KR101109929B1 - 광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 초점 조정 방법 - Google Patents

Abstract

간소한 구성으로 효과적으로 미광을 제거할 수 있고, 또한 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 억제할 수 있도록 한다.
디스크에 의해 반사된 레이저광을 제1 방향과 제2 방향으로 수렴시켜 비점 수차를 도입한다. 제1 방향과 제2 방향에 평행한 2개의 직선에 의해 분할된 4개의 광속 영역 A 내지 D의 광의 진행 방향을, 각각 Da 내지 Dd의 방향으로 변환시킨다. 이에 의해, 광 검출기 상에 신호광만을 포함하는 신호광 영역이 생성된다. 이 영역 내에 센서 패턴을 배치함으로써, 미광의 영향이 억제된다. 트랙이 없는 테스트 디스크에 레이저광을 조사했을 때의 영역 B와 C의 광량 밸런스와, 영역 A, D 좌우의 광량 밸런스에 의해 트래킹 에러 신호의 DC 성분을 억제하기 위한 보정 배율을 구한다. 이 보정 배율에 의해, 트래킹 에러 신호를 보정한다.

Description

광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 초점 조정 방법{OPTICAL PICKUP APPARATUS, OPTICAL DISK APPARATUS, AND FOCUS ADJUSTING METHOD}

본 발명은, 광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 초점 조정 방법에 관한 것이며, 특히 복수의 기록층이 적층된 기록 매체에 대하여 기록/재생을 행할 때에 사용하기에 적합한 것이다.

최근, 광 디스크의 대용량화에 수반하여, 기록층의 다층화가 진행되고 있다. 1매의 디스크 내에 복수의 기록층을 포함함으로써 디스크의 데이터 용량을 현저하게 높일 수 있다. 기록층을 적층하는 경우, 지금까지는 편면 2층이 일반적이었지만, 최근에는 대용량화를 더욱 진척시키기 위해 편면에 3층 이상의 기록층을 배치하는 것도 검토되고 있다. 여기서, 기록층의 적층 수를 증가시키면, 디스크의 대용량화를 촉진할 수 있다. 그러나 한편, 기록층간의 간격이 좁아져, 층간 크로스 토크에 의한 신호 열화가 증대된다.

기록층을 다층화하면, 기록/재생 대상으로 되는 기록층(타깃 기록층)으로부터의 반사광이 미약해진다. 이로 인해, 타깃 기록층의 상하에 있는 기록층으로부터 불필요한 반사광(미광)이 광 검출기에 입사되면, 검출 신호가 열화되어 포커스 서보 및 트래킹 서보에 악영향을 미칠 우려가 있다. 따라서, 이와 같이 기록층이 다수 배치되어 있는 경우에는 적정하게 미광을 제거하여 광 검출기로부터의 신호를 안정화시킬 필요가 있다.

이하의 특허문헌1에는 핀 홀을 사용하여 미광을 제거하는 기술이, 특허문헌 2에는 1/2 파장판과 편광 광학 소자를 조합함으로써 미광을 제거하는 기술이 각각 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-260669호 공보 일본 특허 공개 제2006-252716호 공보

상기 특허문헌1의 기술에 의하면, 타깃 기록층으로부터 반사된 레이저광(신호광)의 수렴 위치에 핀 홀을 정확하게 위치를 부여할 필요가 있기 때문에, 핀 홀의 위치 조정 작업이 곤란하다는 과제가 있다. 위치 조정 작업을 용이하게 하기 위하여 핀 홀의 크기를 크게 하면, 미광이 핀 홀을 통과하는 비율이 증가되어, 미광에 의한 신호 열화를 효과적으로 억제할 수 없게 된다.

또한, 특허문헌2의 기술에 의하면, 미광을 제거하기 위해, 1/2 파장판과 편광 광학 소자가 2개씩 필요한 것 외에, 또한 2개의 렌즈가 필요하기 때문에, 부품 개수와 비용이 증가하고, 또한 각 부재의 배치 조정이 번잡하다는 과제가 있다. 또한, 이들의 부재를 배열하여 배치할 스페이스가 필요해져, 광학계가 대형화된다는 과제도 있다.

또한, 광 픽업 장치 또는 광 디스크 장치에 있어서는, 디스크에 의해 반사된 레이저광의 광량 분포의 치우침에 기초하여 트래킹 에러 신호가 생성된다. 이러한 트래킹 에러 신호에는, 장치 내에 배치된 광학 소자의 위치가 레이저광축에 대하여 어긋나게 됨으로써 DC 성분이 중첩되는 경우가 있다. 이러한 DC 성분은, 광학계의 설치 시나, 경시 열화 시 등 소정의 타이밍에 억제되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해소하기 위하여 이루어진 것이며, 간소한 구성으로 효과적으로 미광을 제거할 수 있고, 또한 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 효과적으로 억제할 수 있도록 하는 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 광 픽업 장치에 관한 것이다. 본 형태에 관한 광 픽업 장치는, 레이저광원과, 상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 디스크 상에 수렴시키는 대물 렌즈와, 상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광에 비점 수차를 도입하여, 제1 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제1 초선(焦線) 위치와, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제2 초선 위치를 상기 레이저광의 진행 방향으로 서로 이격시키는 비점 수차 소자와, 상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 및 제2 직선에 의해 4분할된 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 하여 이들 4개의 광속을 서로 이산시키는 분광 소자와, 상기 분광 소자에 의해 이산된 4개의 광속을 수광하는 센서군을 갖는 광 검출기와, 상기 레이저광의 광축에 대한 상기 분광 소자의 위치 어긋남에 의해 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 억제하기 위한 보정값을 유지한 메모리를 갖는다. 여기서, 이 보정값은, 상기 센서군으로부터 출력되는 신호 중, 상기 트래킹 에러 신호의 생성에 있어서 서로 차를 취할 수 있는 제1 및 제2 신호간의 밸런스에 기초하여 설정된다. 이 설정에 있어서, 제1 및 제2 신호는, 상기 디스크 상의 트랙에 의한 영향이 없는 상태로 된다. 예를 들어, 트랙이 형성되어 있지 않은 평탄한 반사면에 상기 레이저광을 수렴시켰을 때의 제1 및 제2 신호간의 밸런스에 기초하여, 상기 보정값이 설정된다.

본 발명의 제2 형태는, 광 디스크 장치에 관한 것이다. 본 형태에 관한 광 디스크 장치는, 광 픽업 장치와, 상기 광 픽업 장치로부터 출력되는 신호를 연산하는 연산 회로와, 제어 파라미터를 유지하는 메모리를 구비한다. 여기서, 상기 광 픽업 장치는, 레이저광원과, 상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 디스크 상에 수렴시키는 대물 렌즈와, 상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광에 비점 수차를 도입하여, 제1 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제1 초선 위치와, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제2 초선 위치를 상기 레이저광의 진행 방향으로 서로 이격시키는 비점 수차 소자와, 상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 및 제2 직선에 의해 4분할된 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 하여 이들 4개의 광속을 서로 이산시키는 분광 소자와, 상기 분광 소자에 의해 이산된 4개의 광속을 수광하는 광 검출기를 구비한다. 또한, 상기 메모리는, 상기 레이저광의 광축에 대한 상기 분광 소자의 위치 어긋남에 따라 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 억제하기 위한 보정값을 유지한다. 또한, 상기 연산 회로는, 상기 광 검출기로부터의 출력에 기초하여 트래킹 에러 신호를 생성하는 연산부와, 상기 연산부로부터의 출력을 상기 보정값에 기초하여 보정하는 보정부를 갖는다.

본 발명의 제3 형태는, 조사광의 초점을 목표면 상의 트랙에 추종시키는 초점 조정 방법에 관한 것이다. 본 형태에 관한 초점 조정 방법은, 상기 목표면에 의해 반사된 상기 조사광에 비점 수차를 도입하여, 제1 방향으로 상기 조사광이 수렴됨으로써 발생하는 제1 초점 위치와, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 조사광이 수렴됨으로써 발생하는 제2 초점 위치를 상기 조사광의 진행 방향으로 서로 이격시키고, 상기 목표면에 의해 반사된 상기 조사광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 및 제2 직선에 의해 4분할된 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 하여 이들 4개의 광속을 서로 이산시킨다. 그리고 상기 4개의 광속의 광량 밸런스로부터 비점 수차법에 기초하여 포커스 에러 신호를 생성하고, 생성된 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 조사광의 광축 방향에 있어서의 상기 초점의 위치를 조절하고, 또한 상기 목표면에 의해 반사된 상기 레이저광의, 상기 트랙의 회절상에 수직인 방향의 광량 밸런스에 기초하여 푸시 풀 신호를 생성하고, 생성된 푸시 풀 신호에 기초하여 상기 조사광의 상기 트랙을 가로지르는 방향에 있어서의 상기 초점의 위치를 조절한다. 여기서, 상기 트랙을 가로지르는 방향에 있어서의 상기 초점의 위치 조절 전에 상기 트랙이 형성되어 있지 않은 평탄한 반사면에 상기 조사광을 수렴시켰을 때의, 상기 회절상에 수직인 방향의 광량 밸런스에 기초하여, 상기 푸시 풀 신호의 DC 성분을 억제하기 위한 보정값을 구한다. 그리고 구한 보정값에 기초하여 상기 푸시 풀 신호를 보정하고, 보정된 상기 푸시 풀 신호에 기초하여 상기 트랙을 가로지르는 방향에 있어서의 상기 초점의 위치를 조절한다.

본 발명에 따르면, 간소한 구성으로 효과적으로 미광을 제거할 수 있고, 또한 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 억제할 수 있다.

본 발명의 효과 내지 의의는, 이하에 기재하는 실시 형태의 설명에 의해 더욱 명확해진다. 단, 이하의 실시 형태는, 어디까지나 본 발명을 실시할 때의 하나의 예시이며, 본 발명은 이하의 실시 형태에 의해 전혀 제한되는 것이 아니다.

도 1은 실시 형태에 관한 기술 원리(광선의 진행 방법)를 설명하는 도면.
도 2는 실시 형태에 관한 기술 원리(광선의 진행 방법)를 설명하는 도면.
도 3은 실시 형태에 관한 기술 원리(광선의 진행 방법)를 설명하는 도면.
도 4는 실시 형태에 관한 기술 원리(광선의 진행 방법)를 설명하는 도면.
도 5는 실시 형태에 관한 기술 원리(분할 패턴과 광속의 분포)를 설명하는 도면.
도 6은 실시 형태에 관한 기술 원리(분할 패턴과 광속의 분포)를 설명하는 도면.
도 7은 실시 형태에 관한 기술 원리(분할 패턴과 광속의 분포)를 설명하는 도면.
도 8은 실시 형태에 관한 기술 원리(분할 패턴과 광속의 분포)를 설명하는 도면.
도 9는 실시 형태에 관한 기술 원리(각도 부여와 광속의 분포)를 설명하는 도면.
도 10은 실시 형태에 관한 센서 패턴의 배치 방법을 도시하는 도면.
도 11은 각도 조정 소자의 위치 어긋남에 의해 푸시풀 신호에 DC 성분이 중첩되는 것을 설명하는 도면.
도 12는 푸시풀 신호의 DC 성분을 검증(시뮬레이션)하기 위해 사용한 광학계를 도시하는 도면.
도 13은 각도 조정 소자의 위치 어긋남이 발생했을 때의 신호광의 광량 밸런스를 검증한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 14는 각도 조정 소자의 위치 어긋남이 발생했을 때의 신호(PP1, PP2)의 상태를 검증한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 15는 실시예에 관한 광 픽업 장치의 광학계 및 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 16은 실시예에 관한 각도 조정 소자의 구성예를 도시하는 도면.
도 17은 실시예에 관한 연산 처리부의 구성을 도시하는 도면.
도 18은 실시예에 관한 연산 처리부의 구성을 도시하는 도면.
도 19는 실시예 및 본 발명의 기술 원리의 바람직한 적용 범위를 도시하는 도면.
도 20은 실시예에 관한 각도 조정 소자와 광 검출기의 위치 조정을 설명하는 도면.
도 21은 변경예에 관한 픽업 장치의 광학계 및 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 22는 변경예에 관한 연산 처리부의 구성을 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

<기술적 원리>

우선, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 실시 형태에 적용되는 기술적 원리에 대하여 설명한다.

