는다. 광 디스크 장치(30)는, 파장 선택성을 갖는 다이크로익 프리즘(44)에 의해, 광 빔 L1이 조사되어 반사막(105)에서 반사된, 광 빔 L1과 동등한 파장으로 이루어지는 반사광 빔 L2를, 기록층(101)으로부터 발생한 재생광 빔 L3으로부터 분리하고 서보용 포토디텍터(50)에 입사시킨다. 또한, 광 디스크 장치(30)는 서보용 포토디텍터(50)에 의한 검출 결과를 기초로, 대물 렌즈(47)의 포커스 제어를 행한다. 이에 의해 광 디스크 장치(30)는, 광 디스크(100)에 기록된 정보를 재생하기 위한 광 빔을 출사하는 레이저 다이오드와 동일한 레이저 다이오드로부터 출사된 광 빔에 기초하여, 포커스 제어를 행할 수 있다.

Description

광 픽업 및 광 디스크 장치 {OPTICAL PICKUP AND OPTICAL DISC DEVICE}
본 발명은 광 픽업 및 광 디스크 장치에 관한 것이며, 예를 들어 광 빔을 사용하여 기록 매체에 정보를 기록하고, 또한 광 빔을 사용하여 당해 기록 매체로부터 당해 정보를 재생하는 광 디스크 장치에 적용하기에 적합한 것이다.
종래, 광 디스크 장치에 있어서는, CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc) 및 Blu-ray Disc(등록 상표, 이하 BD라고 칭함) 등, 광 디스크에 대하여 광 빔을 조사하고, 그 반사광을 판독함으로써 정보를 재생하도록 이루어진 것이 널리 보급되어 있다.
이러한 광 디스크 장치에서는, 음악 콘텐츠나 영상 콘텐츠 등의 각종 콘텐츠, 혹은 컴퓨터용의 각종 데이터 등과 같은 다양한 정보를 광 디스크에 기록하도록 이루어져 있다. 특히 최근에는 영상의 고정밀화나 음악의 고음질화 등에 의해 정보량이 증대하고, 또한 1매의 광 디스크에 기록하는 콘텐츠수의 증가가 요구되고 있기 때문에, 당해 광 디스크의 한층 더한 대용량화가 요구되고 있다.
따라서, 도 1에 도시한 바와 같은 형광 기록 재료를 기록층에 사용한 체적형 기록 매체의 광 디스크(10)를 이용한 광 디스크 장치(1)가 검토되고 있다(비특허문헌 1 참조).
광 디스크 장치(1)는, 서보 제어를 위한 서보 광학계(2)와, 정보의 기록 또는 재생을 위한 정보 광학계(3)를 갖고 있다.
광 디스크 장치(1)는, 서보 광학계(2)의 서보용 레이저 다이오드(4)로부터 파장 약 780[nm]의 레이저광으로 이루어지는 적외광 빔을 출사시키고, 빔 스플리터(5), 릴레이 렌즈(6), 제1 다이크로익 미러(7), 제2 다이크로익 미러(8), 대물 렌즈(9)를 통하여 광 디스크(10)에 조사한다.
제1 다이크로익 미러(7)는 광 빔의 파장에 의해 투과율 및 반사율이 다른, 소위 파장 선택성을 갖고 있고, 적외광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하고, 다른 파장의 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 투과시키도록 이루어져 있다. 이로 인해 제1 다이크로익 미러(7)는, 적외광 빔을 반사한다.
또한, 제2 다이크로익 미러(8)는, 적색광 빔 및 적외광 빔을 거의 100[%]의 비율로 투과시키고, 다른 파장의 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하도록 이루어져 있다. 이로 인해 제2 다이크로익 미러(8)는, 적외광 빔을 투과시킨다.
광 디스크(10)는, 기판(11)과, 정보를 기록하기 위한 기록층(12)과, 광 빔을 반사하는 반사막(13)을 갖고 있다.
기록층(12)은 형광 기록 재료로 이루어지고, 높은 광 강도의 광 빔이 조사되면 그 초점 부근에서 광 화학 반응이 일어나, 형광을 발하기 쉬운 구조로 됨으로써, 기록 마크가 형성되도록 이루어져 있다. 또한, 기록층(12)에 있어서 광 화학 반응이 일어난 개소는, 광 빔이 조사되면, 그 조사된 광 빔과는 다른 파장의 광 빔을 발생한다.
계속해서 광 디스크 장치(1)는, 광 디스크(10)의 반사막(13)으로부터 반사된 반사광 빔을, 대물 렌즈(9), 제2 다이크로익 미러(8), 제1 다이크로익 미러(7), 릴레이 렌즈(6)를 통하여 빔 스플리터(5)에 입사시킨다.
빔 스플리터(5)는 반사광 빔의 일부를 반사하고, 서보용 포토디텍터(14)에 조사한다. 서보용 포토디텍터(14)는 검출 영역을 갖고 있으며, 검출한 광량에 따라 검출 신호를 생성한다.
광 디스크 장치(1)는 상기 검출 신호에 기초하여, 도시하지 않은 액추에이터에 의해 대물 렌즈(9)를 이동시키고, 트래킹 제어 및 포커스 제어를 행한다.
광 디스크 장치(1)는 정보를 기록할 때, 정보 광학계(2)의 레이저 다이오드(15)로부터 높은 광 강도로 이루어지는 파장 약 660[nm]의 적색광 빔을 출사시키고, 제1 다이크로익 미러(7), 제2 다이크로익 미러(8), 대물 렌즈(9)를 통하여 광 디스크(10)의 기록층(11)에 조사하여 기록 마크를 형성한다.
한편, 광 디스크 장치(1)는 정보를 재생할 때, 정보 광학계(2)의 레이저 다이오드(15)로부터, 기록을 할 때보다도 낮은 광 강도로 이루어지는 적색광 빔을 출사시키고, 제1 다이크로익 미러(7), 제2 다이크로익 미러(8), 대물 렌즈(9)를 통하여 적색광 빔을 광 디스크(10)의 기록층(11)에 조사한다.
기록층(11)은, 기록 마크에 광 빔이 조사되면, 조사된 광 빔과는 다른 파장의 재생광 빔을 발생한다.
광 디스크 장치(1)는, 재생광 빔을 대물 렌즈(9)를 통하여 제2 다이크로익 미러(8)에 입사시킨다. 제2 다이크로익 미러(8)는, 적색광 빔과는 파장이 다른 재생광 빔을 반사하고, 집광 렌즈(16)에 의해 집광하여 재생용 포토디텍터(17)에 입사시킨다.
포토디텍터(17)는 검출 영역을 갖고 있으며, 검출한 광량에 따라 재생 검출 신호를 생성한다.
광 디스크 장치(1)는 상기 재생 검출 신호에 기초하여, 재생 검출 신호에 대하여 소정의 복조 처리나 복호화 처리 등을 행함으로써 재생 정보를 생성한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 광 디스크 장치(1)에 있어서는 정보의 기록 또는 재생을 위한 정보 광학계(3)와는 별도로, 포커스 제어 등의 서보 제어를 행하기 위해 서보 광학계(2)를 갖고 있다.
한편, 광 디스크를 대용량화하는 방법 중 하나로서, 도 2에 도시한 바와 같은 대물 렌즈(21)에 의해 집광된 광 빔에 의해 기록 마크가 작성되는 기록층(22)을 중간층(23) 사이에 끼워 넣은 구조로 이루어지는, 다층의 기록층을 갖는 광 디스크(20)도 검토되어 있다(비특허문헌 2 참조).
광 디스크(20)에서의 기록층(22)은, 기록용의 광 빔이 조사됨으로써 광의 굴절률을 변화시키는 재료에 의해 구성되고, 기록용 광의 빔의 초점 부근의 굴절률이 변화함으로써, 기록 마크가 형성되도록 이루어져 있다.
teradisc technology. [online]. mempile, inc. [retrieved on2009-06-01]. Retrieved from the Internet: <URL:http://www. mempile. com/TeraDisc2. 261264E+289284A2+Technology/> Y. Kawata et. al, "Three-dimensional optical data storage usingthree-dimensional optics, "Optical Engineering, Vol. 40, 2001, p.2247-2254
그러나, 이러한 광 디스크(20)를 사용한 광 디스크 장치에 있어서도, 광 디스크 장치(1)(도 1)와 마찬가지로, 정보의 기록 또는 재생을 위한 정보 광학계와는 별도로, 포커스 제어 등의 서보 제어를 행하기 위해 서보 광학계가 필요하였다. 이로 인해 광 디스크(20)를 사용한 광 디스크 장치에 있어서는, 장치의 구성이 복잡하게 되어 버렸다.
