KR101109951B1 - 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치 - Google Patents

Abstract

간소한 구성으로 효과적으로 미광을 억제할 수 있고, 또한 I/V 변환 시의 노이즈에 의한 재생 RF 신호의 열화를 효과적으로 억제 가능한 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치를 제공한다.
디스크에 의해 반사된 레이저광 중, 레이저광축의 주위에 설정된 4개의 광속 영역의 광속을 회절시킨다. 광 검출기의 검출면에는, 1차 회절 작용에 의한 신호광(1차 신호광)을 수광하는 센서(P21 내지 P26)와, 2차 회절 작용에 의한 신호광(2차 신호광)을 수광하는 센서(P31 내지 P38)가 배치되어 있다. 센서(P31 내지 P38) 중 대응하는 2개의 센서가 단락되고, 이들 센서로부터 4개의 검출 신호가 출력된다. 4개의 검출 신호는 I/V 앰프(31 내지 34)에 의해 증폭 및 전압 변환되고, 변환 후의 전압 신호가 가산되어 재생 RF 신호가 생성된다.

Description

광 픽업 장치 및 광 디스크 장치{OPTICAL PICKUP APPARATUS AND OPTICAL DISK APPARATUS}

본 발명은, 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치에 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 또한 대용량화를 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, 이러한 종류의 광 디스크에 대하여 기록/재생을 행하는 경우, 광 검출기로부터 출력되는 전류 신호에 기초하여, 재생 RF 신호 외에, 포커스 에러 신호나 트래킹 에러 신호 등의 서보용의 신호가 생성된다. 광 검출기는, 서보용의 신호를 생성 가능하도록 서로 구분된 복수의 센서를 구비하고 있다. 각 센서로부터 출력되는 전류 신호는 I/V 앰프에 의해 증폭 및 전압 변환된다. 이와 같이 하여 얻어진 전압 신호가 가감산되어, 재생 RF 신호나 서보용의 신호가 생성된다.

그러나 I/V 앰프에서는, I/V 변환 시에 고유한 노이즈가 발생한다. 이 노이즈는 각 센서로부터의 전압 신호에 중첩된다. 이로 인해, 재생 RF 신호 및 서보용의 신호에는, 이러한 노이즈에 의한 열화가 발생한다.

특히, 재생 RF 신호는, 각 센서로부터의 전압 신호를 모두 가산하여 생성되기 때문에, 재생 RF 신호에는 각각의 I/V 앰프에 의해 발생된 노이즈가 모두 중첩되게 된다. 한편, 재생 RF 신호는, 서보용의 신호에 비하여 주파수가 높기 때문에, 전기 특성 상의 열화가 크다. 이 열화는, 기록/재생 속도의 고속화가 진행되면 더욱 현저해진다. 이로 인해, 이와 같이 열화되기 쉬운 재생 RF 신호에, 또한I/V 앰프에 의한 노이즈가 중첩되면, 재생 RF 신호의 S/N은 상당히 저하된다고 상정된다. 재생 RF 신호의 열화가 진행되면 후단의 오류 정정 회로에서는 대응할 수 없게 되는 경우가 있다. 따라서, 특히 재생 RF 신호에 대해서는 I/V 앰프에 의한 노이즈를 억제하기 위한 수단이 필요하게 된다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해소하기 위하여 이루어진 것이며, 간소한 구성으로 효과적으로 미광을 억제할 수 있고, 또한 I/V 변환 시의 노이즈에 의한 재생 RF 신호의 열화를 효과적으로 억제 가능한 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 기록 매체 상에 수렴시키는 대물 렌즈와, 상기 기록 매체에 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 기록 매체에 의해 반사된 상기 레이저광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 상기 제1 및 제2 직선에 의해 분할된 4개의 광속을 회절시키고, 회절된 이들 4개의 광속을 서로 이산시키는 회절 소자와, 상기 4개의 광속의 m차 회절광과 n차 회절광(m≠n)을 각각 수광하는 제1 센서부와 제2 센서부를 갖는 광 검출기를 구비한다. 여기서, 상기 제1 센서부는, 상기 m차 회절광의 4개의 광속을, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선에 대하여 각각 45°의 각도를 갖는 2개의 직선에 의해 더 분할된 8개의 광속을 수광하여, 8개보다 적은 수의 검출 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

본 발명의 제2 형태는, 광 디스크 장치에 관한 것이다. 이 형태에 관한 광 디스크 장치는, 상기 제1 형태에 관한 광 픽업 장치와, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부로부터 출력되는 검출 신호를 전압 신호로 변환함과 함께, 변환된 전압 신호를 연산 처리하는 신호 처리부를 구비한다. 여기서, 상기 신호 처리부는, 상기 제1 센서부로부터의 검출 신호에 기초하는 상기 전압 신호로부터 재생 RF 신호를 생성하는 재생 신호 생성부를 구비한다.