도 1의 (a)는, 타깃 기록층에 의해 반사된 레이저광(신호광)이, 평행광의 상태에서 아나모픽 렌즈 등의 비점 수차 소자에 입사되었을 때의 신호광과 미광의 수렴 상태를 도시하는 도면이다. 또한, "미광 1"은, 레이저광 입사면측에서 보아 타깃 기록층보다 1개 안측에 있는 기록층에 의해 반사된 레이저광이며, "미광 2"는 타깃 기록층보다 1개 전방측에 있는 기록층에 의해 반사된 레이저광이다. 또한, 상기 도면은, 신호광이 타깃 기록층에 포커스 맞춤되었을 때의 상태를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 아나모픽 렌즈의 작용에 의해 도면 중의 "곡면 방향"으로 신호광이 수렴됨으로써 면(S1)에 초선이 발생하고, 또한 이 곡면 방향에 수직인 도면 중의 "평면 방향"으로 신호광이 수렴됨으로써 면(S2)에 초선이 발생한다. 그리고 면(S1)과 면(S2) 사이의 면(S0)에 있어서, 신호광의 스폿이 최소(최소 착란원)가 된다. 비점 수차법에 기초하는 포커스 조정에서는, 면(S0)에 광 검출기의 수광면이 놓인다. 또한, 여기에서는 아나모픽 렌즈에 있어서의 비점 수차 작용을 간단하게 설명하기 위해, 편의상 "곡면 방향"과 "평면 방향"이라고 표현하고 있지만, 실제로는 서로 다른 위치에 초선을 연결하는 작용이 아나모픽 렌즈에 의해 발생하면 되며, 도 1 중의 "평면 방향"에 있어서 아나모픽 렌즈가 곡률을 갖고 있어도 된다. 또한, 아나모픽 렌즈에 수렴 상태에서 레이저광이 입사되는 경우에는 "평면 방향"에 있어서의 아나모픽 렌즈의 형상은 직선 형상(곡률 반경=∞)이 될 수 있다.

또한, 상기 도면의 (a)에 도시된 바와 같이, 미광 1의 초선 위치(상기 도면에서는, 비점 수차 소자에 의한 2개의 초선 위치 사이의 범위를 "수렴 범위"라고 한다)는, 신호광의 초선 위치보다 비점 수차 소자에 접근하고 있으며, 또한 미광 2의 초선 위치는 신호광의 초선 위치보다 비점 수차 소자로부터 이격되어 있다.

도 1의 (b) 내지 (e)는, 각각 평행광 부분 및 면(S1, S0, S2) 상에 있어서의 신호광의 빔 형상을 도시하는 도면이다. 진원으로 비점 수차 소자에 입사된 신호광은 면(S1) 상에서 타원이 되고, 면(S0) 상에서 대략 진원이 된 후, 면(S2) 상에서 다시 타원이 된다. 여기서, 면(S1) 상의 빔 형상과 면(S2) 상의 빔 형상은, 각각의 장축이 서로 수직 관계로 되어 있다.

여기서, 상기 도면의 (a) 및 (b)와 같이, 평행광 부분에 있어서의 빔의 외주에, 반시계 방향으로 8개의 위치(위치 1 내지 8 : 상기 도면에서는 ○안의 숫자로 표기)를 설정하면, 위치 1 내지 8을 통과하는 광선은, 비점 수차 소자에 의해 각각 수렴 작용을 받는다. 또한, 위치 4와 위치 8은 곡면 방향에 평행한 직선에 의해 평행광 부분의 빔 단면을 2분할하는 경우의 분할선 상에 위치하고 있으며, 위치 2와 위치 6은 평면 방향에 평행한 직선에 의해 평행광 부분의 빔 단면을 2분할하는 경우의 분할선 상에 위치하고 있다. 위치 1, 3, 5, 7은 각각, 위치 2, 4, 6, 8에 의해 구분되는 외주 원호의 중간에 있다.

평행광 부분에 있어서 위치 4와 위치 8을 통과하는 광선은, 면(S1)에서 곡면 방향의 초선에 수렴된 후에 면(S0)에 입사된다. 이로 인해, 이들 위치 4, 8을 통과하는 광선은 면(S0) 상에 있어서, 상기 도면의 (d)에 도시된 위치 4, 8을 통과한다. 마찬가지로, 평행광 부분에 있어서 위치 1, 3, 5, 7을 통과하는 광선도, 면(S1)에서 곡면 방향의 초선에 수렴된 후에 면(S0)에 입사되기 때문에, 면(S0) 상에서는 상기 도면의 (d)에 도시된 위치 1, 3, 5, 7을 통과한다. 이에 대해, 평행광 부분에 있어서 위치 2, 6을 통과하는 광선은, 면(S1)에서 곡면 방향의 초선에 수렴되지 않고 면(S0)에 입사된다. 이로 인해, 이들 위치 2, 6을 통과하는 광선은, 면(S0) 상에 있어서, 상기 도면의 (d)에 도시된 위치 2, 6을 통과한다.

도 2의 (b) 내지 (e)는, 각각 평행광 부분 및 면(S1, S0, S2) 상에 있어서의 미광 1의 빔 형상과 광선 통과 위치를 도시하는 도면이다. 상기 도면의 (b)에 도시된 바와 같이, 미광 1의 외주에도 상기 신호광의 경우와 마찬가지로 8개의 위치 1 내지 8을 설정하면, 이들 8개의 위치 1 내지 8을 통과하는 광선은, 곡면 방향의 초선 및 평면 방향의 초선 중 어느 하나에 수렴된 후에 면(S0)에 입사된다. 이로 인해, 평행광 부분에 있어서 위치 1 내지 8을 통과하는 광선은, 면(S0) 상에 있어서, 각각 상기 도면의 (d)에 도시된 위치 1 내지 8을 통과한다.

도 3의 (b) 내지 (e)는, 각각 평행광 부분 및 면(S1, S0, S2) 상에 있어서의 미광 2의 빔 형상과 광선 통과 위치를 도시하는 도면이다. 상기 도면의 (b)에 도시된 바와 같이, 미광 2의 외주에도 상기 신호광의 경우와 마찬가지로 8개의 위치 1 내지 8을 설정하면, 이들 8개의 위치 1 내지 8을 통과하는 광선은, 곡면 방향의 초선과 평면 방향의 초선 어디에도 수렴되지 않고 면(S0)에 입사된다. 이로 인해, 평행광 부분에 있어서 위치 1 내지 8을 통과하는 광선은, 면(S0) 상에 있어서, 각각 상기 도면의 (d)에 도시된 위치 1 내지 8을 통과한다.

도 4는 이상에서 설명한 평행광 부분 및 면(S1, S0, S2) 상에 있어서의 빔 형상과 광선의 통과 위치를, 신호광, 미광 1 및 미광 2를 대비하여 도시하는 도면이다. 상기 도면의 (c)의 단을 대비하여 알 수 있는 바와 같이, 평행광 부분에 있어서 위치 1을 통과한 신호광, 미광 1 및 미광 2의 광속은 각각 면(S0) 상에 있어서, 서로 다른 외주 위치를 통과한다. 마찬가지로, 평행광 부분에 있어서 위치 3, 4, 5, 7, 8을 통과한 신호광, 미광 1 및 미광 2의 광속도, 면(S0)에 있어서, 서로 다른 외주 위치를 통과한다. 평행광 부분에 있어서 위치 2, 6을 통과한 신호광과 미광 2의 광속은, 면(S0)에 있어서, 동일한 외주 위치를 통과한다. 이 경우도, 평행광 부분에 있어서 위치 2, 6을 통과한 신호광과 미광 1의 광속은, 면(S0)에 있어서 서로 다른 외주 위치를 통과하고, 또한 평행광 부분에 있어서 위치 2, 6을 통과한 미광 1과 미광 2의 광속은, 면(S0)에 있어서 서로 다른 외주 위치를 통과한다.

다음으로, 이상의 현상을 고려하여, 평행광 부분에 있어서의 신호광 및 미광 1, 2의 영역 분할 패턴과, 면(S0) 상에 있어서의 신호광 및 미광 1, 2의 조사 영역의 관계에 대하여 검토한다.

우선, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 평행광 부분에 있어서의 신호광 및 미광 1, 2를, 평면 방향과 곡면 방향에 대하여 45° 경사진 2개의 직선에 의해 분할하여, 4개의 광속 영역 A 내지 D로 구분한 것으로 한다. 또한, 이 분할 패턴은 종래의 비점 수차법에 기초하는 영역 분할에 대응하는 것이다.

이 경우, 상술한 현상에 의해 광속 영역 A 내지 D의 신호광은 면(S0) 상에 있어서, 상기 도면의 (b)와 같이 분포한다. 또한, 광속 영역 A 내지 D의 미광 1 및 미광 2는 상술한 현상에 의해, 각각 상기 도면의 (c) 및 (d)와 같이 분포한다.

여기서, 면(S0) 상에 있어서의 신호광과 미광 1, 2를 광속 영역마다 취출하면, 각 광의 분포는, 도 6의 (a) 내지 (d)와 같이 된다. 이 경우 각 광속 영역의 신호광에는 동일한 광속 영역의 미광 1 및 미광 2 중 어느 한쪽이 반드시 겹친다. 이로 인해, 각 광속 영역의 신호광을 광 검출기 상의 센서 패턴으로 수광하면, 적어도 동일한 광속 영역에 있어서의 미광 1 또는 미광 2가 대응하는 센서 패턴으로 동시에 입사되고, 이에 의해 검출 신호에 열화가 발생한다.

이에 대해, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 평행광 부분에 있어서의 신호광 및 미광 1, 2를 평면 방향과 곡면 방향에 평행한 2개의 직선에 의해 분할하여, 4개의 광속 영역 A 내지 D로 구분한 것으로 한다. 이 경우, 상술한 현상으로부터 광속 영역 A 내지 D의 신호광은 면(S0) 상에 있어서, 상기 도면의 (b)와 같이 분포한다. 또한, 광속 영역 A 내지 D의 미광 1 및 미광 2는 상술한 현상에 의해 각각 상기 도면의 (c) 및 (d)와 같이 분포한다.