본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것으로, 형광 기록 재료를 기록층에 사용한 광 디스크에 대하여, 간이한 구성에 의해 포커스 제어를 행하는 광 픽업 및 광 디스크 장치를 제안하고자 하는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 광 디스크 장치에 있어서는, 광 빔을 출사하는 광원과, 광원으로부터 광 빔이 조사되면 정보를 나타내는 기록 마크의 유무에 따라 광 빔과는 다른 파장의 재생광 빔을 발생하는 형광 기록 재료로 이루어지는 기록층과, 당해 기록층에 인접하고 광 빔을 반사하는 반사부를 갖는 광 디스크에, 광 빔의 초점을 맞추는 대물 렌즈와, 광 디스크의 반사부에 의해 반사된, 광 빔과 동등한 파장으로 이루어지는 반사광 빔을, 재생광 빔으로부터 분리하는 파장 선택 소자와, 파장 선택 소자에 의해 분리된 반사광 빔을 수광하고 위치 검출 신호를 생성하는 반사광 검출기와, 위치 검출 신호에 기초하여, 광 빔의 광축 방향에 관한 광 빔의 초점과 기록층과의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 생성하는 신호 처리부와, 포커스 에러 신호에 기초하여, 대물 렌즈를 광 디스크에 분리 접촉하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부를 설치하도록 하였다.
이 광 디스크 장치에서는, 광 디스크에 기록된 정보를 재생하기 위한 광 빔을 출사하는 광원과 동일한 광원으로부터 출사된 광 빔에 기초하여, 포커스 제어를 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광 디스크에 기록된 정보를 재생하기 위한 광 빔을 출사하는 광원과 동일한 광원으로부터 출사된 광 빔에 기초하여, 포커스 제어를 행할 수 있다. 이와 같이 하여 본 발명은, 형광 기록 재료를 기록층에 사용한 광 디스크에 대하여, 간이한 구성에 의해 포커스 제어를 행하는 광 픽업 및 광 디스크 장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 형광 기록 재료를 사용한 광 디스크를 이용한 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 개략선도.
도 2는, 다층의 기록층을 갖는 광 디스크의 구성을 도시하는 개략선도.
도 3은, 광 디스크의 구성을 도시하는 개략선도.
도 4는, 광 디스크 장치의 전체 구성을 도시하는 개략선도.
도 5는, 광 픽업의 구성 (1)을 도시하는 개략선도.
도 6은, 포토디텍터에서의 검출 영역의 구성을 도시하는 개략선도.
도 7은, 광 픽업의 구성 (2)를 도시하는 개략선도.
도 8은, 다른 실시 형태에 따른 광 픽업의 구성을 도시하는 개략선도.
이하, 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라고 함)에 대하여 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서대로 행한다.
1. 실시 형태
2. 다른 실시 형태
<1. 실시 형태>
[1-1. 광 디스크의 구성]
우선, 본 발명에 있어서 광 정보 기록 매체로서 사용되는 광 디스크(100)에 대하여 설명한다. 도 3의 (A)에 외관도를 도시한 바와 같이, 광 디스크(100)는, 전체적으로 종래의 CD, DVD 및 BD와 마찬가지로 직경 약 120[mm]의 원반 형상으로 구성되어 있고, 중앙 부분에 구멍부(100H)가 형성되어 있다.
또한, 광 디스크(100)는, 도 3의 (B)에 단면도를 도시한 바와 같이, 정보를 기록하기 위한 기록층(101)과 스페이서로서의 중간층(102)이 교대로 중첩되고, 또한 기판(103 및 104)에 의해 당해 기록층(101) 및 중간층(102)을 양면 사이에 끼우도록 구성되어 있다.
기판(103 및 104)은, 예를 들어 폴리카르보네이트나 유리 등의 재료에 의해 구성되어 있고, 모두 일면으로부터 입사되는 광을 그 반대면에 높은 투과율로 투과시키도록 이루어져 있다. 또한, 기판(103 및 104)은, 어느 정도의 강도를 갖고 있어, 기록층(101) 및 중간층(102)을 보호하는 역할도 담당하도록 이루어져 있다.
중간층(102)은, 기판(103 및 104)과 마찬가지로, 일면으로부터 입사되는 광을 그 반대면에 높은 투과율로 투과시키도록 이루어져 있다.
기록층(101)은, 높은 광 강도의 광 빔이 조사되면 그 초점 부근에 있어서 2 광자 흡수 반응이 일어나, 형광을 발하기 쉬운 구조로 됨으로써 기록 마크가 형성되는 형광 기록 재료로 이루어지고, 파장 약 405[nm]로 이루어지는 청색광 빔에 반응하도록 이루어져 있다.
기록층(101)은 상기 기록 마크에 청색광 빔이 조사되면, 소위 스토크스 시프트에 의해, 상기 청색광 빔보다도 긴 파장으로 이루어지는 재생광 빔을 발생한다.
또한, 광 디스크(100)는, 기록층(101)과 중간층(102)의 경계면이며 기록층(101)의 한쪽 면의 기판(103)측에, 반사층으로서의 반사막(105)이 형성되어 있다. 반사막(105)은 파장 선택성을 갖고 있지 않은 유전체 다층막 등으로 이루어지고, 조사된 광 빔을 예를 들어 1[%]의 비율로 반사한다.
또한, 반사막(105)은, 트래킹 서보용의 안내 홈을 형성하고 있고, 구체적으로는 일반적인 BD-R(Recordable) 디스크 등과 마찬가지의 랜드 및 그루브에 의해 나선 형상의 트랙을 형성하고 있다. 이 트랙에는, 소정의 기록 단위마다 일련의 번호로 이루어지는 어드레스가 부여되어 있어, 정보를 기록 또는 재생하는 트랙을 당해 어드레스에 의해 특정할 수 있도록 이루어져 있다.
또한, 반사막(105)(즉, 기록층(101)과 중간층(102)의 경계면)에는, 안내 홈 대신에 피트 등이 형성되거나, 혹은 안내 홈과 피트 등이 조합되어 있어도 된다.
이 반사막(105)은, 기판(103)측으로부터 광 빔이 조사된 경우, 이것을 당해 기판(103)측에 반사한다. 이하, 이 때 반사된 광 빔을 반사광 빔이라고 칭한다.
이 반사광 빔은, 예를 들어 광 디스크 장치에 있어서, 목표로 하는 트랙(이하, 목표 트랙이라고 칭함)에 대하여, 소정의 대물 렌즈(47)에 의해 집광된 광 빔의 초점 F를 맞추기 위해, 대물 렌즈(47)의 위치 제어(즉, 포커스 제어 및 트래킹 제어)에 사용되는 것이 상정되어 있다.
실제적으로, 광 디스크(100)에 정보가 기록될 때, 위치 제어된 대물 렌즈(47)에 의해 청색광 빔이 집광되어, 예를 들어 반사막(105C)의 목표 트랙에 합초된다.
이 때 청색광 빔이 기록 처리시에 사용되는 광 강도로 이루어지는 광 빔 L1인 경우, 반사막(105C)으로부터 대물 렌즈(47)에 대하여 이격하는 방향에 인접하고 있는 기록층(101C) 내에는, 당해 광 빔 L1이 집광되어 소정 강도 이상이 된 부분(즉, 초점 F 주변)에서 2 광자 흡수 반응이 일어나, 기록 마크가 형성된다.
여기에서, 도 1에 도시한 체적형 기록 매체의 광 디스크(10)에 있어서는, 서보 제어를 행하는 적외광 빔의 초점은 반사막(13)에 합초되어 있고, 한편 정보의 기록 또는 재생을 행하는 적색광 빔의 초점은, 적외광 빔의 초점으로부터 광축 방향으로 소정의 거리를 거쳐 기록층(12) 내부에 합초되어 있었다. 이와 같이 광 디스크(10)에 있어서는, 서보 제어와 정보의 기록 또는 재생에서 광 빔의 초점 위치가 상이하였다.