본 발명에 따르면, 간소한 구성으로 효과적으로 미광을 억제할 수 있고, 또한 I/V 변환 시의 노이즈에 의한 재생 RF 신호의 열화를 효과적으로 억제 가능한 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과 내지 의의는, 이하에 기재된 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 실시예에 관한 광 픽업 장치의 광학계를 도시하는 도면.
도 12는 실시예에 관한 각도 조정 소자의 구성에 대하여 설명하는 도면.
도 13은 실시예에 관한 각도 조정 소자의 홀로그램 패턴에 대하여 설명하는 도면.
도 14는 실시예에 관한 센서 패턴의 구성을 도시하는 도면.
도 15는 실시예 및 본 발명의 기술 원리의 바람직한 적용 범위를 도시하는 도면.
도 16은 변경예에 관한 센서 패턴의 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°기운 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 H에서 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, 실제의 광학계에서는, 도 10의 (d)에 도시된 8개의 센서로부터 출력되는 검출 신호는, 각 센서에 대응하는 I/V 앰프에 통과된 후, 후단의 회로에 출력된다. 이러한 I/V 앰프는, 센서로부터 출력되는 검출 신호(전류 신호)를 전압 신호로 변환하고, 또한 이 전압 신호를 증폭시켜 후단의 회로에 출력한다.

이때, 각 센서에 대응하는 I/V 앰프에 있어서, 고유한 노이즈가 발생하기 때문에 I/V 앰프로부터 출력되는 전압 신호는 이 노이즈에 의해 열화되게 된다. 이러한 앰프 노이즈는, 후단 회로에서의 신호 생성에 사용되는 I/V 앰프의 수에 따라 증가한다. 예를 들어, 도 10의 (d)에 도시된 8개의 센서가 사용되는 경우, 종래의 4분할 센서(4개의 센서)에 비해, 신호광의 광량의 총합에 의해 생성되는 재생 RF 신호에 중첩되는 앰프 노이즈에 영향을 미치는 I/V 앰프의 수는 2배가 된다. 이때, S/N(신호 잡음비)은 3dB 열화되게 된다.

이러한 재생 RF 신호의 열화는, 재생 RF 신호의 생성에 사용하는 I/V 앰프의 개수를 삭감함으로써 억제된다. 재생 RF 신호의 열화를 억제하기 위한 구성은, 이하의 실시예에서 명백해진다.

<실시예>

이하, 상기 원리에 기초하는 실시예에 대하여 설명한다.

도 11에 본 실시예에 관한 광 픽업 장치의 광학계를 도시한다. 또한, 상기 도면에는, 편의상 관련된 회로 구성이 아울러 도시되어 있다. 또한, 상기 도면 중의 디스크에는 복수의 기록층이 적층되어 배치되어 있다.

도면 중, 재생 회로(203), 서보 회로(204) 및 컨트롤러(205)는 광 픽업 장치를 탑재하는 광 디스크 장치측에 배치된다. I/V 앰프부(201)는 광 픽업 장치측에 배치되어도 좋고, 혹은 광 디스크 장치측에 배치되어도 좋다. 또한, 신호 연산 회로(202)의 전부 또는 일부가 광 픽업 장치측에 배치되어도 좋고, 혹은 광 디스크 장치측에 배치되어도 좋다. 광 검출기(113)가, IC(lntegrated Circuit)부를 구비하는 PDIC에 의해 구성되는 경우, I/V 앰프부(201)는 광 검출기(113)의 IC부에 포함된다. 이 경우, 신호 연산 회로(202)의 일부가 광 검출기(113)의 IC부에 포함되어도 좋다.

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 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 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 레이저광의 입사면에 홀로그램 패턴이 형성되어 있다. 이에 의해, 검출 렌즈(111)측으로부터 입사된 레이저광의 진행 방향이 변화된다. 또한, 각도 조정 소자(112)에 대해서는, 추후에 도 12를 참조하여 설명한다.

광 검출기(113)는 수광면 상에 복수의 센서를 갖는다. 광 검출기(113)는 이들 센서가 도 1의 면(S0)의 위치에 위치가 부여되도록 배치된다. 또한, 광 검출기(113)의 센서 패턴에 대해서는, 추후에 도 14를 참조하여 설명한다.

I/V 앰프부(201)는 10개의 I/V 앰프(도시하지 않음)를 갖는다. 이들 I/V 앰프는, 광 검출기(113)의 수광면 상의 센서로부터 출력되는 검출 신호를 전압 신호로 변환하고, 또한 이 전압 신호를 증폭시켜 신호 연산 회로(202)에 출력한다.