여기서, 면(S0) 상에 있어서의 신호광과 미광 1, 2를 광속 영역마다 취출하면, 각 광의 분포는, 도 8의 (a) 내지 (d)와 같이 된다. 이 경우, 각 광속 영역의 신호광에는 동일한 광속 영역의 미광 1 및 미광 2 모두 겹치지 않는다. 이로 인해, 각 광속 영역 내의 광속(신호광, 미광 1, 2)을 서로 다른 방향으로 이산시킨 후에, 신호광만을 센서 패턴으로 수광하도록 구성하면, 대응하는 센서 패턴에는 신호광만이 입사되어, 미광의 입사를 억제할 수 있다. 이에 의해, 미광에 의한 검출 신호의 열화를 피할 수 있다.

이상과 같이, 신호광 및 미광 1, 2를 평면 방향과 곡면 방향에 평행한 2개의 직선에 의해 4개의 광속 영역 A 내지 D로 분할하고, 이들 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 광을 분산시켜 면(S0) 상에 있어서 이격시킴으로써, 신호광만을 취출할 수 있다. 본 실시 형태는, 이 원리를 기반으로 하는 것이다.

도 9는, 도 7의 (a)에 도시된 4개의 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 광속(신호광, 미광 1, 2)의 진행 방향을, 각각 다른 방향으로 동일한 각도만큼 변화시켰을 때의, 면(S0) 상에 있어서의 신호광과 미광 1, 2의 분포 상태를 도시하는 도면이다. 여기에서는, 상기 도면의 (a)에 도시된 바와 같이 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 광속(신호광, 미광 1, 2)의 진행 방향이, 각각 방향(Da, Db, Dc, Dd)으로 동일한 각도량 α(도시하지 않음)만큼 변화하고 있다. 또한, 방향(Da, Db, Dc, Dd)은 평면 방향과 곡면 방향에 대하여, 각각 45°의 기울기를 갖고 있다.

이 경우, 방향(Da, Db, Dc, Dd)에 있어서의 각도량 α를 조절함으로써 S0 평면 상에 있어서, 상기 도면의 (b)에 도시된 바와 같이 각 광속 영역의 신호광과 미광 1, 2를 분포시킬 수 있다. 그 결과, 도시된 바와 같이, 신호광만이 존재하는 신호광 영역을 S0 평면 상에 설정할 수 있다. 이 신호광 영역에 광 검출기의 센서 패턴을 설정함으로써, 각 영역의 신호광만을 대응하는 센서 패턴으로 수광할 수 있다.

도 10은 센서 패턴의 배치 방법을 설명하는 도면이다. 상기 도면의 (a) 및 (b)는 종래의 비점 수차법에 기초하는 광속의 분할 방법과 센서 패턴을 도시하는 도면이며, 상기 도면의 (c) 및 (d)는 상술한 원리에 기초하는 광속의 분할 방법과 센서 패턴을 도시하는 도면이다. 여기서, 트랙 방향은 평면 방향 및 곡면 방향에 대하여 45°의 기울기를 갖고 있다. 또한, 상기 도면의 (a) 및 (b)에는 설명의 편의상, 광속이 8개의 광속 영역 a 내지 h로 구분되어 있다. 또한, 트랙 홈에 의한 회절의 상(트랙상)이 실선으로 나타내어지고, 오프 포커스 시의 빔 형상이 점선에 의해 나타내어져 있다.

또한, 트랙 홈에 의한 신호광의 0차 회절상과 1차 회절상의 겹침 상태는, 파장/(트랙 피치×대물 렌즈 NA)로 구해지는 것이 알려져 있고, 상기 도면의 (a), (b), (d)와 같이, 4개의 광속 영역 a, d, e, h에 1차 회절상이 수습되는 조건은 파장/(트랙 피치×대물 렌즈 NA)>√2로 된다.

종래의 비점 수차법에서는, 광 검출기의 센서(P1 내지 P4)(4 분할 센서)가 상기 도면의 (b)와 같이 설정된다. 이 경우, 광속 영역 a 내지 h의 광강도에 기초하는 검출 신호 성분을 A 내지 H로 나타내면 포커스 에러 신호(FE)와 푸시 풀 신호(PP)는

의 연산에 의해 구해진다.

이에 대해, 상기 도 9의 (b)의 분포 상태에서는, 상술한 바와 같이 신호광 영역 내에, 도 10의 (c)의 상태로 신호광이 분포되어 있다. 이 경우, 상기 도면의 (a)에 도시된 광속 영역 a 내지 h를 통과하는 신호광은, 상기 도면의 (d)와 같이 된다. 즉, 상기 도면의 (a)의 광속 영역 a 내지 h를 통과하는 신호광은, 광 검출기의 센서 패턴이 놓이는 면(S0) 상에서는, 상기 도면의 (d)에 도시된 광속 영역 a 내지 h로 유도된다.

따라서, 상기 도면의 (d)에 도시된 광속 영역 a 내지 h의 위치에, 상기 도면의 (d)에 겹쳐 도시된 바와 같이 센서(P11 내지 P18)를 설정하면, 상기 도면의 (b)의 경우와 마찬가지의 연산 처리에 의해, 포커스 에러 신호와 푸시 풀 신호를 생성할 수 있다. 즉, 이 경우도 광속 영역 a 내지 h의 광속을 수광하는 센서 패턴으로부터의 검출 신호를 A 내지 H로 나타내면, 상기 도면의 (b)의 경우와 마찬가지로 포커스 에러 신호(FE)와 푸시 풀 신호(PP)는 상기 수학식 1, 수학식 2의 연산에 의해 취득할 수 있다.

이상과 같이, 본 원리에 의하면, 평행광 부분에 있어서의 신호광 및 미광 1, 2를, 도 1의 평면 방향과 곡면 방향에 평행한 2개의 직선에 의해 4개의 광속 영역 A 내지 D로 분할하여, 이들 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 광을 분산시키고, 또한 분산시킨 후의 각 광속 영역 A 내지 D에 있어서의 신호광을, 2분할된 수광부(2분할 센서)에 의해 개별로 수광함으로써, 종래의 비점 수차법에 기초하는 경우와 마찬가지의 연산 처리에 의해 포커스 에러 신호와 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 생성할 수 있다.

그런데, 도 9의 (a)에 도시된 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 광속(신호광, 미광 1, 2)이, 면(S0) 상에서 도 9의 (b)에 도시된 분포 상태로 되기 위해 실제의 광학계에서는 각 광속 영역을 통과하는 광속의 진행 방향을 변화시키는 각도 조정 소자가 사용된다. 그러나 각도 조정 소자의 위치가 디스크로부터의 반사광의 트랙상의 방향에 대하여 수직인 방향으로 어긋나 있으면, 상기 수학식 2에 의해 생성된 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에, 각도 조정 소자의 위치 어긋남에 기초하는 DC 성분이 중첩된다는 문제가 발생한다.

도 11은 각도 조정 소자의 위치 어긋남에 의해, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 DC 성분이 중첩되는 것을 설명하는 도면이다. 상기 도면의 (a), (b)는 각도 조정 소자를 디스크의 반사광의 진행 방향에서 본 도면이며, 상기 도면의 (c)는 도 10의 (d)에 도시된 센서(P11 내지 P18)를 도시하는 도면이며, 도 11의 (d)는 상기 도면의 (c)의 센서 패턴으로 입사되는 신호광의 분포를 재배열한 도면이다.

상기 도면의 (a)에 도시된 바와 같이, 각도 조정 소자는 레이저광의 입사면 상우좌하로 4개의 서로 다른 영역이 형성되어 있다. 이러한 4개의 영역은, 각각 도 9의 (a)에 도시된 4개의 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 레이저광을 서로 분리시켜, 광 검출면 상에서, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 각 광속 영역을 통과하는 레이저광을 분포시키는 작용을 갖는다. 이 경우, 디스크로부터의 반사광의 광축이, 각도 조정 소자의 4개의 서로 다른 영역이 교차하는 점(중심점 O)을 통과하도록 조정된다.

그러나 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 각도 조정 소자가 디스크로부터의 반사광의 트랙상의 방향에 대하여 수직인 방향(도면 중, 상측 방향)으로 어긋나면, 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 신호광은 센서(P11 내지 P18)에 상기 도면의 (c)와 같이 조사된다. 상기 도면의 (c)의 센서 패턴으로 입사되는 신호광의 분포는 꼭지각이 서로 마주 보도록 재배열되면, 상기 도면의 (d)에 도시된 바와 같이, 좌우를 분할하는 중심선에 대하여 좌우 비대칭한 형상으로 된다. 즉, 각도 조정 소자의 위치 어긋남에 의해, 센서(P11 내지 P18)에 입사되는 신호광에, 트랙상의 방향에 대하여 수직인 방향으로 치우침이 발생하기 때문에, 상기 수학식 2에 따라 얻어지는 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 DC 성분이 중첩되는 것으로 된다.

또한, 각도 조정 소자가 디스크로부터의 반사광의 트랙상의 방향에 대하여 평행한 방향으로 어긋나 있는 경우에도 센서(P11 내지 P18)에 입사되는 신호광에 치우침이 발생한다. 이 경우의 치우침은, 트랙상의 방향에 대하여 평행한 방향이기 때문에, 상기 수학식 2에 따라 얻어지는 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 DC 성분이 중첩되지는 않는다.

이와 같이, 각도 조정 소자가 디스크로부터의 반사광의 트랙상의 방향에 대하여 수직인 방향으로 어긋남으로써 발생하는 DC 성분은, 도 10의 (d)에 도시된 센서 패턴에 있어서 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 이하와 같이 수정함으로써 효과적으로 억제될 수 있다.

이하, 본건 출원의 발명자가 행한 시뮬레이션 결과와 함께, DC 성분을 효과적으로 억제 가능한 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)의 생성 방법에 대하여 설명한다.

도 12의 (a)는, 본 시뮬레이션에 사용한 광학계를 도시하는 도면이다. 도면에서, 참조 부호 10은 파장 405nm의 레이저광을 출사하는 반도체 레이저, 참조 부호 11은 반도체 레이저(10)로부터 출사된 레이저광을 대략 전반사하는 편광 빔 스플리터, 참조 부호 12는 레이저광을 평행광으로 변환하는 콜리메이트 렌즈, 참조 부호 13은 콜리메이트 렌즈(12)측으로부터 입사되는 레이저광(직선 편광)을 원편광으로 변환하는 1/4 파장판, 참조 부호 14는 레이저광의 빔 형상을 레이저광축을 중심으로 하는 진원으로 조정하기 위한 애퍼쳐, 참조 부호 15는 레이저광을 디스크 상에 수렴시키는 대물 렌즈, 참조 부호 16은 편광 빔 스플리터(11)를 투과한 디스크로부터의 반사광에 비점 수차를 도입하는 검출 렌즈, 참조 부호 17은 상기 도 9의 (a)를 참조하여 설명한 작용을 레이저광에 부여하는 각도 조정 소자, 참조 부호 18은 광 검출기이다.

본 광학계의 설계 조건은, 이하와 같다.