이에 대하여 광 디스크(100)에서는, 각각의 기록층(101)에 대하여 반사막(105)이 인접하고 있고, 반사막(105)에 초점이 맞으면, 당해 반사막(105)에 인접하고 있는 기록층(101)에도 초점이 맞는다고 간주할 수 있다.
한편, 광 디스크(100)는, 정보가 재생될 때, 당해 정보를 기록하였을 때와 마찬가지로, 대물 렌즈(47)에 의해 집광된, 청색광 빔으로 이루어지는 광 빔 L1이 반사막(105C)(즉, 기록층(101C))의 목표 트랙에 합초되도록, 당해 대물 렌즈(47)가 위치 제어되도록 이루어져 있다.
이 때 초점 F의 위치에 기록되어 있는 기록 마크는 형광을 발생하기 쉬운 구조로 되어 있어, 청색광 빔보다도 긴 파장으로 이루어지는 재생광 빔을 발생한다.
한편, 기록 마크를 기록하지 않은 개소(즉, 미기록 부분)에 대하여 청색광 빔으로 이루어지는 광 빔 L1이 조사되면, 재생광 빔은 발생되지 않는다.
이와 같이 광 디스크(100)는, 기록 완료된 정보가 재생되는 경우, 반사막(105)에 의해 청색광으로 이루어지는 광 빔 L1을 반사하여 반사광 빔 L2로 하고, 당해 반사막(105)에 대응한 기록층(101)의 기록 마크로부터, 광 빔 L1보다도 긴 파장으로 이루어지는 재생광 빔을 발생시키도록 이루어져 있다.
[1-2. 광 디스크 장치의 구성]
다음에, 상술한 광 디스크(100)에 대응한 광 디스크 장치(30)에 대하여 설명한다. 광 디스크 장치(30)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(31)에 의해 전체를 통괄 제어하도록 이루어져 있다.
제어부(31)는, 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit)를 중심으로 구성되어 있고, 도시하지 않은 ROM(Read Only Memory)으로부터 기본 프로그램이나 정보 기록 프로그램 등의 각종 프로그램을 판독하고, 이것들을 도시하지 않은 RAM(Random Access Memory)에 전개함으로써, 정보 기록 처리 등의 각종 처리를 실행하도록 이루어져 있다.
예를 들어, 제어부(31)는, 광 디스크(100)가 장전된 상태에서, 도시하지 않은 외부 기기 등으로부터 정보 기록 명령, 기록 정보 및 기록 어드레스 정보를 접수하면, 구동 명령 및 기록 어드레스 정보를 구동 제어부(32)에 공급함과 함께, 기록 정보를 신호 처리부(33)에 공급한다. 이와 관련하여 기록 어드레스 정보는, 광 디스크(100)의 반사막(105)에 부여된 어드레스 중, 기록 정보를 기록해야 할 어드레스를 나타내는 정보이다.
구동 제어부(32)는, 구동 명령에 따라, 스핀들 모터(34)를 구동 제어함으로써 광 디스크(100)를 소정의 회전 속도로 회전시킨다. 이와 함께, 스레드 모터(35)를 구동 제어함으로써, 광 픽업(36)을 이동축 G를 따라 광 디스크(100)의 직경 방향(즉, 내주 방향 또는 외주 방향)에서의 기록 어드레스 정보에 대응한 위치로 이동시킨다.
신호 처리부(33)는, 공급된 기록 정보에 대하여 소정의 부호화 처리나 변조 처리 등의 각종 신호 처리를 실시함으로써 기록 신호를 생성하고, 이것을 광 픽업(36)에 공급한다.
광 픽업(36)은, 구동 제어부(32)의 제어에 기초하여 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행함으로써, 광 디스크(100)의 반사막(105)에서의 기록 어드레스 정보에 의해 나타내어지는 트랙(목표 트랙)에 광 빔 L1의 조사 위치를 맞춘다. 이에 의해 광 픽업(36)은, 당해 반사막(105)에 대응한 기록층(101)에 신호 처리부(33)로부터의 기록 신호에 따른 기록 마크를 기록하도록 이루어져 있다.
또한, 제어부(31)는, 예를 들어 외부 기기(도시하지 않음)로부터 정보 재생 명령 및 당해 기록 정보의 어드레스를 나타내는 재생 어드레스 정보를 접수하면, 구동 제어부(32)에 대하여 구동 명령을 공급함과 함께, 재생 처리 명령을 신호 처리부(33)에 공급한다.
구동 제어부(32)는, 정보를 기록하는 경우와 마찬가지로, 스핀들 모터(34)를 구동 제어함으로써 광 디스크(100)를 소정의 회전 속도로 회전시킴과 함께, 스레드 모터(35)를 구동 제어함으로써 광 픽업(36)을 재생 어드레스 정보에 대응한 위치로 이동시킨다.
광 픽업(36)은, 구동 제어부(32)의 제어에 기초하여 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행함으로써, 광 디스크(100)의 반사막(105)에서의 재생 어드레스 정보에 의해 나타내어지는 트랙(즉, 목표 트랙)에 광 빔 L1의 조사 위치를 맞추고, 소정 광량의 광 빔 L1을 조사한다. 이 때 광 픽업(36)은, 광 디스크(100)에서의 기록층(101)의 기록 마크로부터 발생되는 재생광 빔을 검출하고, 그 광량에 따른 검출 신호를 신호 처리부(33)에 공급하도록 이루어져 있다.
이하에서는, 광 디스크 장치(30)가 기록 또는 재생을 행하는 대상의 기록층 및 당해 기록층에 대응한 반사막(예를 들어, 기록층(101C) 및 반사막(105C))을 통합하여 기록 대상층(100T)이라고도 칭한다.
신호 처리부(33)는, 공급된 검출 신호에 대하여 소정의 복조 처리나 복호화 처리 등의 각종 신호 처리를 실시함으로써 재생 정보를 생성하고, 이 재생 정보를 제어부(31)에 공급한다. 이에 따라 제어부(31)는, 이 재생 정보를 외부 기기(도시하지 않음)에 송출하도록 이루어져 있다.
이와 같이 광 디스크 장치(30)는, 제어부(31)에 의해 광 픽업(36)을 제어함으로써, 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에서의 목표 트랙에 정보를 기록하고,또한 당해 목표 트랙으로부터 정보를 재생하도록 이루어져 있다.
[1-3. 광 픽업의 구성]
[1-3-1. 포커스 제어 및 트래킹 에러 제어]
다음에, 도 5에 도시하는 광 픽업(36)의 구성에 대하여 설명한다. 또한, 기록 대상층(100T)은, 기록층(101C) 및 반사막(105C)으로 한다.
레이저 다이오드(41)는, 파장 약 405[nm]의 청색 레이저광을 출사할 수 있도록 이루어져 있다. 실제적으로 레이저 다이오드(41)는, 제어부(31)(도 4)의 제어에 기초하여 발산광으로 이루어지는 소정 광량의 광 빔 L1을 발사하고, 콜리메이터 렌즈(42)에 입사시킨다. 콜리메이터 렌즈(42)는, 광 빔 L1을 발산광으로부터 평행광으로 변환하고 편광 빔 스플리터(43)에 입사시킨다.
편광 빔 스플리터(43)는, 반사 투과면(43S)에 있어서, 광 빔의 편광 방향에 의해 다른 비율로 당해 광 빔을 반사 또는 투과시키도록 이루어져 있다. 예를 들어, 반사 투과면(43S)은, p 편광의 광 빔을 약 100[%]의 비율로 투과시키고, s 편광의 광 빔을 약 100[%]의 비율로 반사하도록 이루어져 있다.
실제적으로, 편광 빔 스플리터(43)는, 반사 투과면(43S)에 있어서 p 편광으로 이루어지는 광 빔 L1을 그대로 통과시키고, 다이크로익 프리즘(44)에 입사시킨다.