신호 연산 회로(202)는 I/V 앰프부(201)로부터 입력된 전압 신호에 기초하는 연산 처리에 의해, 재생 RF 신호, 포커스 에러 신호, 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호) 및 위치 어긋남 신호(각도 조정 소자(112)와 광 검출기(113)의 위치 어긋남을 나타내는 신호)를 생성한다. 생성된 재생 RF 신호는 재생 회로(203)와 서보 회로(204)에 보내어지고, 포커스 에러 신호 및 푸시 풀 신호(트래킹 에러 신호)는 서보 회로(204)에 보내어지고, 위치 어긋남 신호는 컨트롤러(205)에 보내어진다. 또한, 신호 연산 회로(202)에 의해 행해지는 이들의 신호의 생성에 대해서는, 추후에 도 14를 참조하여 설명한다.

재생 회로(203)는 신호 연산 회로(202)로부터 입력된 재생 RF 신호를 복조하여 재생 데이터를 생성한다. 서보 회로(204)는 신호 연산 회로(202)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(204)는 신호 연산 회로(202)로부터 입력된 재생 RF 신호의 품질이 가장 좋아지도록 렌즈 액추에이터(104)에 서보 신호를 출력한다. 컨트롤러(205)는 내장 메모리에 저장된 프로그램에 따라 각 부를 제어한다.

도 12의 (a)는, 각도 조정 소자(112)를 디스크로부터의 반사광의 진행 방향에서 보았을 때의 평면도이다.

각도 조정 소자(112)는 정사각형 형상의 투명판으로 형성되고, 광 입사면에 블레이즈형에 의한 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 1차 회절 작용에 의해 방향(Va1 내지 Vd1)으로 회절시키고, 2차 회절 작용에 의해 방향(Va2 내지 Vd2)으로 회절시킨다. 방향(Va1 내지 Vd1)은, 도 9의 (a)의 방향(Da 내지 Dd)에 일치하고 있으며, 방향(Va2 내지 Vd2)도 또한 도 9의 (a)의 방향(Da 내지 Dd)에 일치하고 있다. 또한, 각 영역에 있어서의 1차 회절각은 서로 동일하고, 각 영역에 있어서의 2차 회절각도 서로 동일하게 되어 있다. 2차 회절각은 1차 회절각보다 크다. 이에 의해, 홀로그램 영역(112a 내지 112d)의 1차 회절 작용에 의해, 검출 렌즈(111)로부터 입사된 레이저광(신호광, 미광 1, 2)은 광 검출기(113)의 수광면 상에서, 도 9의 (b)와 같이 분포된다. 또한, 홀로그램 영역(112a 내지 112d)의 2차 회절 작용에 의해, 검출 렌즈(111)로부터 입사된 레이저광(신호광, 미광 1, 2)은, 광 검출기(113)의 수광면 상에서, 도 9의 (b)보다 확대되어 분포된다.

도 12의 (b)는 각도 조정 소자(112)의 회절 작용에 의한 신호광의 분포를 도시하는 도면이다. 또한, 도면 중, 파선으로 둘러싸인 부채형 부분은 1차 회절 작용에 의한 미광 1, 2를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 1차 회절 작용에 의한 신호광(이하, 「1차 신호광」이라고 한다)의 신호광 영역은, 도 9의 (b)와 마찬가지이다. 이에 대해, 2차 회절 작용에 의한 신호광(이하, 「2차 신호광」이라고 한다)의 신호광 영역은, 1차 신호광의 신호광 영역의 외측에 위치하고 있다. 또한, 2차 회절 작용에 의한 미광 1, 2(도시하지 않음)는 2차 신호광의 신호광 영역의 외측으로 확대되어 있다.

도 13의 (a)는 블레이즈형의 홀로그램 패턴의 모식도이다. 블레이즈형의 홀로그램 패턴에서는 회절 효율은 홀로그램 패턴의 블레이즈 높이(H)에 의해 조정되고, 회절 각도는 홀로그램 패턴의 피치(W)에 의해 조정된다.

도 13의 (b)는 블레이즈형의 홀로그램 패턴에 있어서, 블레이즈 높이와 회절 효율의 관계를 도시하는 도면이다. 각도 조정 소자(112)에 형성된 홀로그램 패턴의 블레이즈 높이(H)는 도면 중의 "설정값"으로 설정되어 있다. 이때, 각도 조정 소자(112)의 1차의 회절 효율은 9%이며, 2차의 회절 효율은 83%로 되어 있다.

도 14는 광 검출기(113)의 수광면 상에 배치되는 센서 패턴을 도시하는 도면이다. 또한, 상기 도면에는 I/V 앰프부(201) 내의 I/V 앰프(21 내지 26, 31 내지 34)가 함께 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 광 검출기(113)의 수광면 상에는 도 12의 (b)에 도시된 1차 신호광을 수광하기 위한 센서(P21 내지 P26)와, 도 12의 (b)에 도시된 2차 신호광을 수광하기 위한 센서(P31 내지 P38)가 배치되어 있다. 또한, 1차 신호광과 2차 신호광이 각각 센서(P21 내지 P26)와 센서(P31 내지 P38)에 위치가 부여되도록 홀로그램 패턴의 피치(W)가 설정되어 있다.