(1) 왕로 배율 : 10배

(2) 복로 배율 : 20배

(3) 각도 조정 소자(17)에 의해 부여되는 분광 각도 : 1.9°

(4) 각도 조정 소자(17)의 분광면과 광 검출기(17)의 검출면 사이의 거리(공기 환산) : 4mm

(5) 각도 조정 소자(17)를 배치하지 않을 때의 광 검출면 상에 있어서의 스폿 직경 : 60μm

(6) 각도 조정 소자(17)를 배치했을 때의 광 검출면 상에 있어서의 각 신호광(광속 영역 A 내지 D를 각각 통과)의 변위 거리 : 100μm

(7) 레이저광의 확대각 : 수직 확대각=20.0°, 수평 확대각=9.0°

(8) 렌즈 유효 직경 : Φ=2.4mm

(9) 대물 렌즈의 개구수 : 0.85

(10) 대물 렌즈의 초점 거리 : 1.4mm

(11) 디스크의 트랙 피치 : 0.32μm

상기 (1)의 왕로 배율이란, 대물 렌즈의 초점 거리에 대한 콜리메이트 렌즈의 초점 거리의 비이며, (2)의 복로 배율이란, 대물 렌즈의 초점 거리에 대한 콜리메이트 렌즈와 검출 렌즈의 합성 초점 거리의 비를 의미한다. 본 광학계에서는, 디스크에 의해 반사된 레이저광(신호광)은 각도 조정 소자(17)를 제거하면 검출면 상에 있어서 최소 착란원이 된다. 상기 (5)의 스폿 직경이란, 이 최소 착란원의 직경을 의미한다.

또한, 상기 (6)의 변위 거리란, 각도 조정 소자(17)를 제거했을 때의 검출면 상에 있어서의 신호광의 광축 중심과, 각도 조정 소자(17)를 배치했을 때의 각 신호광의 정점 위치(도 8에 도시된 부채형의 직각이 되는 정점의 위치) 사이의 거리를 의미한다. 또한, 센서 패턴의 치수 조건은, 도 12의 (b)와 같다.

상기 (7)의 수직 확대각이란, 광 픽업 장치(10)에 내장되는 레이저 소자의 반도체층의 층간 방향에 있어서의 레이저광의 확대각을 의미하고, 수평 확대각이란 반도체층에 평행한 방향에 있어서의 레이저광의 확대각을 의미한다. 여기서, 확대각은, 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 피크 강도(P)의 절반 이상의 강도를 갖는 빔 부분의 확대각으로 되어 있다. 상기 (8)의 렌즈 유효 직경이란, 애퍼쳐(14)를 통과한 후, 대물 렌즈(15)에 입사할 때의 빔의 직경을 의미한다.

도 13은 상기 조건 하에서, 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남이 있는 경우와 없는 경우의 신호광의 강도를 시뮬레이션한 시뮬레이션 결과이다. 상기 도면의 상단은, 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남이 없는 상태에서 디스크 상의 빔 스폿이 트랙 센터에 위치할 때와, 트랙 센터로부터 디스크 직경 방향으로 어긋났을 때의 신호광의 강도를 시뮬레이션한 것이다. 또한, 상기 도면의 하단은 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남이 있는 상태에서 디스크 상의 빔 스폿이 트랙 센터에 위치할 때와, 트랙 센터로부터 디스크 직경 방향으로 어긋났을 때의 신호광의 강도를 시뮬레이션한 것이다. 또한, 도 12에 있어서, 디스크의 트랙 홈의 방향은 Z축 방향으로 하고, 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남은 Y축 플러스 방향으로 30μm로 했다.

또한, "1/4트랙 어긋남"은 빔 스폿이 트랙 센터로부터 트랙 피치의 1/4만큼 디스크 외주 방향으로 어긋나 있는 것을 나타내고 있으며, "-1/4트랙 어긋남"은 빔 스폿이 트랙 센터로부터 트랙 피치의 1/4만큼 디스크 내주 방향으로 어긋나 있는 것을 나타내고 있다. 또한, "트랙 어긋남 없음"은 트랙 센터에 대한 빔 스폿의 어긋남(디트랙)이 발생하지 않는 것을 나타내고 있다.

도 13의 상단을 참조하면 빔 스폿이 트랙 센터에 위치가 부여되어 있는 상태에서는 4개의 신호광 중 좌우 2개의 신호광의 강도가 균등해져 있으며, 빔 스폿이 트랙 센터로부터 디스크 외주 방향 및 내주 방향으로 어긋나면, 어긋남 방향에 따라, 좌우 2개의 신호광의 강도에 차가 발생하고 있다. 따라서, 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남이 없는 경우에는 좌우 2개의 신호광을 수광하는 센서로부터의 출력 신호를 바탕으로, 좌우 2개의 신호광의 강도차를 구함으로써 적정하게 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 구할 수 있다.

이에 대해, 상기 도면의 하단 좌측단부의 시뮬레이션 결과를 참조하면 빔 스폿이 트랙 센터에 위치가 부여되어 있음에도 불구하고, 좌우 2개의 신호광에 강도차가 발생하고 있다. 즉, 여기에서는 우측의 신호광의 강도가 좌측의 신호광의 강도보다 크게 되어 있다. 또한, 상기 도면의 하단 중앙의 시뮬레이션 결과에서는 상단 중앙의 시뮬레이션 결과보다 우측의 신호광과 좌측의 신호광의 강도차가 작게 되어 있으며, 반대로 상기 도면의 하단 우측단부의 시뮬레이션 결과에서는, 상단 우측단부의 시뮬레이션 결과보다 우측의 신호광과 좌측의 신호광의 강도차가 크게 되어 있다. 이와 같이, 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남이 발생한 경우에는 신호광의 좌우의 밸런스가 부적정하게 되고, 이로 인해 좌우 2개의 신호광을 수광하는 센서로부터의 출력 신호를 바탕으로 좌우 2개의 신호광의 강도차를 구해도, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 적정하게 구할 수 없다. 즉, 이 경우, 푸시 풀 신호에는 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남에 기초하는 DC 성분이 중첩되게 된다.

다음으로, 4개의 신호광 중 상하 2개의 신호광에 대하여 검토하면, 상기 도면의 상단의 3개의 시뮬레이션 결과에서는 디트랙의 유무에 관계없이, 상하 2개의 신호광의 좌우의 강도 밸런스는 균등하다. 한편, 상기 도면의 하단의 3개의 시뮬레이션 결과에서는 디트랙의 유무에 관계없이, 상하 2개의 신호광에 마찬가지의 왜곡이 발생하여, 이 왜곡에 의해 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 강도 밸런스가 불균등하게 되어 있다. 즉, 여기에서는 어느 경우든 상하 2개의 신호광의 강도가 우측으로 치우쳐 있다.

이러한 시뮬레이션 결과로부터, 각도 조정 소자(17)의 위치 어긋남이 발생하면, 좌우 2개의 신호광의 강도가 좌우 어느 한 방향으로 치우치는 것을 알 수 있고, 또한 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 강도가 좌우 어느 한 방향으로 치우치는 것을 알 수 있다. 따라서, 각도 조정 소자의 위치가 어긋나 있는 경우에, 좌우 2개의 신호광의 강도비가 구해지고, 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 강도비가 구해지면, 이러한 2개의 강도비에 의해 각도 조정 소자의 위치가 어긋나 있지 않은 경우와 마찬가지로, 적정한 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)가 얻어질 가능성이 있다.

따라서, 본건 출원의 발명자는 이하에 기재된 바와 같이 각도 조정 소자(17)가 디스크로부터의 반사광의 트랙상의 방향에 대하여 수직인 방향으로 위치 어긋남을 발생하고 있는 경우, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 포함되는 DC 성분이 억제 가능해질 수 있는 연산식을 설정했다.

도 11의 (c)를 참조하면, 각 센서로부터 출력되는 검출 신호를 각각 상기 도면의 A 내지 H로 한다. 기록층에 트랙이 없는 경면 디스크에 레이저광이 조사되었을 때의 검출 신호(A 내지 H)를 A0 내지 H0로 하고, D0+E0, A0+H0, B0+G0, C0+F0를 각각 SP1 내지 SP4로 하면 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 강도차를 나타내는 보정 배율 α와, 좌우의 신호광의 강도차를 나타내는 보정 배율 β는 이하의 식에 의해 산출된다.

다음으로, 기록층에 트랙이 있는 통상의 디스크에 트래킹 서보를 행했을 때의 검출 신호(A 내지 H)를 A1 내지 H1로 하고 D1+E1, A1+H1, B1+G1, C1+F1을 각각 PP1R, PP1L, PP2R, PP2L로 한다. 이때, 좌우 2개의 신호광의 강도차에 관한 신호(PP1)와, 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 강도차에 관한 신호(PP2)는 상기 수학식 3, 수학식 4로 구한 보정 배율 α, β를 사용하여 강도 밸런스의 보정이 행해지면, 이하의 식에 의해 산출된다.

이 경우, 트래킹 에러 신호(TE)는, 다음 수학식에 의해 구해진다.

또한, 상기 수학식 2로 표현된 종전의 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)는 상기 수학식 5, 수학식 6에 있어서 α 및 β의 값을 1로 하여(α, β에 의한 보정을 행하지 않는다), 상기 수학식 7에 의해 구한 트래킹 에러 신호(TE)에 대응한다.

다음으로, 상기 수학식 5, 수학식 6으로 표현된 PP1, PP2를 시뮬레이션에 의해 구하여, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 포함되는 DC 성분을 억제할 수 있는지를 검토했다. 또한, 시뮬레이션의 조건은, 상기와 마찬가지이다.

도 14는 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.

상기 도면은, 디트랙량을 변화시켰을 때의 상기 신호(PP1, PP2)의 변화를 구한 시뮬레이션 결과이다. 횡축은, 트랙 피치를 1로 하여 나타낸 경우의 디트랙량을 나타내고 있다. 또한, 상기 도면의 "보정 전"이란, 종전의 연산 방법, 즉 α, β로 보정을 행하지 않은 경우(상기 수학식 5, 수학식 6에 있어서, α=1, β=1로 한 경우와 등가)를 나타내고, "보정 후"란, 상기 수학식 3, 수학식 4에 의해 구해진 α, β를 사용하여 신호(PP1, PP2)가 보정된 경우를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 보정 전의 PP1, PP2에는 DC 성분이 중첩되어 있으며, PP1, PP2의 그래프는 상측 방향으로 시프트되어 있다. 이것은, 도 13의 하단에 나타낸 시뮬레이션 결과와 일치한다. 즉, 각도 조정 소자의 위치 어긋남이 발생하고 있음으로써 좌우 2개의 신호광의 강도가 우측 방향으로 치우쳐 있으며, 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 강도가 우측 방향으로 치우쳐 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 보정 후의 PP1, PP2에는 DC 성분이 중첩되어 있지 않아, 디트랙량이 0으로 될 때 PP1, PP2의 검출 신호도 대략 0으로 되는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 상기 수학식 7에 의해 생성되는 트래킹 에러 신호(TE)에 대해서도 DC 성분이 중첩되지 않아, 디트랙량이 0이 될 때 신호값도 대략 0으로 되는 것을 알 수 있다.