다이크로익 프리즘(44)의 반사 투과면(44S)은, 광 빔의 파장에 의해 투과율 및 반사율이 다른, 소위 파장 선택성을 갖고 있어, 청색광 빔을 약 100[%]의 비율로 투과시키고, 다른 파장으로 이루어지는 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하도록 이루어져 있다. 이로 인해 다이크로익 프리즘(44)은, 반사 투과면(44S)에 있어서 광 빔 L1을 투과시키고, 1/4 파장판(45)에 입사시킨다.
1/4 파장판(45)은, 광 빔 L1을 직선 편광으로부터 예를 들어 좌원 편광으로 변환하여 릴레이 렌즈(46)에 입사시킨다. 릴레이 렌즈(46)는, 광 빔 L1을 평행광으로부터 발산광으로 변환하고, 대물 렌즈(47)에 입사시킨다.
여기에서 릴레이 렌즈(46)는, 도시하지 않은 액추에이터에 의해 광 빔 L1의 광축 방향으로 이동되도록 이루어져 있다. 실제적으로, 릴레이 렌즈(46)는, 제어부(31)(도 4)의 제어에 기초하여 액추에이터에 의해 이동됨으로써, 출사되는 광 빔 L1의 발산 상태를 변화시킨다. 이에 의해 릴레이 렌즈(46)는, 광 빔 L1이 집광되어 광 디스크(100)의 목표 트랙에 도달하였을 때에 발생하는 구면 수차와 역특성이 되도록 하는 구면 수차를 당해 광 빔 L1에 미리 제공하고, 광 빔 L1의 목표 트랙 도달시에서의 구면 수차를 보정할 수 있도록 이루어져 있다.
대물 렌즈(47)는, 광 빔 L1을 집광하고, 기록 대상층(100T)을 향하여 조사한다. 이 때 광 빔 L1은, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(103)을 투과하고 기록 대상층(100T)의 반사막(105C)에 있어서 그 일부가 반사되어 광 빔 L1과 반대 방향으로 향하고, 그 편광 방향이 우원 편광으로 이루어지는 반사광 빔 L2가 된다.
반사광 빔 L2는, 대물 렌즈(47)에 의해 수렴광으로 변환된 후, 릴레이 렌즈(46)를 통하여 1/4 파장판(45)에 입사된다. 1/4 파장판(45)은, 우원 편광으로 이루어지는 반사광 빔 L2를 s 편광으로 변환하고, 다이크로익 프리즘(44)에 입사시킨다.
다이크로익 프리즘(44)은, 반사 투과면(44S)에 있어서, 청색광으로 이루어지는 반사광 빔 L2를 투과시키고, 편광 빔 스플리터(43)에 입사시킨다. 편광 빔 스플리터(43)는, s 편광으로 이루어지는 반사광 빔 L2를 반사하고, 집광 렌즈(48)에 입사시킨다.
집광 렌즈(48)는, 반사광 빔 L2를 집광하고, 원통형 렌즈(49)에 의해 비점 수차를 갖게 한 후에 당해 반사광 빔 L2를 서보용 포토디텍터(50)에 조사한다.
광 픽업(36)에 있어서는, 대물 렌즈(47)에 의해 광 빔 L1이 집광되고 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에 조사될 때의 합초 상태가, 집광 렌즈(48)에 의해 반사광 빔 L2가 집광되고 서보용 포토디텍터(50)에 조사될 때의 합초 상태에 반영되도록, 각종 광학 부품의 광학적 위치가 조정되어 있다.
또한, 대물 렌즈(47)는, 2축 액추에이터(54)(도 4)에 의해, 광 디스크(100)에 대한 근접 방향 또는 이격 방향인 포커스 방향과, 광 디스크(100)의 내주측 방향 또는 외주측 방향인 트래킹 방향의 2축 방향으로 구동될 수 있도록 이루어져 있다.
서보용 포토디텍터(50)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 반사광 빔 L2가 조사되는 면 위에 격자 형상으로 분할된 4개의 검출 영역(50A, 50B, 50C 및 50D)을 갖고 있다. 이와 관련하여 화살표 a1에 의해 나타내어지는 방향(도면 중의 세로 방향)은, 광 빔 L1이 반사막(105)(도 3)에 조사될 때의, 트랙의 주행 방향에 대응하고 있다.
서보용 포토디텍터(50)는, 검출 영역(50A, 50B, 50C 및 50D)에 의해 반사광 빔 L2의 일부를 각각 검출하고, 이 때 검출한 광량에 따라 위치 검출 신호 SDA, SDB, SDC 및 SDD를 각각 생성하고, 이것들을 신호 처리부(33)(도 4)에 송출한다.
신호 처리부(33)는, 소위 비점 수차법에 의한 포커스 제어를 행하도록 이루어져 있고, 다음에 나타내는 수학식 1에 따라 포커스 에러 신호 SFE를 산출하고, 이것을 구동 제어부(32)에 공급한다.
Figure pat00001
이 포커스 에러 신호 SFE는, 광 빔 L1의 초점 F와 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)의 광 빔 L1과의 광축 방향의 어긋남량을 나타내게 된다. 여기에서, 광 빔 L1이 목표 트랙으로부터 포커스 방향으로 초점이 어긋나 디포커스된 경우, 서보용 포토디텍터(50)에 조사될 때의 스폿의 형상이, 디포커스량에 따라 변화하게 된다.
또한, 신호 처리부(33)는, 소위 푸시 풀법에 의한 트래킹 제어를 행하도록 이루어져 있고, 다음에 나타내는 수학식 2에 따라 트래킹 에러 신호 STE를 산출하고, 이것을 구동 제어부(32)에 공급한다.
Figure pat00002
이 트래킹 에러 신호 STE는, 초점 F와 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에서의 목표 트랙과의 직경 방향의 어긋남량을 나타내게 된다.
구동 제어부(32)는, 포커스 에러 신호 SFE를 기초로 포커스 구동 신호 SFD를 생성하고, 당해 포커스 구동 신호 SFD를 2축 액추에이터(54)에 공급한다. 이에 의해 구동 제어부(32)는, 광 빔 L1이 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에 합초하도록, 대물 렌즈(47)를 피드백 제어(즉, 포커스 제어)한다.
또한, 구동 제어부(32)는, 트래킹 에러 신호 STE를 기초로 트래킹 구동 신호 STD를 생성하고, 당해 트래킹 구동 신호 STD를 2축 액추에이터(54)에 공급함으로써, 광 빔 L1이 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에서의 목표 트랙에 합초하도록, 대물 렌즈(47)를 피드백 제어(즉, 트래킹 제어)한다.
이와 같이 광 픽업(36)은, 광 빔 L1을 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에 조사하고, 그 반사광인 반사광 빔 L2의 수광 결과를 신호 처리부(33)에 공급하도록 이루어져 있다. 이에 따라 구동 제어부(32)는, 당해 광 빔 L1을 당해 기록 대상층(100T)의 목표 트랙에 합초시키도록, 대물 렌즈(47)의 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행하도록 이루어져 있다.
[1-3-2. 광 디스크에 대한 정보의 기록]
광 디스크(100)에 정보를 기록하는 경우, 광 디스크 장치(30)의 제어부(31)(도 4)는, 상술한 바와 같이, 외부 기기(도시하지 않음) 등으로부터 정보 기록 명령, 기록 정보 및 기록 어드레스 정보를 접수하면, 구동 명령 및 기록 어드레스 정보를 구동 제어부(32)에 공급함과 함께, 기록 정보를 신호 처리부(33)에 공급한다.
이 때 구동 제어부(32)는, 광 픽업(36)의 레이저 다이오드(41)로부터, 기록 처리시보다도 낮은 광 강도의 청색광으로 이루어지는 광 빔 L1을 광 디스크(100)에 조사시킨다. 또한, 구동 제어부(32)는, 그 반사광인 반사광 빔 L2의 검출 결과를 기초로, 대물 렌즈(47)의 포커스 제어 및 트래킹 제어(즉, 위치 제어)를 행함으로써, 광 빔 L1의 초점 F를 기록 어드레스 정보에 대응한 목표 트랙에 추종시킨다.