센서(P21)는, 도 10의 (d)에 도시된 센서 패턴 중, 센서(P11과 P12)에 입사하는 레이저광을 맞추어 수광하는 크기로 되어 있다. 마찬가지로, 센서(P26)는 도 10의 (d)에 도시된 센서 패턴 중 센서(P17과 P18)에 입사하는 레이저광을 맞추어 수광하는 크기로 되어 있다. 센서(P32와 P35), 센서(P33과 P38), 센서(P34와 P37), 센서(P31과 P36)는 각각 검출 신호가 가산되도록 단락되어 있다.

센서(P21 내지 P26)로부터 출력되는 6개의 검출 신호(B0, C2, A1, C1, A2, D0)는 각각 I/V 앰프부(201) 내의 I/V 앰프(21 내지 26)에 입력된다. 센서(P32와 P35), 센서(P33과 P38), 센서(P34와 P37), 센서(P31과 P36)로부터 출력되는 4개의 검출 신호(MA, MB, MC, MD)는 각각 I/V 앰프부(201) 내의 I/V 앰프(31 내지 34)에 입력된다. 각 I/V 앰프로부터 출력되는 전압 신호는 후술하는 신호 연산 회로(202)에 의해 행해지는 연산에 사용된다.

다음으로, 신호 연산 회로(202)에 의해 행해지는 연산에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 식에 있어서, 연산에 사용되는 전압 신호는 편의상 I/V 앰프를 통과되기 전의 전류 신호를 나타내는 기호와 동일한 기호로 표현되어 있다.

재생 RF 신호와, 홈 외란 대응의 포커스 에러 신호(FE)와, DPP(Differential Push-Pull)법에 의한 트래킹 에러 신호(DPP)와, 광 검출기(113)의 Z축 플러스 방향의 위치 어긋남 신호(PD1)와 Y축 마이너스 방향의 위치 어긋남 신호(PD2)와, 각도 조정 소자(112)의 Y축 마이너스 방향의 위치 어긋남 신호(HOE1)와 Z축 플러스 방향의 위치 어긋남 신호(HOE2)는 이하의 식에 의해 산출된다.

또한, 상기 식에 있어서의 k1, k2가 조정됨으로써, 상기 포커스 에러 신호에 있어서의 홈 외란이 억제되어, 상기 트래킹 에러 신호(DPP)의 DC 성분이 억제된다. 또한, k1의 조정 방법 및 상기 FE의 연산에 의해 홈 외란의 억제가 가능해지는 것은, 출원인이 앞서 출원한 일본 특허 출원 제2009-013592호에 기재되어 있다. 또한, k2의 조정 방법 및 상기 DPP의 연산에 의해 DC 성분의 억제가 가능해지는 것은, 출원인이 앞서 출원한 일본 특허 출원 제2009-129668호에 기재되어 있다.

또한, 위치 어긋남 신호(PD1, PD2)의 값이 0이 되도록 광 검출기(113)가 위치 조정되고, 위치 어긋남 신호(HOE1, HOE2)의 값이 0이 되도록 각도 조정 소자(112)가 위치 조정된다. 즉, 광 픽업 장치의 제조 시에 이들의 신호가 평가 장치에 보내어진다. 그리고 제조자에 의해 이들의 신호가 모니터되어, 이들 신호의 값이 0이 되도록 광 검출기(113)와 각도 조정 소자(112)가 위치 조정된다. 또한, 이들의 신호를 사용한 광 검출기(113)와 각도 조정 소자(112)의 위치 조정 방법은, 출원인이 앞서 출원한 일본 특허 출원 제2009-177046호에 기재되어 있다.

또한, 상기 식 외에, DPD(Differential Phase Detection)법에 의한 트래킹 에러 신호(DPD)도, MA 내지 MD를 사용하여, 종래 주지의 연산에 의해 산출된다.

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 겹치는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 수광면(면 S0) 상에 있어서의 신호광과 미광 1, 2의 분포를, 도 12의 (b)의 상태로 할 수 있다. 따라서, 도 12의 (b)의 1차 신호광의 신호광 영역과 2차 신호광의 신호광 영역에, 도 14에 도시된 센서 패턴을 배치함으로써, 센서(P21 내지 P26, P31 내지 P38)에 의해, 대응하는 신호광을 적정하게 수광할 수 있다. 이로 인해, 미광에 의한 검출 신호의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 도 12의 (b)를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 1차 신호광의 신호광 영역에는 미광이 겹치지 않는다. 따라서, 도 14의 센서(P21 내지 P26)에 미광이 가해지는 것을 피할 수 있다. 이에 대해, 도 12의 (b)에 도시된 1차 회절 작용에 의한 미광의 영역은, 실제로는 상기 도면에 파선으로 나타내는 영역보다 확대되어 있기 때문에, 2차 신호광의 조사 영역에 1차 회절 작용에 의한 미광이 걸리게 된다. 그러나 이 경우도, 1차 회절광의 회절 효율은 9% 정도로 억제되어 있기 때문에, 2차 신호광의 강도에 비하여 1차 회절 작용에 의한 미광의 강도는 현저하게 작아진다. 따라서, 도 14의 센서(P31 내지 P38)로부터는 1차 회절 작용에 의한 미광의 영향을 거의 받지 않는 신호가 출력된다.