이상의 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 수학식 3 내지 수학식 7의 연산에 의해, 각도 조정 소자의 위치 어긋남과 상관없이, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)의 오프셋(DC 성분)을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 상기 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 기본 원리에, 또한 상기 수학식 3 내지 수학식 7의 연산을 적용함으로써 미광의 영향이 제거된 고품질의 신호를 생성할 수 있음과 함께, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)의 오프셋(DC 성분)을 효과적으로 억제할 수 있다.

<실시예>

이하, 상기 원리에 기초하는 실시예에 대하여 설명한다.

도 15에, 본 실시예에 관한 광 픽업 장치의 광학계를 도시한다. 또한, 상기 도면에는 편의상, 관련된 회로 구성이 함께 도시되어 있다. 또한, 상기 도면 중의 디스크에는 복수의 기록층이 적층되어 배치되어 있다.

도시된 바와 같이, 광 픽업 장치의 광학계는, 반도체 레이저(101)와, 편광 빔 스플리터(102)와, 콜리메이트 렌즈(103)와, 렌즈 액추에이터(104)와, 구동 미러(105)와, 1/4 파장판(106)과, 애퍼쳐(107)와, 대물 렌즈(108)와, 홀더(109)와, 대물 렌즈 액추에이터(110)와, 검출 렌즈(111)와, 각도 조정 소자(112)와, 광 검출기(113)를 구비하고 있다.

반도체 레이저(101)는, 소정 파장의 레이저광을 출사한다. 반도체 레이저(101)로부터 출사되는 레이저광의 확대각은, 상기 시뮬레이션의 경우와 마찬가지로, 수평 확대각과 수직 확대각이 상이하다.

편광 빔 스플리터(102)는 반도체 레이저(101)로부터 입사되는 레이저광(S 편광)을 대략 전반사함과 함께, 콜리메이트 렌즈(103)측으로부터 입사되는 레이저광(P 편광)을 대략 전투과한다. 콜리메이트 렌즈(103)는 편광 빔 스플리터(102)측으로부터 입사되는 레이저광을 평행광으로 변환한다.

렌즈 액추에이터(104)는 서보 회로(203)로부터 입력되는 서보 신호에 따라 콜리메이트 렌즈(103)를 광축 방향으로 변위시킨다. 이에 의해, 레이저광에 발생하는 수차가 보정된다. 구동 미러(105)는 콜리메이트 렌즈(103)측으로부터 입사된 레이저광을 대물 렌즈(108)를 향하는 방향으로 반사한다.

1/4 파장판(106)은 디스크를 향하는 레이저광을 원편광으로 변환함과 함께, 디스크로부터의 반사광을 디스크를 향할 때의 편광 방향에 직교하는 직선 편광으로 변환한다. 이에 의해, 디스크에 의해 반사된 레이저광은 편광 빔 스플리터(102)를 투과한다.

애퍼쳐(107)는, 도 12에 있어서의 애퍼쳐(14)와 마찬가지로, 대물 렌즈(108)에 대한 레이저광의 유효 직경이 적정하게 되도록, 레이저광의 빔 형상을 원형 형상으로 조정한다. 대물 렌즈(108)는 레이저광을 디스크 내의 타깃 기록층에 적정하게 수렴할 수 있도록 설계되어 있다. 홀더(109)는 1/4 파장판(106)과 대물 렌즈(108)를 일체적으로 유지한다. 대물 렌즈 액추에이터(110)는 종래 주지의 전자 구동 회로에 의해 구성되고, 당해 회로 중 포커스 코일 등의 코일부가 홀더(109)에 장착되어 있다.

검출 렌즈(111)는 디스크로부터의 반사광에 비점 수차를 도입한다. 즉, 검출 렌즈(111)는, 도 1의 비점 수차 소자에 상당한다. 검출 렌즈(111)는 평면 방향과 곡면 방향이 디스크로부터의 트랙상에 대하여 각각 45°의 기울기가 되도록 배치된다.

각도 조정 소자(112)는 검출 렌즈(111)측으로부터 입사된 레이저광의 진행 방향을, 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이 변화시킨다. 즉, 각도 조정 소자(112)는 입사된 레이저광 중, 도 9의 광속 영역 A 내지 D를 통과하는 광속의 진행 방향을, 각각 방향(Da 내지 Dd)으로 동일한 각도량 α만큼 변화시킨다. 또한, 각도량 α는 면(S0) 상에 있어서의 신호광과 미광 1, 2의 분포 상태가, 도 9의 (b)의 분포 상태로 되도록 설정되어 있다.

광 검출기(113)는, 도 10의 (d)에 도시된 센서 패턴을 갖는다. 광 검출기(113)는 이 센서 패턴이 도 1의 면(S0)의 위치에 위치가 부여되도록 배치된다. 광 검출기(113)에는, 도 10의 (d)에 도시된 8개의 센서(P11 내지 P18)가 배치되어 있으며, 이들이 각각 도 10의 (d)의 광속 영역 a 내지 h를 통과하는 광속을 수광한다.

신호 연산 회로(201)는 광 검출기(113)의 8개의 센서로부터 출력된 검출 신호를, 도 10의 (d)를 참조하여 설명한 바와 같이 연산 처리하여, 포커스 에러 신호를 생성한다. 또한, 신호 연산 회로(201)는 이들 8개의 센서로부터 출력된 검출 신호를 가산하여 재생 RF 신호를 생성한다. 또한, 신호 연산 회로(201)는 컨트롤러(204)에 의해 설정된 보정 배율 α, β에 기초하여, 광 검출기(113)의 8개의 센서로부터 출력된 검출 신호를, 상기 수학식 5 내지 수학식 7에 따라 연산 처리하여, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 생성한다. 생성된 포커스 에러 신호와 푸시 풀 신호는 서보 회로(203)에 보내어지고, 재생 RF 신호는 재생 회로(202)와 서보 회로(203)에 보내어진다. 또한, 신호 연산 회로(201)는, 후술한 바와 같이 상기 수학식 3, 수학식 4에 따라 보정 배율 α, β를 생성하여, 컨트롤러(204)에 출력한다.

재생 회로(202)는 신호 연산 회로(201)로부터 입력된 재생 RF 신호를 복조하여 재생 데이터를 생성한다. 서보 회로(203)는 신호 연산 회로(201)로부터 입력된 포커스 에러 신호와 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)로부터 포커스 서보 신호와 트래킹 서보 신호를 생성하여, 이들을 대물 렌즈 액추에이터(110)에 출력한다. 또한, 서보 회로(203)는 신호 연산 회로(201)로부터 입력된 재생 RF 신호의 품질이 가장 좋아지도록, 렌즈 액추에이터(104)에 서보 신호를 출력한다.

컨트롤러(204)는 내장 메모리에 저장된 프로그램에 따라 각 부를 제어한다. 또한, 컨트롤러(204)는 내부에 제어 파라미터 저장용의 메모리(204a)를 갖는다. 메모리(204a)는, 신호 연산 회로(201)에 의해 생성된 보정 배율 α, β를 저장한다. 메모리(204a)에 저장된 보정 배율 α, β는 신호 연산 회로(201)에 설정된다. 신호 연산 회로(201)는 설정된 보정 배율을 사용하여, 상기 수학식 5, 수학식 6에 따라 푸시 풀 신호를 생성한다.

도 16은 각도 조정 소자(112)의 구성예를 도시하는 도면이다. 상기 도면의 (a)는 회절 패턴을 갖는 홀로그램 소자에 의해 각도 조정 소자(112)를 구성하는 경우의 구성예를 나타내고, 상기 도면의 (b) 및 (c)는 다면 프리즘에 의해 각도 조정 소자(112)를 구성하는 경우의 구성예를 나타내고 있다.

우선, 상기 도면의 (a)의 구성예에 있어서, 각도 조정 소자(112)는, 정사각형 형상의 투명판으로 형성되고, 광 입사면에 홀로그램 패턴이 형성되어 있다. 광 입사면은, 도시된 바와 같이 4개의 홀로그램 영역(112a 내지 112d)으로 구분되어 있다. 이들 홀로그램 영역(112a 내지 112d)에, 각각 도 9의 (a)의 광속 영역 A 내지 D를 통과한 레이저광(신호광, 미광 1, 2)이 입사되도록, 각도 조정 소자(112)가 검출 렌즈(111)의 후단에 배치된다.

홀로그램 영역(112a 내지 112d)은, 입사된 레이저광(신호광, 미광 1, 2)을, 각각 방향(Va 내지 Vd)으로 회절시킨다. 방향(Va 내지 Vd)은, 도 9의 (a)의 방향(Da 내지 Dd)에 일치하고 있다. 따라서, 홀로그램 영역(112a 내지 112d)은, 회절에 의해 검출 렌즈(111)로부터 입사된 레이저광(신호광, 미광 1, 2)의 진행 방향을 각각 도 9의 (a)의 Da 내지 Dd의 방향으로 변화시킨다. 각 영역에 있어서의 회절각은 동일하게 되어 있다.

여기서, 회절각은 홀로그램 영역(112a 내지 112d)을 통과한 레이저광(신호광, 미광 1, 2)이, 도 1의 면(S0)에 있어서, 도 9의 (b)와 같이 분포하도록 조정되어 있다. 따라서, 상기와 같이, 도 10의 (d)의 센서 패턴을 갖는 광 검출기(113)의 수광면을 면(S0)에 배치함으로써 상기 8개의 센서에 의해 대응하는 신호광을 적정하게 수광할 수 있다.

또한, 상기 홀로그램 영역(112a 내지 112d)의 회절 효율은 서로 동일하게 되어 있다. 홀로그램 영역(112a 내지 112d)에 형성되는 홀로그램이 스텝형인 경우, 회절 효율은 홀로그램 패턴의 스텝 수와 1스텝당 높이에 의해 조정되고, 회절각은 홀로그램 패턴의 피치에 의해 조정된다. 따라서, 이 경우에는 미리 결정된 회절 차수의 회절 효율이 소기의 값으로 되도록, 홀로그램 패턴의 스텝 수와 1스텝당 높이가 설정되고, 또한 당해 회절 차수에 있어서의 회절각이 도 9의 (b)의 분포를 제공할 수 있도록 홀로그램 패턴의 피치가 조정된다.

또한, 홀로그램 영역(112a 내지 112d)에 형성되는 홀로그램을 블레이즈형으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 스텝형의 홀로그램보다 회절 효율을 높일 수 있다.

도 16의 (b)의 구성예에 있어서, 각도 조정 소자(112)는 광 출사면이 평탄하고, 또한 광 입사면이 4개인 영역에 있어서 서로 다른 방향으로 개별로 경사지는 투명체에 의해 형성되어 있다. 상기 도면의 (c)는 상기 도면의 (b)를 광 입사면측에서 본 도면이다. 도시된 바와 같이, 각도 조정 소자(112)의 광 입사면에는 4개의 경사면(112e 내지 112h)이 형성되어 있다. 이들 경사면에 입사면측으로부터 광선이 X축에 평행하게 입사되면, 경사면(112e 내지 112h)에 입사될 때의 굴절 작용에 의해, 광의 진행 방향이 각각 상기 도면의 (c)의 Ve 내지 Vh의 방향으로 변화한다. 여기서, 경사면(112e 내지 112h)에 있어서의 굴절각은 동일하다.