계속해서 구동 제어부(32)는, 광 픽업(36)의 레이저 다이오드(41)로부터 높은 광 강도로 이루어지는 청색광의 광 빔 L1을 출사시킨다.
광 빔 L1은, 콜리메이터 렌즈(42), 편광 빔 스플리터(43), 다이크로익 프리즘(44), 1/4 파장판(45), 릴레이 렌즈(46), 대물 렌즈(47)를 통하여 광 디스크(100)의 목표 트랙에 합초된다.
상술한 바와 같이 광 디스크(100)에 있어서는, 기록 대상층(100T)은 기록층(101)과, 당해 기록층에 인접하는 반사막(105)이 일체로 되어 있다고 간주할 수 있다. 이로 인해 광 빔 L1의 초점 F가 반사막(105)에 합초되어 있어도, 당해 반사막(105)에 대응한 기록층(101) 내에 기록 마크를 형성시킬 수 있다.
이 때 기록층(101) 내에는, 광 빔 L1이 집광되어 소정 강도 이상이 된 부분(즉, 초점 F 주변)에서 2 광자 흡수 반응이 일어나, 형광을 발생하기 쉬운 구조로 됨으로써, 기록 마크가 형성된다.
그런데, 신호 처리부(33)(도 4)는, 외부 기기(도시하지 않음) 등으로부터 공급되는 기록 정보를 기초로, 예를 들어 값 「0」 또는 「1」의 바이너리 데이터를 나타내는 기록 신호를 생성한다. 이에 따라 레이저 다이오드(41)는, 예를 들어 기록 신호가 값 「1」일 때에 광 빔 L1을 출사하고, 기록 신호가 값 「0」일 때에 광 빔 L1을 출사하지 않도록 이루어져 있다.
이와 같이 광 디스크 장치(30)에서는, 기록 신호가 값 「1」일 때에는 광 디스크(100)의 기록층(101) 내에 기록 마크를 형성하고, 당해 기록 신호가 값 「0」일 때에는 당해 기록 마크를 형성하지 않는다.
이에 의해 광 디스크 장치(30)는, 당해 기록 마크의 유무에 의해 초점 F의 위치에 기록 신호의 값 「1」 또는 「0」을 기록할 수 있고, 결과적으로 기록 정보를 광 디스크(100)의 기록층(101)에 기록할 수 있다.
[1-3-3. 광 디스크로부터의 정보의 재생]
광 디스크(100)로부터 정보를 재생하는 경우, 광 디스크 장치(30)의 제어부(31)(도 4)는, 광 픽업(36)의 레이저 다이오드(41)로부터 청색광으로 이루어지는 광 빔 L1을 광 디스크(100)에 조사시킨다.
광 빔 L1은, 콜리메이터 렌즈(42), 편광 빔 스플리터(43), 다이크로익 프리즘(44), 1/4 파장판(45), 릴레이 렌즈(46), 대물 렌즈(47)를 통하여 광 디스크(100)의 목표 트랙에 합초된다.
제어부(31)는, 반사층(105)에 의해 반사된 청색광으로 이루어지는 반사광 빔 L2의 검출 결과를 기초로, 구동 제어부(32)에 의해 대물 렌즈(47)의 포커스 제어 및 트래킹 제어(즉, 위치 제어)를 행하게 한다.
또한, 이 때 상기 반사층(105)에 대응한 기록층(101)의 목표 트랙에 기록 마크가 형성되어 있으면, 당해 기록 마크는 조사된 광 빔에 따라 형광을 발생하기 쉬운 구조로 되어 있기 때문에, 광 빔 L1보다도 긴 파장으로 이루어지는 재생광 빔 L3을 발생한다.
재생광 빔 L3은, 대물 렌즈(47), 릴레이 렌즈(46) 및 1/4 파장판(45)을 통하여 다이크로익 프리즘(44)에 입사된다.
다이크로익 프리즘(44)의 반사 투과면(44S)은, 청색광 이외의 파장으로 이루어지는 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하도록 이루어져 있다. 이로 인해 다이크로익 프리즘(44)은, 당해 반사 투과면(44S)에 있어서 재생광 빔 L3을 반사하고, 집광 렌즈(51)에 입사시킨다.
집광 렌즈(51)는, 재생광 빔 L3을 집광하고, 핀 홀판(52)을 통하여 재생용 포토디텍터(53)에 조사시킨다.
여기에서 핀 홀판(52)은 구멍부를 갖고 있고, 당해 구멍부의 내부에 재생광 빔 L3의 초점을 위치시키도록 배치되어 있기 때문에, 당해 재생광 빔 L3을 그대로 통과시키게 된다.
이로 인해 핀 홀판(52)은, 예를 들어 광 디스크(100)에서의 기판(103)의 표면이나, 목표 트랙과는 다른 위치에 있는 기록 마크 등으로부터 반사되는 초점이 다른 광(이하, 이것을 미광 LN이라고 칭함)을 거의 차단하게 된다.
재생용 포토디텍터(53)에는, 검출 영역이 형성되어 있고, 당해 검출 영역에 의해 재생광 빔 L3을 검출하고, 이 때 검출한 광량에 따라 재생 검출 신호를 생성하고, 이것들을 신호 처리부(33)(도 4)에 송출한다.
이와 같이 하여 광 디스크 장치(30)의 제어부(31)는, 광 디스크(100)의 기록층(101) 내에 기록되어 있는 기록 마크로부터, 광 빔 L1과는 다른 파장의 재생광 빔 L3을 발생시키고, 이것을 수광함으로써, 기록 마크가 기록되어 있는 것을 검출할 수 있다.
여기에서 광 디스크 장치(30)는, 초점 F의 위치, 즉 목표 트랙에 기록 마크가 기록되어 있지 않았던 경우, 당해 초점 F의 위치로부터는 재생광 빔 L3이 발생하지 않기 때문에, 광 픽업(36)에 의해, 당해 재생광 빔 L3을 수광하지 않은 것을 나타내는 재생 검출 신호를 생성하게 된다.
이에 따라 신호 처리부(33)는, 재생 검출 신호를 기초로, 재생광 빔 L3이 검출되었는지의 여부를 값 「1」 또는 「0」으로서 인식하고, 이 인식 결과를 기초로 재생 정보를 생성한다.
이와 같이 광 디스크 장치(30)에서는, 광 디스크(100)의 기록층(101) 내의 초점 F의 위치(목표 트랙)에 기록 마크가 형성되어 있을 때에는 재생광 빔 L3을 수광하고, 당해 기록 마크가 형성되어 있지 않을 때에는 재생광 빔 L3을 수광하지 않는다.
이에 의해 광 디스크 장치(30)는, 초점 F의 위치에 값 「1」 또는 「0」 중 어느 것이 기록되어 있는지를 인식할 수 있고, 결과적으로 광 디스크(100)의 기록층(101)에 기록된 정보를 재생할 수 있다.
[1-4. 동작 및 효과]
이상의 구성에 있어서 광 디스크 장치(30)의 제어부(31)는, 광 디스크(100)로부터 정보를 재생할 때, 레이저 다이오드(41)로부터 청색광으로 이루어지는 광 빔 L1을 당해 광 디스크(100)의 기록 대상층(100T)에 조사시킨다.
기록 대상층(100T)에서의 반사막(105)에 의해 반사된, 광 빔 L1과 마찬가지의 파장으로 이루어지는 반사광 빔 L2는, 다이크로익 프리즘(44)을 투과하고, 편광 빔 스플리터(43)에 의해 반사되어 서보용 포토디텍터(50)에 입사한다.
제어부(31)는, 반사광 빔 L2의 검출 결과를 기초로, 대물 렌즈(38)의 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행하고, 광 빔 L1의 초점 F를 목표 트랙에 추종시킨다.
또한, 기록 대상층(100T)에서의 기록층(101)에 형성되어 있는 기록 마크는, 광 빔 L1이 조사되면 당해 광 빔 L1보다도 긴 파장으로 이루어지는 재생광 빔 L3을 발생한다.
재생광 빔 L3은, 다이크로익 프리즘(44)에 입사되고, 청색광 이외의 파장으로 이루어지는 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하는 반사 투과면(44S)에 의해 반사되어, 집광 렌즈(51)를 통하여 재생용 포토디텍터(53)에 입사한다.