그 외에, 본 실시예에 의하면, 도 14에 도시된 바와 같이 1차 신호광을 수광하기 위한 센서(P21 내지 P26)로부터 출력된 검출 신호가 6개의 I/V 앰프(21 내지 26)에 입력되고, 2차 신호광을 수광하기 위한 센서(P31 내지 P38)로부터 출력된 검출 신호가 4개의 I/V 앰프(31 내지 34)에 입력된다. 이와 같이 하여, 각 I/V 앰프로부터 출력된 전압 신호에 기초하여, 상기 식의 연산이 행해진다. 이와 같이 하면, 재생 RF 신호에 사용되는 검출 신호(MA 내지 MD)의 I/V 변환 후의 전압 신호에는 4개의 I/V 앰프에 의한 앰프 노이즈밖에 중첩되지 않는다. 따라서, 도 10의 (d)에 도시된 8개의 센서(P11 내지 P18)로부터의 출력 신호를 8개의 I/V 앰프에 의해 I/V 변환된 전압 신호로부터 재생 RF 신호를 생성하는 경우에 비하여 재생 RF 신호에 중첩되는 앰프 노이즈가 저감되기 때문에, 보다 정밀도가 높은 재생 RF 신호를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 도 14에 도시된 바와 같이 도 8의 (d)의 센서(P11, P12)와, 센서(P17, P18)가 각각 일체화되어 센서(P21과 P26)로 되어 있기 때문에, 위치 어긋남 신호(HOE1)에 중첩되는 앰프 노이즈도 저감된다.

또한, 이상의 효과를, 디스크에 의해 반사된 레이저광의 광로 중, 즉 도 11의 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 신호 연산에 사용되는 전압 신호에 중첩되는 앰프 노이즈를 억제할 수 있다.

또한, 상기 원리에 의한 미광 제거 효과는, 도 15에 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 때에 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.

<변경예>

상기 실시예에서는, 블레이즈형의 홀로그램 패턴을 갖는 각도 조정 소자(112)가 사용되었지만, 스텝형의 홀로그램 패턴을 갖는 각도 조정 소자(112)가 사용되어도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는, 광 검출기(113)에 의해 1차 신호광과 2차 신호광을 수광하도록 했지만, 다른 2개의 회절 차수의 신호광을 수광하도록 해도 좋다.

이하에, 스텝형의 홀로그램 패턴을 갖는 각도 조정 소자(112)를 사용하여, 0차 회절 작용에 의한 신호광과 1차 회절 작용에 의한 신호광을 광 검출기(113)에 의해 수광하는 경우의 구성예를 나타낸다.

도 13의 (c)는 스텝형의 홀로그램 패턴의 모식도이다. 스텝형의 홀로그램 패턴에서는 회절 효율은 홀로그램 패턴의 스텝 수와 1스텝당 높이(H)에 의해 조정되고, 회절 각도는 홀로그램 패턴의 피치(W)에 의해 조정된다. 본 변경예에서는, 4 스텝형의 홀로그램이 사용된다.

도 13의 (d)는 4스텝형의 홀로그램에 있어서, 1스텝당 높이와 회절 효율의 관계를 도시하는 도면이다. 본 변경예에서는, 각도 조정 소자(112)의 0차의 회절 효율이 70%이고, 1차의 회절 효율이 15%로 되도록, 1스텝당의 높이(H)가 "설정값 1"로 설정되어 있다. 또한, 홀로그램에 입사하는 레이저광에 대한 회절광의 이용 효율이 저하되기는 하지만, 0차 회절 효율이 10%이며, 1차의 회절 효율이 70%로 되도록, 1스텝당 높이가 "설정값 2"로 설정되어도 좋다.

도 16은 본 변경예에 있어서의 광 검출기(113)의 수광면 상에 배치된 센서 패턴을 도시하는 도면이다. 상기 도 16의 (a), (b)는, 각각 도 14의 (d)에 있어서, 1스텝당 높이(H)가 "설정값 1", "설정값 2"로 된 경우를 도시하는 도면이다. 또한, 도 16의 (a), (b)의 센서 패턴은 동일하기 때문에, 이하, 센서 패턴에 대해서는 상기 도면의 (a)에 대해서만 설명한다.