상기 도면의 (b)의 각도 조정 소자(112)는 경사면(112e 내지 112h)에, 각각 도 9의 (a)의 광속 영역 A 내지 D를 통과한 레이저광(신호광, 미광 1, 2)이 입사되도록 검출 렌즈(111)의 후단에 배치된다. 이와 같이 하여 각도 조정 소자(112)가 배치되면 경사면(112e 내지 112h)에 있어서의 굴절 방향(Ve 내지 Vh)이, 도 9의 (a)의 방향(Da 내지 Dd)에 일치하게 된다. 따라서, 경사면(112e 내지 112h)은, 굴절에 의해 검출 렌즈(111)로부터 입사된 레이저광(신호광, 미광 1, 2)의 진행 방향을 일정 각도만큼, 각각 도 9의 (a)의 Da 내지 Dd의 방향으로 변화시킨다.

여기서, 각 경사면에 있어서의 굴절각은 경사면(112e 내지 112h)을 통과한 레이저광(신호광, 미광 1, 2)이, 도 1의 면(S0)에 있어서, 도 9의 (b)와 같이 분포하도록 조정되어 있다. 따라서, 면(S0)에 도 10의 (d)의 센서 패턴을 갖는 광 검출기(113)를 배치함으로써, 상기 8개의 센서에 의해 대응하는 신호광을 적정하게 수광할 수 있다. 이러한 굴절 작용은, 회절 작용에 비하여 파장 의존성이 각별히 작기 때문에, 광원의 파장 변화나 다파장 광원에 대한 적응성이 높다.

또한, 도 16의 (a)의 구성예에서는, 홀로그램 영역(112a 내지 112d)에, 레이저광의 진행 방향을 일정 각도만큼 변화시키는 각도 부여의 회절 작용만을 갖게 하도록 했지만, 각도 부여 외에 검출 렌즈(111)에 의한 비점 수차 작용까지 동시에 발휘하는 홀로그램 패턴을, 홀로그램 영역(112a 내지 112d)에 설정해도 좋다. 또한, 각도 조정 소자(112)의 광 입사면에 상기 각도 부여를 위한 홀로그램 패턴을 형성하고, 비점 수차 작용을 갖게 하기 위한 홀로그램 패턴을 각도 조정 소자(112)의 광 출사면에 갖게 하도록 해도 좋다. 마찬가지로, 도 16의 (b)의 각도 조정 소자(112)에 있어서도, 광 출사면에 비점 수차를 도입하기 위한 렌즈면을 형성하도록 해도 좋고, 혹은 경사면(112e 내지 112h)을 곡면 형상으로 하여, 경사면(112e 내지 112h)에 비점 수차의 렌즈 작용을 갖게 하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 검출 렌즈(111)를 생략할 수 있어, 부품 개수와 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

도 17은 신호 연산 회로(201) 중, 상기 수학식 3, 수학식 4에 의해 보정 배율 α, β를 생성하는 연산 처리부의 구성을 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 보정 배율 α, β를 생성하는 연산 처리부는, 가산 회로(21 내지 24)와, 제산 회로(25, 26)와, LPF(로우 패스 필터)(27 내지 30)와, 스위치(31 내지 38)를 구비하고 있다.

가산 회로(21)는 센서(P11, P12)로부터의 출력 신호를 가산하여, 좌측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP2)를 출력한다. 가산 회로(22)는 센서(P17, P18)로부터의 출력 신호를 가산하여, 우측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP1)를 출력한다. 가산 회로(23)는, 센서(P13, P14)로부터의 출력 신호를 가산하여, 상하 2개의 신호광 중 좌측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP4)를 출력한다. 가산 회로(24)는 센서(P15, P16)로부터의 출력 신호를 출력하여, 이하 2개의 신호광 중 우측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP3)를 출력한다.

스위치(31 내지 38)는, 도 15에 도시된 컨트롤러(204)의 지시에 의해 연동하여 상측 혹은 하측에 접속된다. 이에 의해, 각 스위치 사이에 설치된 LPF27 내지 30이 사용되는 경우의 접속과, 사용되지 않은 경우의 접속이 전환된다. 이러한 전환은, 보정 배율 α, β가 구해질 때에 사용되는 디스크의 종류에 의해 결정된다. 즉, 트랙 홈이 있는 통상의 디스크가 사용되는 경우, 스위치(31 내지 38)는 상측에 접속되고, LPF(27 내지 30)가 사용된다. 트랙 홈이 없는 테스트 디스크(경면 디스크)가 사용되는 경우, 스위치(31 내지 38)는 하측에 접속되고, LPF(27 내지 30)는 사용되지 않는다.

LPF(27 내지 30)는 스위치(31 내지 38)가 상측에 접속되어 있을 때, 각각 가산기(21, 22, 24, 23)로부터 출력되는 신호(SP2, SP1, SP3, SP4)의 고주파 성분을 차단한 직류 성분을 후단의 회로에 출력한다. 즉, LPF(27 내지 30)는 디스크가 회전할 때에 빔 스폿이 트랙 홈을 가로지름으로써 발생하는 고주파수의 변동 성분을 신호(SP1 내지 SP4)로부터 차단하여, 신호(SP1 내지 SP4)의 직류 성분에 따른 신호를 후단의 회로에 출력한다. 이와 같이 하면, 보정 배율 α, β가 구해질 때에 통상의 디스크가 사용되어도 스위치(31 내지 38)가 상측에 접속되고 LPF(27 내지 30)가 사용됨으로써, 트랙 홈에 의한 영향이 억제된 신호가 제산 회로(25, 26)에 공급되어, 테스트 디스크(경면 디스크)가 사용되었을 때에 가까운 상태에서 보정 배율 α, β를 구할 수 있다.

또한, 보정 배율 α, β가 구해질 때에 테스트 디스크가 사용되는 경우에는 트랙 홈에 의한 고주파수의 변동 성분은 발생하지 않기 때문에 스위치(31 내지 38)가 하측에 접속되고, 신호(SP1 내지 SP4)가 그대로 제산 회로(25, 26)에 공급된다.

제산 회로(25)는, 스위치(35, 36)로부터의 출력 신호를 제산하고, 이에 의해 좌우 2개의 신호광의 광량비에 기초하는 보정 배율 β가 생성된다. 제산 회로(26)는 가산 회로(23, 24)로부터의 출력 신호를 제산하고, 이에 의해 상하 2개의 신호광의 좌우 방향의 광량비에 기초하는 보정 배율 α가 생성된다.

또한, 보정 배율 α, β가 구해질 때는, 우선 포커스 에러 신호가 0으로 되도록, 대물 렌즈(108)의 위치가 광축 방향으로 조정되고, 그러한 후에 도 17에 도시된 연산 처리부에 의해 보정 배율 α, β가 구해진다.

본 실시 형태에서는 광 디스크 장치의 제조 시에 테스트 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β가 구해져, 컨트롤러(204) 내의 제어 파라미터 저장용의 메모리(204a)에 저장된다. 이때, 도 17에 있어서의 스위치(31 내지 38)가 각각 하측에 접속되고, 제산 회로(25, 26)에 의해 상기 수학식 3, 수학식 4의 연산이 행해진다. 광 디스크 장치의 사용 개시 시에는 이와 같이 하여 메모리에 저장된 보정 배율 α, β를 사용하여, 상기 수학식 5 내지 수학식 7에 기초하여 트래킹 에러 신호(TE)가 생성된다.

또한, 광 디스크 장치의 사용이 개시된 후, 예를 들어 소정의 시간 경과마다 통상의 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β가 구해져, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)의 생성에 사용되는 보정 배율이 갱신된다. 이때, 도 17에 있어서의 스위치(31 내지 38)는, 각각 상측에 접속되고, LPF(27 내지 30)에 의해 고주파 성분을 차단된 신호(SP1 내지 SP4)를 바탕으로, 제산 회로(25, 26)에 의해 상기 수학식 3, 수학식 4의 연산이 행해진다. 또한, 이와 같이 통상의 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β가 구해질 때는 포커스 서보만 ON으로 되어 소정의 기록층에 레이저광이 수렴되고, 트래킹 서보는 OFF로 된다.

도 18은 신호 연산 회로(201) 중, 상기 수학식 5 내지 수학식 7에 의해 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 생성하는 연산 처리부의 구성을 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)를 생성하는 연산 처리부는 가산 회로(41 내지 44)와, 승산 회로(45, 46)와, 감산 회로(47, 48, 49)를 구비하고 있다.

가산 회로(41)는 센서(P11, P12)로부터의 출력 신호를 가산하여, 좌측의 신호광의 광량에 따른 신호(PP1L)를 출력한다. 가산 회로(42)는 센서(P17, P18)로부터의 출력 신호를 가산하여, 우측의 신호광의 광량에 따른 신호(PP1R)를 출력한다. 가산 회로(43)는 센서(P13, P14)로부터의 출력 신호를 가산하여, 상하 2개의 신호광 중 좌측의 신호광의 광량에 따른 신호(PP2L)를 출력한다. 가산 회로(44)는 센서(P15, P16)로부터의 출력 신호를 가산하여, 상하 2개의 신호광 중 우측의 신호광의 광량에 따른 신호(PP2R)를 출력한다.

또한, 가산 회로(41 내지 44)는 도 17에 도시된 가산 회로(21 내지 24)와 동일한 센서로부터의 출력 신호를 가산하기 위해, 도 17의 가산 회로(21 내지 24)와 도 18의 가산 회로(41 내지 44)는 각각 동일한 가산 회로에 의해 구성되어 있어도 좋다.

승산 회로(45)는 가산 회로(42)로부터 출력되는 신호(PP1R)에 보정 배율 β를 승산한 신호를 감산 회로(47)에 출력한다. 승산 회로(46)는 가산 회로(44)로부터 출력되는 신호(PP2R)에 보정 배율 α를 승산한 신호를 감산 회로(48)에 출력한다.

또한, 승산 회로(45, 46)에 있어서의 보정 배율 α, β는 컨트롤러(204)에 의해 조정된다. 즉, 광 디스크 장치의 사용 개시 시에는 상기와 같이 테스트 디스크를 사용하여 취득되고, 메모리(204a)에 저장된 보정 배율 α, β가 각각 승산 회로(46, 45)에 설정된다. 또한, 사용 개시부터 소정 시간이 경과할 때마다 통상의 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β가 취득되고, 취득된 보정 배율 α, β가 각각 승산 회로(46, 45)에 설정된다.

감산 회로(47)는 가산 회로(41)와 승산 회로(45)로부터의 출력 신호의 차분을 취하고, 이에 의해 좌우 2개의 신호광에 기초하는 상기 신호(PP1)를 생성한다. 감산 회로(48)는 가산 회로(43)와 승산 회로(46)로부터의 출력 신호의 차분을 취하고, 이에 의해 상하 2개의 신호광에 기초하는 상기 신호(PP2)를 생성한다. 감산 회로(49)는 감산 회로(47, 48)로부터의 출력 신호를 감산하고, 감산 후의 신호를 트래킹 에러 신호(TE)로서 출력한다.