광 디스크 장치(30)의 신호 처리부(33)는, 재생용 포토디텍터(53)에 의해 생성된 재생 검출 신호를 기초로, 재생 정보를 생성한다.
이에 의해 광 디스크 장치(30)는, 반사광 빔 L2보다도 미약한 광량인 재생광 빔 L3을, 반사광 빔 L2로부터 분리할 수 있고, 광 디스크(100)에 기록되어 있는 정보를 높은 정밀도로 재생할 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 체적형 기록 매체의 광 디스크(10)에 있어서는, 서보 제어를 행하는 반사막(13)의 위치와, 정보의 기록을 행하는 기록층(12)의 위치가 이격되어 있었다. 이로 인해 광 디스크 장치(1)는, 광 빔의 초점을 각각 반사막(13)과 기록층(12)에 맞출 필요가 있었다.
이에 의해 광 디스크 장치(1)는, 서보 제어를 행하는 적외광 빔과, 정보의 재생을 행하는 적색광 빔의 2개의 초점을 어느 정도 이격시키고 있었다.
이에 대하여 광 디스크(100)에서는, 각각의 기록층(101)에 대하여 반사막(105)이 인접하고 있고, 반사막(105)에 광 빔의 초점이 맞으면, 당해 반사막(105)에 대응한 기록층(101)에도 당해 광 빔의 초점이 맞는다고 간주할 수 있다.
이로 인해 광 디스크 장치(30)는, 광 빔 L1의 초점 F를 기록 대상층(105)에 합초시키는 것만으로, 서보 제어와 정보의 재생을 행할 수 있다.
이에 의해 광 디스크 장치(30)에서는, 서보 제어와 정보의 재생에서 다른 위치에 초점을 맞추기 위한 복수의 레이저 다이오드를 설치할 필요가 없고, 간이한 구성에 의해 서보 제어를 행할 수 있다.
또한, 가령 광 디스크(100)에 반사막(105)이 없는 경우, 광 디스크 장치(30)는 광 디스크(100)로부터 정보를 재생할 때, 기록층(101)으로부터 발생하는 재생광 빔 L3을 기초로 포커스 제어를 행하는 것도 생각된다.
그러나, 형광 기록 재료에 의해 구성된 기록층(101)으로부터 발생한 재생광 빔 L3에 있어서는, 목표 트랙으로부터 포커스 방향으로 초점이 어긋나 디포커스된 경우, 서보용 포토디텍터(50)에 조사될 때의 스폿의 형상이, 디포커스량에 따라 변화하지 않는 경우가 있다. 이로 인해 광 디스크 장치(30)는, 안정적으로 포커스 제어를 행하지 못할 우려가 있다.
이에 대하여 광 디스크 장치(30)는, 서보용 포토디텍터(50)에 조사될 때의 스폿의 형상이 디포커스량에 따라 변화하는, 반사막(105)에 의해 반사된 반사광 빔 L2를 사용함으로써, 안정적으로 포커스 제어를 행할 수 있다.
또한, 광 픽업(36)에서의 다이크로익 프리즘(44)은, 편광 빔 스플리터(43)보다도 먼저 재생광 빔 L3이 입사되도록 배치된다. 여기에서, 광 픽업(36)과의 비교용으로, 도 7에 도시하는 가상적인 광 픽업(136)에 대하여 검토한다.
광 픽업(136)은 광 픽업(36)과 비교하여, 편광 빔 스플리터(43), 집광 렌즈(48), 원통형 렌즈(49) 및 서보용 포토디텍터(50) 대신에, 다이크로익 프리즘(144), 집광 렌즈(151), 핀 홀판(152) 및 재생용 포토디텍터(153)가 설치되어 있다.
또한, 광 픽업(136)은 광 픽업(36)과 비교하여, 다이크로익 프리즘(44), 집광 렌즈(51), 핀 홀판(52) 및 재생용 포토디텍터(53) 대신에, 편광 빔 스플리터(143), 집광 렌즈(148), 원통형 렌즈(149) 및 서보용 포토디텍터(150)가 설치되어 있다.
광 픽업(136)에 있어서, 서보 제어를 행할 때의 광 디스크(100)로부터 반사된 반사광 빔 L2는, 대물 렌즈(47), 릴레이 렌즈(46) 및 1/4 파장판(45)을 통하여 편광 빔 스플리터(143)에 입사된다.
편광 빔 스플리터(143)는, s 편광으로 이루어지는 반사광 빔 L2를 반사하고, 집광 렌즈(148)에 입사시킨다. 집광 렌즈(148)는 반사광 빔 L2를 집광하고 원통형 렌즈(149)를 통하여 서보용 포토디텍터(150)에 조사한다.
한편, 광 픽업(136)에 있어서, 광 디스크(100)로부터 정보를 재생하는 경우, 광 디스크(100)로부터 발생한 재생광 빔 L3은, 대물 렌즈(47), 릴레이 렌즈(46) 및1/4 파장판(45)을 통하여 편광 빔 스플리터(143)에 입사된다.
재생광 빔 L3은, s 편광으로 이루어지는 반사광 빔 L2과는 달리 특정한 편광 방향을 갖고 있지 않고, 무편광이다. 이로 인해 재생광 빔 L3은 편광 빔 스플리터(143)에 입사되면, 반사 투과면(143S)의 파장 의존성에도 의하지만, 그 일부가 반사될 가능성이 있다.
편광 빔 스플리터(143)를 투과한 재생광 빔 L3은, 다이크로익 프리즘(144)에 입사한다. 다이크로익 프리즘(144)의 반사 투과면(144S)은 파장 선택성을 갖고 있어, 청색광 이외의 파장으로 이루어지는 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하도록 이루어져 있다. 이로 인해 다이크로익 프리즘(144)은, 당해 반사 투과면(144S)에 있어서 재생광 빔 L3을 약 100[%]의 비율로 반사하고, 집광 렌즈(151)에 입사시킨다.
집광 렌즈(152)는, 재생광 빔 L3을 집광하고, 핀 홀판(152)을 통하여 재생용 포토디텍터(153)에 조사한다.
한편, 재생광 빔 L3 중 편광 빔 스플리터(143)를 투과하지 않고 반사된 부분은, 집광 렌즈(148)에 입사된다. 집광 렌즈(148)는 재생광 빔 L3을 집광하고 원통형 렌즈(149)를 통하여 서보용 포토디텍터(150)에 조사한다.
이로 인해 광 픽업(136)에서는, 서보용 포토디텍터(150)의 검출 영역에 재생광 빔 L3이 조사되게 되어, 서보 제어가 불안정해질 우려가 있었다.
또한, 편광 빔 스플리터(143)에 있어서 재생광 빔 L3의 일부 또는 모두가 반사되면, 광 디스크(100)로부터 발생한 미약한 광량인 재생광 빔 L3 중, 재생용 포토디텍터(153)에 조사되는 재생광 빔 L3의 광량이 감소한다. 이로 인해, 광 디스크 장치(30)가 광 디스크(100)에 기록된 정보를 재생할 때의 정밀도가 저하될 우려도 있었다.
이에 대하여 본 실시 형태에 의한 광 픽업(36)에서는, 재생광 빔 L3이 다이크로익 프리즘(44)에 의해 약 100[%]의 비율로 반사되기 때문에, 반사광 빔 L2만이 편광 빔 스플리터(43)에 입사된다.
이로 인해 서보용 포토디텍터(50)는, 재생광 빔 L3의 입사를 배제할 수 있고, 반사광 빔 L2만의 광량을 검출할 수 있다. 이에 의해 광 디스크 장치(30)의 구동 제어부(32)는, 안정된 서보 제어를 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 광 픽업(36)에서는, 재생광 빔 L3이 다이크로익 프리즘(44)에 의해 약 100[%]의 비율로 반사되고, 재생용 포토디텍터(53)에 조사된다.
이로 인해 재생용 포토디텍터(53)는, 미약한 광량인 재생광 빔 L3의 거의 모든 광량을 수광할 수 있다. 이에 의해 광 디스크 장치(30)의 신호 처리부(33)는, 광 디스크(100)에 기록되어 있는 정보를 높은 정밀도로 재생할 수 있다.