상기 도면의 (a)를 참조하면, 광 검출기(113)의 수광면 상에는 상기 실시예에서 기재한 1차 신호광을 수광하기 위한 센서(P21 내지 P26) 외에, 센서(P21 내지 P26)의 내측의 중앙 영역에, 도 10의 (b)에 도시된 종래 주지의 4분할 센서(P1 내지 P4)가 배치되어 있다. 센서(P1 내지 P4)는 0차 회절 작용에 의한 신호광(이하, 「0차 신호광」이라고 한다)을 수광한다. 또한, 1차 신호광의 분포가 센서(P21 내지 P26)에 위치가 부여되도록 홀로그램 패턴의 피치(W)가 설정되어 있다.

센서(P1 내지 P4)로부터 출력되는 검출 신호(I1 내지 I4)는 각각 I/V 앰프부(201) 내의 I/V 앰프(도시하지 않음)에 입력된다. 각 I/V 앰프로부터 출력되는 전압 신호는, 신호 연산 회로(202)에 의해 행해지는 연산에 사용된다.

다음으로, 신호 연산 회로(202)에 의해 행해지는 연산에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 식에 있어서, 연산에 사용되는 전압 신호는, 편의상, I/V 앰프를 통과하기 전의 전류 신호를 나타내는 기호와 동일한 기호로 나타내고 있다.

상기 도면의 (a)의 센서 패턴의 재생 RF 신호는 이하의 식에 의해 산출된다.

상기 도면의 (b)의 센서 패턴의 재생 RF 신호는, 이하의 식에 의해 산출된다.

그 외에, 상기 도면의 (a), (b)의 센서 패턴의 경우에 공통되고, 홈 외란 대응의 포커스 에러 신호(FE)와, DPP(Differential Push-Pull)법에 의한 트래킹 에러 신호(DPP)와, 광 검출기(113)의 Z축 플러스 방향의 위치 어긋남 신호(PD1)와 Y축 마이너스 방향의 위치 어긋남 신호(PD2)와, 각도 조정 소자(112)의 Y축 마이너스 방향의 위치 어긋남 신호(HOE1)와 Z축 플러스 방향의 위치 어긋남 신호(HOE2)는, 이하의 식에 의해 산출된다.

또한, 상기 식에 있어서의 k1, k2가 조정됨으로써 상기 포커스 에러 신호에 있어서의 홈 외란이 억제되어, 상기 트래킹 에러 신호(DPP)의 DC 성분이 억제된다.

또한, k1의 조정 방법 및 상기 FE의 연산에 의해 홈 외란의 억제가 가능해지는 것은, 출원인이 앞서 출원한 일본 특허 출원 제2009-013592호에 기재되어 있다. 또한, k2의 조정 방법 및 상기 DPP의 연산에 의해 DC 성분의 억제가 가능해지는 것은, 출원인이 앞서 출원한 일본 특허 출원 제2009-129668호에 기재되어 있다. 위치 어긋남 신호(PD1, PD2, HOE1, HOE2)를 사용하여 광 검출기(113)와 각도 조정 소자(112)의 위치 조정이 행해진다(일본 특허 출원 제2009-177046 참조).

상기 식 외에, DPD(Differential Phase Detection)법에 의한 트래킹 에러 신호(DPD)도, MA 내지 MD를 사용하여, 종래 주지의 연산에 의해 산출된다.

이상, 본 변경예에 있어서도, 미광에 의한 검출 신호의 열화가 억제될 수 있다. 단, 도 16의 (a), (b)에 도시된 2개의 변경예에서는, 모두 0차 회절 작용에 의한 미광이 모든 센서에 가해지게 된다. 도 16의 (a)의 변경예에서는, 0차광의 회절 효율이 높게 설정되어 있기 때문에, 미광에 의한 영향이 커진다. 이에 대해, 도 16의 (b)의 변경예에서는, 0차광의 회절 효율이 낮게 설정되어 있기 때문에, 미광에 의한 영향은 작다. 따라서, 이들 2개의 변경예에서는, 도 16의 (b)의 변경예쪽이, 보다 정밀도가 높은 신호를 얻을 수 있다.

그 외에, 본 변경예에 의하면, 도 16의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 0차 신호광을 수광하기 위한 센서(P1 내지 P4)로부터 출력된 검출 신호가, 4개의 I/V 앰프에 입력되고, 1차 신호광을 수광하기 위한 센서(P21 내지 P26)로부터 출력된 검출 신호가 6개의 I/V 앰프에 입력된다. 이와 같이 하여, 각 I/V 앰프로부터 출력된 전압 신호에 기초하여, 상기 식의 연산이 행해진다. 이와 같이 하면, 예를 들어, 상기 도면의 (a)의 경우의 재생 RF 신호에 사용되는 검출 신호(I1 내지 I4)에는 4개의 I/V 앰프에 의한 앰프 노이즈밖에 중첩되지 않는다. 또한, 상기 도면의 (b)의 경우의 재생 RF 신호에 사용되는 검출 신호(A1, A2, B0, C1, C2, D0)에는 6개의 I/V 앰프에 의한 앰프 노이즈밖에 중첩되지 않는다. 따라서, 도 10의 (d)의 경우에 비하여, 재생 RF 신호에 중첩되는 앰프 노이즈가 저감되기 때문에, 보다 정밀도가 높은 재생 RF 신호를 얻을 수 있다.