또한, 도 15에 도시된 신호 연산 회로(201)는 광 픽업 장치측에 있어도 좋고, 광 디스크 장치측에 있어도 좋다. 또한, 신호 연산 회로(201)를 구성하는 회로부의 일부가 광 픽업 장치측에 있어도 좋다. 예를 들어, 도 17, 도 18에 도시된 연산부 모두가 광 픽업 장치측에 있어도 좋고, 광 디스크 장치측에 있어도 좋고, 혹은 보정 배율 α, β 또는 신호(PP1, PP2)를 생성하는 연산 처리부는 광 픽업 장치측에 있고, 그보다 후단측의 회로는 광 디스크 장치측에 있는 등, 연산 처리부가 광 픽업 장치와 광 디스크 장치로 나뉘어져 배치되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 테스트 디스크를 사용하여 도 17의 연산 처리부에 의해 얻어진 보정 배율 α, β가 광 디스크 장치측의 컨트롤러(204) 내의 메모리(204a)에 저장된 것으로 했지만, 이들 보정 배율 α, β는 광 픽업 장치 내에 배치된 메모리나, 광 검출기(113)에 일체화된 메모리 등에 기억되도록 해도 좋다.

이상, 본 실시예에 의하면, 디스크 내에 배치된 기록층 중 타깃 기록층으로부터 반사된 신호광과, 당해 타깃 기록층 위 및 아래의 기록층으로부터 반사된 미광 1, 2가 광 검출기(113)의 수광면(온 포커스 시에 신호광 스폿이 최소 착란원이 되는 면(S0)) 상에 있어서 서로 겹치지 않도록 할 수 있다. 구체적으로는, 수광면(면 S0) 상에 있어서의 신호광과 미광 1, 2의 분포를, 도 9의 (b)의 상태로 할 수 있다. 따라서, 도 9의 (b)의 신호광 영역에, 도 10의 (d)에 도시된 센서 패턴을 배치함으로써, 센서(P11 내지 P18)에 의해, 대응하는 신호광만을 수광할 수 있다. 이로 인해, 미광에 의한 검출 신호의 열화를 억제할 수 있다.

그 외에, 본 실시예에 의하면 도 17의 회로 구성에 의해 보정 배율 α, β가 생성되고, 도 18의 회로 구성에 의해 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)가 생성된다. 이에 의해, 상기 시뮬레이션 결과를 바탕으로 설명한 바와 같이, 각도 조정 소자(112)에 위치 어긋남이 발생하고 있는 경우에, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 포함되는 오프셋(DC 성분)을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 이들의 효과를, 디스크에 의해 반사된 레이저광의 광로 중, 즉 도 15의 구성에서는 검출 렌즈(111)와 광 검출기(113) 사이에 각도 조정 소자(112)를 배치하기만 해도 달성할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 간소한 구성으로 효과적으로 미광에 의한 영향을 제거할 수 있으며, 또한 각도 조정 소자(112)에 위치 어긋남이 발생하고 있는 경우에 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)에 포함되는 오프셋(DC 성분)을 억제할 수 있다.

또한, 상기 원리에 의한 미광 제거 효과는, 도 19에 도시된 바와 같이 미광 1의 평면 방향의 초선 위치가 면(S0)(신호광의 스폿이 최소 착란원이 되는 면)보다 비점 수차 소자에 접근한 위치에 있으며, 또한 미광 2의 곡면 방향의 초선 위치가 면(S0)보다 비점 수차 소자로부터 이격된 위치에 있을 때 발휘될 수 있는 것이다. 즉, 이 관계가 만족되면, 신호광과 미광 1, 2의 분포는 상기 도 8에 도시된 상태로 되고, 면(S0)에 있어서, 신호광과 미광 1, 2가 겹치지 않도록 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 이 관계가 만족되는 한, 비록 신호광의 곡면 방향의 초선 위치보다 미광 1의 평면 방향의 초선 위치가 면(S0)에 접근하거나, 혹은 신호광의 평면 방향의 초선 위치보다 미광 2의 곡면 방향의 초선 위치가 면(S0)에 접근했다고 해도 상기 원리에 기초하는 본 발명 내지 실시예의 효과는 발휘될 수 있다.

또한, 도 17의 연산 처리부에 의한 보정 배율 α, β의 취득은 광학계의 설치가 완료된 상태, 즉 각도 조정 소자(112)와 광 검출기(113)의 위치가 조정(결정)된 상태에서 행해질 필요가 있다. 이러한 위치 조정은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 행할 수 있다.

도 20의 (a)는 각도 조정 소자(112)와 광 검출기(113)의 위치 조정을 행하기 위한 연산 처리부의 일부 구성을 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 위치 조정을 행하기 위한 연산 처리부는, 도 17에 도시된 가산 회로(21 내지 24) 외에, 가산 회로(51 내지 54)를 구비하고 있다. 또한, 가산 회로(21 내지 24, 51 내지 54)의 후단의 회로에 대해서는, 편의상, 도시가 생략되어 있다.

가산 회로(51)는, 센서(P14, P16)로부터의 출력 신호를 가산하여, 상측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP5)를 출력한다. 가산 회로(52)는, 센서(P13, P15)로부터의 출력 신호를 가산하여, 하측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP6)를 출력한다. 가산 회로(53)는 센서(P12, P18)로부터의 출력 신호를 가산하여, 좌우 2개의 신호광 중 상측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP7)를 출력한다. 가산 회로(54)는 센서(P11, P17)로부터의 출력 신호를 가산하여, 좌우 2개의 신호광 중 하측의 신호광의 광량에 따른 신호(SP8)를 출력한다.

우선, 각도 조정 소자(112)의 위치 조정에 대하여 설명한다.

도 20의 (b)는 각도 조정 소자(112)의 위치가 Y축 마이너스 방향으로 어긋나 있는 것을 도시하는 도면이다. 각도 조정 소자(112)의 상측, 우측, 좌측, 하측의 4개의 영역을 통과하는 신호광의 광량은, 각각 상기 도면의 (a)의 가산기(21, 52, 51, 22)로부터 출력되는 신호(SP2, SP6, SP5, SP1)에 상당한다.

도시된 바와 같이, 각도 조정 소자(112)의 위치가 하측 방향으로 어긋나면, 신호(SP2)가 증가하고, 신호(SP1)가 감소한다. 이것으로부터, 각도 조정 소자(112)의 위치가 상하 방향으로 어긋날 때에 신호(SP1)와 신호(SP2)가 비교되고, 각도 조정 소자(112)의 위치가 좌우 방향으로 어긋날 때에 신호(SP5)와 신호(SP6)가 비교되면, 각도 조정 소자(112)의 위치 어긋남 방향을 알 수 있다.

따라서 각도 조정 소자(112)의 Y축 마이너스 방향의 위치 어긋남을 나타내는 M1과, 각도 조정 소자(112)의 Z축 플러스 방향의 위치 어긋남을 나타내는 N1은 이하의 식에 의해 산출된다.

이와 같이 하여 얻어진 M1과 N1이, 각각 0으로 되도록 각도 조정 소자(112)의 위치 조정이 행해진다.

다음으로, 광 검출기(113)의 위치 조정에 대하여 설명한다.

도 20의 (c)는 광 검출기(113)의 위치가 Z축 플러스 방향으로 어긋나 있는 것을 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 광 검출기(113)가 좌측 방향으로 어긋나면, 센서(P11, P12, P15, P16)에 입사되는 신호광의 광량의 합이 증가하고, 센서(P13, P14, P17, P18)에 입사되는 신호광의 광량의 합이 감소한다. 이때, 신호(SP2)와 신호(SP3)의 합이 증가하고, 신호(SP1)와 신호(SP4)의 합이 감소하고 있다. 이것으로부터, 광 검출기(113)의 위치가 좌우 방향으로 어긋날 때, 신호(SP2)와 신호(SP3)의 가산값과, 신호(SP1)와 신호(SP4)의 가산값이 비교되면, 광 검출기(113)의 좌우의 위치 어긋남 방향을 알 수 있다. 마찬가지로, 광 검출기(113)의 위치가 상하 방향으로 어긋날 때, 신호(SP6)와 신호(SP7)의 가산값과, 신호(SP5)와 신호(SP8)의 가산값이 비교되면, 광 검출기(113)의 상하의 위치 어긋남 방향을 알 수 있다.

광 검출기(113)의 Z축 플러스 방향의 위치 어긋남을 나타내는 M2와, 광 검출기(113)의 Y축 마이너스 방향의 위치 어긋남을 나타내는 N2는 이하의 식에 의해 산출된다.

이와 같이 하여 얻어진 M2와 N2가, 각각 0으로 되도록 광 검출기(113)의 위치 조정이 행해진다.

또한, 각도 조정 소자(112)와 광 검출기(113)의 위치 조정은, 상기 수학식 8 내지 수학식 11의 값이, 각각 0으로 되도록 병행하여 행해진다.

이상, 본 발명의 실시예 및 변경예에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예 및 변경예에 제한되는 것이 아니고, 또한 본 발명의 실시 형태도 상기 이외에 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는 보정 배율 α, β를 트랙이 없는 테스트 디스크를 사용하여, 디스크 장치의 제조 시에 취득하도록 했지만, 광 픽업 장치의 제조 시에 당해 테스트 디스크를 사용하여 평가 장치에 의해 보정 배율 α, β를 취득하고, 취득한 보정 배율 α, β를 광 픽업 장치 내의 메모리에 유지하도록 해도 좋다.

도 21은 이 경우의 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 본 구성예에서는 광 픽업 장치(100) 내에 배치된 메모리(121)에 보정 배율 α, β가 유지되고 있다. 상기와 같이, 이들 보정 배율 α, β는 광 픽업 장치의 제조 시에 트랙이 없는 테스트 디스크를 사용하여 평가 장치에 의해, 상기 수학식 3, 수학식 4의 연산을 행함으로써 취득된다.

또한, 여기에서는, 트랙이 없는 테스트 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β가 취득되었지만, 트랙을 갖는 테스트 디스크나 통상의 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β를 취득하고, 취득한 보정 배율 α, β를 광 픽업 장치(100)의 제조 시에 메모리(121)에 유지시키도록 해도 좋다. 이 경우, 평가 장치는, 도 17에 도시된 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 트랙이 없는 테스트 디스크가 사용되는 경우, 스위치(31 내지 38)는 하측에 접속되고, 보정 배율 α, β가 취득된다. 트랙을 갖는 테스트 디스크 또는 통상의 디스크가 사용되는 경우, 스위치(31 내지 38)는 상측에 접속되고, 보정 배율 α, β가 취득된다. 이와 같이 하여 취득된 보정 배율 α, β가 광 픽업 장치(100) 내의 메모리(121)에 유지된다.

이러한 보정 배율 α, β의 연산 및 취득은 광학계의 위치 조정이 완료된 후에 행해진다. 즉, 광학계의 설치 시 등에 각도 조정 소자(112)의 위치가 조정된 후, 각도 조정 소자(112)가 약간의 위치 어긋남에 의해 발생하는 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)의 DC 성분이, 상술한 원리에 의해 억제되도록 보정 배율 α, β가 구해진다.