이상의 구성에 따르면, 광 디스크(100)는, 형광 기록 재료에 의해 구성된 기록층(101)에 인접하여, 광 빔을 반사하는 반사막(105)을 갖는다. 광 디스크 장치(30)는, 파장 선택성을 갖는 다이크로익 프리즘(44)에 의해, 광 빔 L1이 조사되어 반사막(105)에서 반사된, 광 빔 L1과 동등한 파장으로 이루어지는 반사광 빔 L2와, 기록층(101)으로부터 발생한 재생광 빔 L3을 분리한다. 계속해서 광 디스크 장치(30)는, 반사광 빔 L2를 서보용 포토디텍터(50)에, 재생광 빔 L3을 재생용 포토디텍터(53)에 각각 입사시킨다. 또한, 광 디스크 장치(30)는, 반사광 빔 L2의 서보용 포토디텍터(50)에 의한 검출 결과를 기초로, 대물 렌즈(47)의 포커스 제어를 행한다. 이에 의해 광 디스크 장치(30)는, 광 디스크(100)에 기록된 정보를 재생하기 위한 광 빔을 출사하는 레이저 다이오드와 동일한 레이저 다이오드로부터 출사된 광 빔에 기초하여, 포커스 제어를 행할 수 있다.
<2. 다른 실시 형태>
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크 장치(30)가 광 디스크(100)에 대하여 정보를 기록함과 함께, 당해 광 디스크(100)로부터 정보를 재생하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 예를 들어 광 디스크 장치(30)는, 광 디스크(100)에 대하여 기록을 행하지 않고, 광 디스크(100)로부터 정보를 재생하는 것만이어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 픽업(36)이 반사광 빔 L2와 재생광 빔 L3에서 서로 다른 집광 렌즈를 사용하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 도 8에 도시하는 광 픽업(236)과 같이, 반사광 빔 L2와 재생광 빔 L3에서 동일한 집광 렌즈(251)를 사용하여도 된다.
광 픽업(236)에 있어서, 편광 빔 스플리터(243)에 의해 반사된 반사광 빔 L2 및 재생광 빔 L3은 집광 렌즈(251)로부터 집광되어 다이크로익 프리즘(244)에 입사한다.
다이크로익 프리즘(244)의 반사 투과면(244S)은, 청색광의 파장으로 이루어지는 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 반사하고, 청색광 이외의 파장으로 이루어지는 광 빔을 거의 100[%]의 비율로 투과시키도록 이루어져 있다.
이로 인해 다이크로익 프리즘(244)은, 당해 반사 투과면(244S)에 있어서, 청색광으로 이루어지는 반사광 빔 L2를 반사하고, 원통형 렌즈(249)에 의해 비점 수차를 갖게 한 후에 당해 반사광 빔 L2를 서보용 포토디텍터(250)에 조사한다.
또한, 다이크로익 프리즘(244)은, 반사 투과면(244S)에 있어서, 청색광 이외의 파장으로 이루어지는 재생광 빔 L3을 투과시키고, 핀 홀판(252)을 통하여 재생용 포토디텍터(253)에 조사시킨다.
이에 의해 광 픽업(236)은, 광 픽업(36)과 비교하여, 집광 렌즈를 1개 생략할 수 있기 때문에, 부품 개수를 삭감할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크(100)의 기록층(101)과 중간층(102)의 경계면에 반사막(105)을 형성하고, 조사된 광 빔을 반사시키는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 예를 들어 광 디스크(100)로부터 반사막(105)을 생략하고 기록층(101)을 중간층(102)보다도 높은 굴절률의 재료에 의해 구성하고, 당해 기록층(101)과 중간층(102)의 굴절률의 차이에 의해 광 빔을 반사하도록 하여도 된다.
요컨대 광 디스크(100)가, 광 빔이 합초되어 있는 기록층(101)과, 당해 기록층(101)으로부터 대물 렌즈(47)에 근접하는 방향에 인접하고 있는 중간층(102)과의 경계면에서의 반사부에 의해, 외부로부터 조사된 광 빔 L1을 어느 정도 반사할 수 있으면 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크(100)의 반사막(105)에, 파장에 상관없이 거의 일정한 반사율로 광 빔을 반사하는 반사막을 사용하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 광 디스크(100)의 반사막(105)이 다양한 파장 선택성을 갖고 있어도 된다. 이 경우 반사막(105)은, 예를 들어 405[nm]의 청색 레이저광으로 이루어지는 광 빔을 1[%]의 비율로 반사하고, 405[nm]보다도 긴 파장의 광 빔을 약 100[%] 투과시키도록 구성된다.
이로 인해 광 디스크 장치(30)는, 기록층(101)으로부터 발생한 청색광보다도 긴 파장이며 미약한 광량인 재생광 빔 L3을, 일부가 반사막(105)에 의해 기판(104)측에 반사되지 않고, 재생용 포토디텍터(53)에 의해 수광할 수 있다. 이에 의해 광 디스크 장치(30)는, 광 디스크(100)에 기록되어 있는 정보를 높은 정밀도로 재생할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크(100)의 반사막(105)이 광 빔을 1[%]의 비율로 반사하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 광 디스크(100)의 반사막(105)이 다양한 반사율을 갖고 있어도 된다. 또한, 광 디스크(100)가 갖는 복수의 반사막(105)은, 각각이 서로 다른 반사율을 갖고 있어도 된다.
단, 반사막(105)의 반사율을 높게 할수록, 기록층으로부터 발생한 재생광 빔 L3이 당해 반사막에서 기판(104)측에 반사되기 때문에, 재생용 포토디텍터(53)에 입사하는 재생광 빔 L3의 광량이 작아진다.
이로 인해 광 디스크 장치(30)는, 광 디스크(100)의 반사막의 반사율이 지나치게 크면, 광 디스크(100)에 기록되어 있는 정보를 재생하는 정밀도가 저하하게 된다.
이에 의해 광 디스크(100)의 반사막(105)의 반사율은, 광 디스크 장치(30)가 광 디스크(100)에 기록되어 있는 정보를 재생할 수 있을 정도의 크기인 것이 바람직하다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크 장치(30)가 레이저 다이오드(41)로부터 파장 약 405[nm]의 청색 레이저광을 출사시키는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 레이저 다이오드(41)가 다양한 파장으로 이루어지는 광 빔을 출사하도록 하여도 된다.
이 경우 광 디스크 장치(30)는, 405[nm]보다도 짧은 파장으로 이루어지는 광 빔을 레이저 다이오드로부터 출사시키면, 광 디스크(100)에 작성하는 기록 마크를 작게 하는(즉, 해상도를 높게 하는) 것이 가능하고, 보다 정밀도 높고 또한 많은 정보를 광 디스크(100)에 기록할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크(100)의 기록층(101)을, 기록 마크가 형성되어 있지 않는 경우에 재생광 빔 L3을 발생하지 않고, 기록 마크가 형성되면 재생광 빔 L3을 발생하기 쉬워지는 형광 기록 재료에 의해 구성하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 정보가 기록되어 있지 않은 경우에 재생광 빔 L3을 발생하고, 기록 마크가 형성되어 정보가 기록되면, 재생광 빔 L3을 발생하지 않게 되는 형광 기록 재료에 의해 기록층(101)을 구성하여도 된다.
이 경우 광 디스크 장치(30)는, 재생용 포토디텍터(53)에 의해 재생광 빔 L3을 수광하지 않은 경우, 기록층(101)의 목표 트랙에 값 「1」이 기록되어 있고, 재생광 빔 L3을 수광한 경우, 값 「0」이 기록되어 있다고 인식하도록 하면 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광 디스크(100)의 기록층(101)은, 높은 광 강도로 이루어지는 광 빔이 조사되면, 광 화학 반응으로서 2 광자 흡수 반응이 일어나, 기록 마크가 형성되는 형광 기록 재료에 의해 구성되는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 예를 들어 높은 광 강도로 이루어지는 광 빔이 조사되면 광을 흡수하여 초점 부근의 온도가 상승하고, 열 화학 반응이 발생하여, 기록 마크가 형성되는 형광 기록 재료에 의해 구성되어 있어도 된다.