또한, 본 변경예에 의하면, 각도 조정 소자(112)의 레이저광의 이용 효율은, 도 16의 (a)의 경우 85%, 도 16의 (b)의 경우 80%로 되고, 상기 실시예의 이용 효율 90%에 비하여 약간 낮아진다. 그러나 각도 조정 소자(112)가 스텝형의 홀로그램 패턴에 의해 형성되어 있기 때문에, 상기 실시예의 블레이즈형의 홀로그램 패턴이 사용되는 경우에 비하여, 더욱 저렴하게 각도 조정 소자(112)를 만들 수 있다.

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 실시예 및 변경예에서는, 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. 이와 같이 하면, 검출 렌즈(111)를 생략할 수 있어, 부품 개수와 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 센서(P21, P26)로부터 출력되는 검출 신호(B0, D0)는 각도 조정 소자(112)의 위치 어긋남 신호(HOE1, HOE2)를 산출하기 위한 연산식으로만 사용된다. 이로 인해, 각도 조정 소자(112)의 위치 어긋남 신호가 생성될 필요가 없으면, 센서(P21, P26)를 생략하여, 센서 패턴을 간소하게 할 수 있다.

또한, 상기 변경예에서는 상술한 바와 같이 0차 회절 작용에 의한 미광이, 센서(P1 내지 P4) 외에, 센서(P21 내지 P26)에도 입사된다. 이와 같이, 0차 회절 작용에 의한 미광이 입사됨으로써, 센서(P21 내지 P26)로부터의 검출 신호의 열화가 문제되는 경우에는 각도 조정 소자(112)의 회절 각도를 크게 하여, 센서(P21 내지 P26)의 위치를 센서(P1 내지 P4)의 위치로부터 더 외측으로 이격해도 좋다. 이와 같이 하면, 센서(P21 내지 P26)에 의해 1차 신호광을 수광하면서, 센서(P21 내지 P26)에 입사되는 0차 회절 작용에 의한 미광 1, 2의 광량을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 경우 각도 조정 소자(112)의 회절 효율이 조정되어도 좋다. 예를 들어, 0차 회절 효율이 작게 설정되면, 센서(P21 내지 P26)에 입사되는 0차 회절 작용에 의한 미광 1, 2의 광량을 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 변경예에서는, 상기와 같이, DPP법에 의한 트래킹 에러 신호(DPP)가 설정되었지만, 센서(P1 내지 P4)에 입사되는 0차 회절 작용의 미광 1, 2에 의해, 검출 신호(I1 내지 I4)의 열화가 문제되는 경우, 신호(DPP)는 이하의 식에 의해 산출되어도 좋다.

또한, 상기 변경예에 있어서, 도 16의 (a), (b)에 도시된 센서(P22와 P23), 센서(P24와 P25)는 각각 단락되어도 좋다. 이 경우, 포커스 에러 신호는, 센서(P1 내지 P4)에 의해, 도 10의 (b)에 도시된 종전의 포커스 에러 신호(FE)에 의해 산출된다. 이와 같이 하면, 홈 외란에 대응한 포커스 에러 신호를 생성할 수 없기는 하지만, 검출 신호에 중첩되는 I/V 앰프에 의한 앰프 노이즈가 더욱 저감될 수 있다.

또한, 상기 실시예 및 변경예에 있어서, 블레이즈형의 홀로그램 패턴에 있어서의 블레이즈 높이는 도 13의 (b)의 "설정값"에 한정되는 것이 아니고, 스텝형의 홀로그램 패턴에 있어서의 1스텝당 높이는 도 13의 (d)의 "설정값 1", "설정값 2"에 한정되는 것이 아니다. 또한, 스텝형의 홀로그램 패턴에 있어서의 스텝 수는 4에 한정되지 않는다. 즉, 이들 홀로그램 패턴의 설정은 광 검출기(113)의 센서 패턴에 의해 신호광이 수광되는 한, 적절히 변경 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 재생 RF 신호를 생성하기 위한 센서군으로부터 4개 또는 6개의 검출 신호가 출력되는 구성을 나타냈지만, 이들 센서군으로부터 8개보다 적은 다른 수의 검출 신호가 생성되도록 해도 좋다. 예를 들어, 도 14에 도시된 신호(MA)와 신호(MC)가 가산되도록 센서(P32, P34, P35, P37)를 단락하고, 또한 신호(MB)와 신호(MD)가 가산되도록 센서(P31, P33, P36, P38)를 단락하도록 해도 좋다. 이 경우, 포커스 에러 신호는 상기 실시 형태의 경우와 마찬가지로 하여 생성되고, 트래킹 에러 신호는, 센서(P21 내지 P26)로부터의 검출 신호에 기초하여 생성된다. 이와 같이 하면, 재생 RF 신호의 생성에 사용되는 I/V 앰프의 수를 2개로 할 수 있어, 재생 RF 신호에 대한 앰프 노이즈의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.