컨트롤러(204)는, 광 픽업 장치(100)가 내장되고, 그 후 통전되었을 때에 광 픽업 장치(100) 내의 메모리(121)로부터 보정 배율 α, β를 판독하고, 판독한 보정 배율 α, β를 도 18에 도시된 승산 회로(45, 46)에 설정한다. 이와 같이 하여, 광 디스크 장치의 사용 개시 시에는 메모리(121)에 저장된 보정 배율 α, β를 바탕으로, 트래킹 에러 신호(TE)가 생성된다.

또한, 광 디스크 장치의 사용 개시 후에는, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들어 소정 시간이 경과할 때마다 통상의 디스크를 사용하여, 보정 배율 α, β가 취득되어, 승산 회로(45, 46)에 설정된다. 이와 같이 함으로써, 광학계의 설치 후에, 경시 열화 등에 의해 각도 조정 소자(112)에 위치 어긋남이 발생하는 경우에도 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)의 정밀도가 높게 유지된다.

또한, 이러한 구성에 의하면, 광 픽업 장치(100)의 제조 시에, 테스트 디스크를 사용한 보정 배율 α, β의 취득이 행해지기 때문에, 광 디스크 장치에는 테스트 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β를 취득하기 위한 회로 구성을 사용하지 않아도 좋다. 즉, 본 구성에서는, 도 17에 있어서의 스위치(31 내지 38)를 생략하고, LPF(27 내지 30)로부터의 신호만을 제산 회로(25, 26)에 공급하도록 할 수 있다.

또한, 광 디스크 장치의 사용 개시 후에 있어서, 통상의 디스크를 사용한 보정 배율 α, β의 갱신 동작을 접수 가능하게 하는 경우에는 도 17의 회로 구성인 상태로 된다. 이 경우, 테스트 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β의 갱신을 행하는 경우는 스위치(31 내지 38)가 하측에 접속되고, 통상의 디스크를 사용하여 보정 배율 α, β의 갱신을 행하는 경우는 스위치(31 내지 38)가 상측에 접속된다.

또한, 도 21의 구성에 있어서도, 상기 실시 형태와 마찬가지로 신호 연산 회로(201)의 일부가 광 픽업 장치(100)측에 있어도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 도 18에 도시된 신호(PP1)와 신호(PP2)의 양쪽을 사용하여 트래킹 에러 신호(TE)를 생성했지만, 예를 들어 도 22의 (a)에 도시된 바와 같이 신호(PP2)를 사용하지 않고, 신호(PP1)를 그대로 트래킹 에러 신호(TE)로서 사용해도 좋다. 이 경우, 보정 배율 α는 불필요하게 되기 때문에, 도 22의 (b)에 도시된 바와 같이, 보정 배율 α를 생성하기 위한 구성이 생략된다. 또한, 보정 배율 α를 유지하는 구성도 생략된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 트랙 어긋남에 대한 신호(PP2)의 변동은 작기 때문에, 이와 같이 신호(PP1)를 그대로 트래킹 에러 신호에 사용해도, 상기 실시 형태에 비하여 그다지 손색이 없는 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 하면, 연산 처리부의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 도 18의 구성에서는, 감산 회로(47, 48)에 입력되는 신호 중, 가산 회로(42, 44)로부터의 신호를 보정하도록 했지만, 이것을 대신하여 가산 회로(41, 43)로부터 입력되는 신호쪽을 보정하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호의 양쪽을 생성할 수 있도록 광 검출기(113)에 8개의 센서(P11 내지 P18)가 배치되었지만, 광 검출기(113)로부터의 출력을 바탕으로 포커스 에러 신호를 생성할 필요가 없는 경우에는 센서(P11, P12)를 분리하지 않고 1개의 센서에 의해 구성하고, 또한 센서(P18, P17)를 분리하지 않고 1개의 센서에 의해 구성하도록 해도 좋다. 이 경우, 예를 들어 도 15의 각도 조정 소자(112)와 광 검출기(113) 사이에 하프 미러가 배치되고, 하프 미러에 의해 반사된 광속을 수광하는 광 검출기가 따로 배치된다. 이 경우도, 별도로 배치된 광 검출기에는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같은 신호광 영역이 발생한다. 이 광 검출기에는 포커스 에러 신호의 연산에 필요한 형태로 센서 패턴이 배치되면 된다.

이밖에, 본 발명의 실시 형태는, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에 있어서 적절히 다양한 변경이 가능하다.

100 : 광 픽업 장치
101 : 반도체 레이저(레이저광원)
108 : 대물 렌즈
111 : 검출 렌즈(비점 수차 소자)
112 : 각도 조정 소자(분광 소자)
113 : 광 검출기
121 : 메모리
201 : 신호 연산 회로(연산 회로)
204a : 메모리
25 : 제산 회로(보정값 연산부)
27, 28 : LPF(로우 패스 필터)
45 : 승산 회로(보정부, 제1 보정부)
46 : 승산 회로(보정부, 제2 보정부)
47 : 감산 회로(연산부, 제1 연산부)
48 : 감산 회로(연산부, 제2 연산부)
49 : 감산 회로(연산부)

Claims (6)

1. 레이저광원과,
   상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 디스크 상에 수렴시키는 대물 렌즈와,
   상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광에 비점 수차를 도입하여, 제1 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제1 초선 위치와, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제2 초선 위치를 상기 레이저광의 진행 방향으로 서로 이격시키는 비점 수차 소자와,
   상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 및 제2 직선에 의해 4분할하고, 이들 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 하여 이산시켜, 이산된 상기 4개의 광속이 광검출기의 수광면 상에 있어서 정사각형의 다른 4개의 꼭지각의 위치로 각각 유도되도록, 상기 4개의 광속의 진행 방향을 변화시키는 분광 소자와,
   상기 제1 및 제2 직선에 각각 45°의 각도를 갖는 제3 및 제4 직선에 의해 각각 2분할된 센서에 의해, 상기 분광 소자에 의해 분할된 각 광속을 각각 수광하는 광 검출기와,
   상기 4개의 광속 중, 트랙상에 대하여 수직한 방향에 있는 2개의 광속의 광량 밸런스를 산출하는 제1 연산부와, 상기 4개의 광속 중, 상기 트랙상에 대하여 평행한 방향에 있는 2개의 광속의 상기 트랙상에 대하여 수직한 방향의 광량 밸런스를 산출하는 제2 연산부에 의하여, 트래킹 에러 신호를 생성하는 연산부와,
   상기 레이저광의 광축에 대한 상기 분광 소자의 위치 어긋남에 따라 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 억제하기 위한 보정값을 유지한 메모리를 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
2. 광 픽업 장치와,
   상기 광 픽업 장치로부터 출력되는 신호를 연산하는 연산 회로와,
   제어 파라미터를 유지하는 메모리를 구비하고,
   상기 광 픽업 장치는
   레이저광원과,
   상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 디스크 상에 수렴시키는 대물 렌즈와,
   상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광에 비점 수차를 도입하여, 제1 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제1 초선 위치와, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 레이저광이 수렴됨으로써 발생하는 제2 초선 위치를 상기 레이저광의 진행 방향으로 서로 이격시키는 비점 수차 소자와,
   상기 디스크에 의해 반사된 상기 레이저광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 및 제2 직선에 의해 4분할하고, 이들 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 하여 이산시켜, 이산된 상기 4개의 광속이 광검출기의 수광면 상에 있어서 정사각형의 다른 4개의 꼭지각의 위치로 각각 유도되도록, 상기 4개의 광속의 진행 방향을 변화시키는 분광 소자와,
   상기 제1 및 제2 직선에 각각 45°의 각도를 갖는 제3 및 제4 직선에 의해 각각 2분할된 센서에 의해, 상기 분광 소자에 의해 분할된 각 광속을 각각 수광하는 광 검출기를 구비하고,
   상기 메모리는
   상기 레이저광의 광축에 대한 상기 분광 소자의 위치 어긋남에 따라 트래킹 에러 신호에 발생하는 DC 성분을 억제하기 위한 보정값을 유지하고,
   상기 연산 회로는
   상기 4개의 광속 중, 트랙상에 대하여 수직한 방향에 있는 2개의 광속의 광량 밸런스를 산출하는 제1 연산부와, 상기 4개의 광속 중, 상기 트랙상에 대하여 평행한 방향에 있는 2개의 광속의 상기 트랙상에 대하여 수직한 방향의 광량 밸런스를 산출하는 제2 연산부에 의하여, 트래킹 에러 신호를 생성하는 연산부와,
   상기 연산부로부터의 출력을 상기 보정값에 기초하여 보정하는 보정부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 비점 수차 소자는, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 상기 디스크로부터의 트랙상의 방향에 대하여 45° 기울도록 배치되고,
   상기 보정부는, 상기 제1 연산부로부터의 출력을 상기 메모리에 유지된 제1 보정값에 기초하여 보정하는 제1 보정부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보정부는, 상기 제2 연산부로부터의 출력을 상기 메모리에 유지된 제2 보정값에 기초하여 보정하는 제2 보정부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 트랙상에 대하여 수직인 방향에 있는 2개의 광속에 기초하는 상기 광 검출기로부터의 신호를 각각 신호 SP1, SP2로 할 때,
   상기 신호 SP1, SP2의 고주파 성분을 차단하는 로우 패스 필터와,
   상기 로우 패스 필터에 의해 고주파 성분이 차단된 상기 신호 SP1과 SP2의 비율을 연산하여 상기 제1 보정값을 산출하는 보정값 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
6. 조사광의 초점을 목표면 상의 트랙에 추종시키는 초점 조정 방법이며,
   상기 목표면에 의해 반사된 상기 조사광에 비점 수차를 도입하여, 제1 방향으로 상기 조사광이 수렴됨으로써 발생하는 제1 초선 위치와, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 조사광이 수렴됨으로써 발생하는 제2 초선 위치를 상기 조사광의 진행 방향으로 서로 이격시키고,
   상기 목표면에 의해 반사된 상기 조사광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 및 제2 직선에 의해 4분할된 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 하여 이들 4개의 광속을 서로 이산시켜, 이산 후의 각 광속이 광검출기의 수광면 상에 있어서 정사각형의 다른 4개의 꼭지각의 위치로 각각 유도되도록 하고,
   상기 4개의 광속의 광량 밸런스로부터 비점 수차법에 기초하여 포커스 에러 신호를 생성하고, 생성된 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 조사광의 광축 방향에 있어서의 상기 초선의 위치를 조절하고,
   상기 목표면에 의해 반사된 상기 조사광의, 상기 트랙의 회절상에 수직인 방향의 광량 밸런스에 기초하여 푸시 풀 신호를 생성하고, 생성된 푸시 풀 신호에 기초하여 상기 조사광의 상기 트랙을 가로지르는 방향에 있어서의 상기 초선의 위치를 조절하고,
   상기 트랙을 가로지르는 방향에 있어서의 상기 초선의 위치 조절 전에, 상기 트랙이 형성되어 있지 않은 평탄한 반사면에 상기 조사광을 수렴시켰을 때의, 상기 회절상에 수직인 방향의 광량 밸런스에 기초하여, 상기 푸시 풀 신호의 DC 성분을 억제하기 위한 보정값을 구하고, 구한 보정값에 기초하여 상기 푸시 풀 신호를 보정하고, 보정된 상기 푸시 풀 신호에 기초하여 상기 트랙을 가로지르는 방향에 있어서의 상기 초선의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 초점 조정 방법.

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