요컨대 광 디스크(100)의 기록층(101)은, 높은 광 강도로 이루어지는 광 빔 L1이 조사됨으로써 다양한 반응이 발생하여 기록 마크가 형성되고, 그 후 기록 마크가 형성되는 광 강도보다도 낮은 광 강도로 이루어지는 광 빔 L1이 조사되면, 당해 광 빔 L1과는 다른 파장으로 이루어지는 재생광 빔 L3을 발생하는 형광 기록 재료에 의해 구성되어 있으면 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광원으로서의 레이저 다이오드(41)와, 대물 렌즈로서의 대물 렌즈(47)와, 파장 선택 소자로서의 다이크로익 프리즘(44)과, 반사광 검출기로서의 서보용 포토디텍터(50)에 의해 광 픽업으로서의 광 픽업(36)을 구성하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 그 밖에 다양한 회로 구성으로 이루어지는 광원과, 대물 렌즈와, 파장 선택 소자와, 반사광 검출기에 의해 광 픽업을 구성하도록 하여도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 광원으로서의 레이저 다이오드(41)와, 대물 렌즈로서의 대물 렌즈(47)와, 파장 선택 소자로서의 다이크로익 프리즘(44)과, 반사광 검출기로서의 서보용 포토디텍터(50)와, 신호 처리부로서의 신호 처리부(33)와, 렌즈 이동부로서의 2축 액추에이터(54)에 의해 광 디스크 장치로서의 광 디스크 장치(30)를 구성하는 경우에 대하여 설명하였다.
본 발명은 이에 한정하지 않고, 그 밖에 다양한 회로 구성으로 이루어지는 광원과, 대물 렌즈와, 파장 선택 소자와, 반사광 검출기와, 신호 처리부와, 렌즈 이동부에 의해 광 디스크 장치를 구성하도록 하여도 된다.
본 발명은 영상이나 음성 혹은 다양한 데이터 등의 정보를 광 디스크에 기록하고, 또한 당해 광 디스크로부터 당해 정보를 재생하는 광 디스크 장치에서도 이용할 수 있다.
1, 30: 광 디스크 장치
2: 서보 광학계
3: 정보 광학계
4: 서보용 레이저 다이오드
5: 빔 스플리터
6, 46: 릴레이 렌즈
7: 제1 다이크로익 미러
8: 제3 다이크로익 미러
9, 21, 47: 대물 렌즈
10, 20, 100: 광 디스크
100H: 구멍부
11, 103, 104: 기판
12, 22, 101: 기록층
13, 105: 반사막
14, 50, 150, 250: 서보용 포토디텍터
15: 기록 재생용 레이저 다이오드
17, 53, 153, 253: 재생용 포토디텍터
16, 48, 51, 148, 151, 251: 집광 렌즈
23, 102: 중간층
103, 104: 기판
L1: 광 빔
L2: 반사광 빔
L3: 재생광 빔
F: 초점
31: 제어부
32: 구동 제어부
33: 신호 처리부
34: 스핀들 모터
35: 스레드 모터
36, 136, 236: 광 픽업
41: 레이저 다이오드
42: 콜리메이터 렌즈
43, 143, 243: 편광 빔 스플리터
43S, 44S, 143S, 144S, 243S, 244S: 투과 반사막
44, 144, 244: 다이크로익 프리즘
45: 1/4 파장판
49, 149, 249: 원통형 렌즈
52, 152, 252: 핀 홀판
54: 2축 액추에이터

Claims (6)

  1. 광 빔을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 상기 광 빔이 조사되면 정보를 나타내는 기록 마크의 유무에 따라 상기 광 빔과는 다른 파장의 재생광 빔을 발생하는 형광 기록 재료로 이루어지는 기록층과, 당해 기록층에 인접하고 상기 광 빔을 반사하는 반사부를 갖는 광 디스크에, 상기 광 빔의 초점을 맞추는 대물 렌즈와,
    상기 광 디스크의 상기 반사부에 의해 반사된, 상기 광 빔과 동등한 파장으로 이루어지는 반사광 빔을, 상기 재생광 빔으로부터 분리하는 파장 선택 소자와,
    상기 파장 선택 소자에 의해 분리된 상기 반사광 빔을 수광하고 위치 검출 신호를 생성하는 반사광 검출기를 갖고,
    소정의 신호 처리부에 의해, 상기 위치 검출 신호에 기초하여, 상기 광 빔의 광축 방향에 관한 상기 광 빔의 초점과 상기 기록층과의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 생성시키고,
    소정의 렌즈 이동부에 의해, 상기 포커스 에러 신호에 기초하여, 상기 대물 렌즈를 상기 광 디스크에 분리 접촉하는 방향으로 이동시키는, 광 픽업.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장 선택 소자에 의해 상기 반사광 빔으로부터 분리된 상기 재생광 빔을 수광하여 재생 검출 신호를 생성하는 재생광 검출기를 더 갖고,
    소정의 신호 처리부에 의해, 상기 재생 검출 신호에 기초하여, 상기 광 디스크에 기록되어 있는 정보를 재생하는, 광 픽업.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광 디스크는, 상기 기록층 및 당해 기록층에 인접하는 상기 반사부를 각각 복수 갖고,
    상기 대물 렌즈는, 상기 복수의 반사부 중 1개의 반사부에 상기 광 빔의 초점을 맞추고,
    상기 파장 선택 소자는, 상기 1개의 반사부에 인접한 상기 기록층에서 발생하는 상기 재생광 빔을, 상기 1개의 반사부에 의해 반사된 상기 반사광 빔으로부터 분리하는, 광 픽업.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원은, 소정의 강도 이상으로 이루어지는 상기 광 빔을 출사하고,
    상기 기록층은, 소정의 강도 이상으로 이루어지는 상기 광 빔이 조사되면 상기 재생광 빔을 발생하는지의 여부를 서로 다르게 하여 상기 기록 마크가 형성되는, 광 픽업.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 빔과 상기 반사광 빔의 편광 방향을 서로 다르게 하는 편광 광학 소자와,
    상기 광 빔 및 상기 반사광 빔을 편광 방향에 따른 광로로 각각 진행시키는 편광 선택 소자를 더 갖고,
    상기 대물 렌즈는, 상기 반사광 빔과 상기 재생광 빔을 상기 광 빔과 동일한 광로로 복귀시키고,
    상기 파장 선택 소자는, 상기 광 빔과 동일한 광로를 통하여 입사한 상기 반사광 빔을 상기 재생광 빔으로부터 분리하여 상기 광 빔과 동일한 광로로 유도하고,
    상기 편광 선택 소자는, 상기 파장 선택 소자에 의해 상기 재생광 빔으로부터 분리되어 상기 광 빔과 동일한 광로를 통과한 상기 반사광 빔이 입사되고, 상기 광 빔과 상기 반사광 빔과의 편광 방향의 차이에 의해, 상기 반사광 빔을 상기 광 빔과는 서로 다른 광로로 유도하고, 상기 반사광 검출기에 조사하는, 광 픽업.
  6. 광 빔을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 상기 광 빔이 조사되면 정보를 나타내는 기록 마크의 유무에 따라 상기 광 빔과는 다른 파장의 재생광 빔을 발생하는 형광 기록 재료로 이루어지는 기록층과, 당해 기록층에 인접하고 상기 광 빔을 반사하는 반사부를 갖는 광 디스크에, 상기 광 빔의 초점을 맞추는 대물 렌즈와,
    상기 광 디스크의 상기 반사부에 의해 반사된, 상기 광 빔과 동등한 파장으로 이루어지는 반사광 빔을, 상기 재생광 빔으로부터 분리하는 파장 선택 소자와,
    상기 파장 선택 소자에 의해 분리된 상기 반사광 빔을 수광하고 위치 검출 신호를 생성하는 반사광 검출기와,
    상기 위치 검출 신호에 기초하여, 상기 광 빔의 광축 방향에 관한 상기 광 빔의 초점과 상기 기록층과의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 생성하는 신호 처리부와,
    상기 포커스 에러 신호에 기초하여, 상기 대물 렌즈를 상기 광 디스크에 분리 접촉하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부를 갖는, 광 디스크 장치.
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