이밖에, 도 14에 도시된 센서(P31 내지 P38)를 모두 단락하고, 이들 센서(P31 내지 P38)로부터 1개의 검출 신호가 출력되도록 구성해도 좋다. 이 경우, 이 검출 신호가 I/V 변환되어 재생 RF 신호가 생성된다. 단, 이 경우에는 1차 신호광에 기초하여 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성할 필요가 있기 때문에, 센서(P31 내지 P38)의 내측에는, 도 10의 (d)에 도시된 8개의 센서를 배치할 필요가 있다. 또한, 1차 신호광과 2차 신호광의 회절 효율이 적절히 조정된다.

이밖에, 도 16의 (a), (b)에 도시된 센서(P1, P3)를 단락하고, 또한 센서(P2, P4)를 단락하도록 구성할 수도 있다. 이 경우도, 포커스 에러 신호와 트래킹 에러 신호를 생성할 수 있도록, 센서(P1 내지 P4)의 외측에는 도 10의 (d)에 도시된 8개의 센서가 배치된다.

또한, 상기 실시예 및 변경예에서는, 재생 RF 신호의 생성에 사용되는 신호광의 강도가 회절 작용에 의해 감쇠된다. 이로 인해, 재생 RF 신호의 진폭도 감쇠가 없는 경우에 비하여 저하된다. 그러나 상기 실시예 및 변경예에서는 I/V 변환에 의한 노이즈쪽도 저감되기 때문에, 이와 같이 재생 RF 신호의 진폭이 저하되어도 재생 RF 신호의 진폭에 대한 노이즈의 영향은, 도 10의 (d)의 센서 패턴에 의해 도 10의 (c)의 신호광을 수광하는 경우에 비하여 억제될 수 있다.

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

101 : 반도체 레이저(레이저광원)
108 : 대물 렌즈
111 : 검출 렌즈(비점 수차 소자)
112 : 각도 조정 소자(회절 소자)
113 : 광 검출기
P21 내지 P26 : 센서(제1 센서부/제2 센서부)
P31 내지 P38 : 센서(제1 센서부)
P1 내지 P4 : 센서(제1 센서부/제2 센서부)
201 : I/V 앰프부(신호 처리부)
202 : 신호 연산 회로(신호 처리부)
31, 32, 33, 34 : I/V 램프(재생 신호 생성부)

Claims (6)

1. 레이저광원과,
   상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 기록 매체 상에 수렴시키는 대물 렌즈와,
   상기 기록 매체에 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 기록 매체에 의해 반사된 상기 레이저광의 광속을, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 평행한 제1 직선과 제2 직선에 의해 4분할된 4개의 광속의 진행 방향을 서로 다르게 해서 이들 4개의 광속을 이산시켜, 이산된 상기 4개의 광속이 광 검출기의 수광면 상에 있어서 정사각형의 다른 4개의 꼭지각의 위치에 각각 유도되도록 상기 4개의 광속의 진행 방향을 변화시키는 회절 소자와,
   상기 4개의 광속의 m차 회절광과 n차 회절광(m≠n)을 각각 수광하는 제1 센서부와 제2 센서부를 갖는 광 검출기를 구비하고,
   상기 제1 센서부는, 상기 m차 회절광의 4개 광속을, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선에 대하여 각각 45°의 각도를 갖는 2개의 직선에 의해 더 분할된 8개의 광속을 수광하여, 8개보다 적은 수의 검출 신호를 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 센서부는, 상기 m차 회절광의 4개 광속을 더 분할한 상기 8개의 광속을 수광하고, 4개의 검출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 센서부는, 상기 8개의 광속을 각각 개별로 수광하는 8개의 센서를 구비하고, 이들 8개의 센서 중 대응하는 2개가 단락됨으로써, 상기 4개의 검출 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 센서부는, 0차 이외의 회절광을 수광하고,
   상기 제1 센서부는, 상기 제2 센서부에 의해 수광되는 회절광과 회절 방향이 동일하고, 또한 회절각이 큰 회절광을 수광하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 센서부는, 0차의 회절광을 수광하는 4개의 센서를 갖고,
   상기 제1 센서부는, 1차 이상의 회절광을 수광하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치와, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부로부터 출력되는 검출 신호를 전압 신호로 변환함과 함께, 변환된 전압 신호를 연산 처리하는 신호 처리부를 구비하고,
   상기 신호 처리부는, 상기 제1 센서부로부터의 검출 신호에 기초하는 상기 전압 신호로부터 재생 RF 신호를 생성하는 재생 신호 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.

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