KR20060115922A - 광 디바이스 및 광픽업 장치 - Google Patents

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KR20060115922A
KR20060115922A KR1020067019397A KR20067019397A KR20060115922A KR 20060115922 A KR20060115922 A KR 20060115922A KR 1020067019397 A KR1020067019397 A KR 1020067019397A KR 20067019397 A KR20067019397 A KR 20067019397A KR 20060115922 A KR20060115922 A KR 20060115922A
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닛뽕빅터 가부시키가이샤
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Abstract

입사광을 홀로그램 소자에 의하여 회절시켜서 수광 소자상의 수광면(20A ∼ 29)에서 수광하는 광 디바이스이며, 트랙킹 동작에 사용되는 서브 빔의 반사광을 파장에 따라서 상이한 수광면에서 수광하고, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광면(22, 23, 26, 27)에서 수광할 때, 상기 하나의 파장의 수광면으로부터의 출력 신호와 다른 수광면(24, 25, 28, 29)로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하고, 불필요한 광 성분을 검출함으로써, 「DVD」 및 「CD」와 같이, 사용하는 광원의 파장이 상이한 광디스크에 대하여 정보 신호의 기록 및/ 또는 재생을 행할 때, 광디스크로부터의 불필요한 반사광에 의한 영향을 회피하면서 동시에, 출력 신호에 대한 연산이 복잡해지는 것을 회피한다.
광픽업, 회절광, 홀로그램, 디바이스, 수광, 발광, 광디스크, 파장, 불필요한 광

Description

광 디바이스 및 광픽업 장치{OPTICAL DEVICE AND OPTICAL PICKUP DEVICE}
본 발명은, 광디스크 등의 정보 기록 매체에 대하여 기록 및 재생하는 광픽업 장치에 사용하는 광 디바이스에 관한 것이며, 또한, 이와 같은 광 디바이스를 사용하여 구성된 광픽업 장치에 관한 것이다.
종래, 정보 기록매체로서 각종 광디스크가 제안되고 있다. 이와 같은 광디스크로서, 「CD」(Compact Disc) 규격의 광디스크의 약 7배의 기록 용량을 가지는 「DVD」(Digital Versatile Disc) 규격의 광디스크는, 최근 급속히 보급되고 있다. 상기 「DVD」에 비디오 신호를 기록한 것(「DVD-Video」)은, 대량 복제가 가능하며, 영화 등의 컨텐츠의 배포나 대여에 사용하는 매체로서, 「VHS」(상표명) 등의 비디오 테이프 매체를 대체하고 있다.
또한, 이른바 「DVD-RAM」, 「DVD-R」, 「DVD-RW」, 「+R」, 「+RW」 등, 사용자가 정보 신호를 기록할 수 있는 광디스크의 규격도, 퍼스널 컴퓨터(PC)용의 기록 매체나 비디오 레코더용의 기록 매체로서, 급속히 보급되고 있다.
한편, 「CD」도, 이른바 「CD-R」 등, 사용자가 정보 신호를 기록할 수 있는 광디스크의 규격이 널리 보급되고 있다.
이와 같이, 광디스크 기록 장치는, 「DVD」 규격인 650nm 파장대의 광원을 사용하는 광디스크와, 「CD」 규격인 780nm 파장대의 광원을 사용하는 광디스크에도, 사용자가 정보 신호를 기록할 수 있는 기능이 요구되고 있다. 특히, 「DVD」 규격의 광디스크로서는, 전술한 바와 같이 다양한 규격이 존재하고, 이들 각종 규격의 광디스크에 대하여, 기록 및 재생의 호환성이 요구되고, 이와 같은 요구에 부응하는 광픽업 장치가 제안되어 있다.
이와 같은 각종 규격의 광디스크에 대한 기록 및 재생을 가능하게 하는 광픽업 장치는, 기능 및 구조가 매우 복잡하여, 제조가 곤란하다. 한편, 이와 같은 광픽업 장치, 특히, 민생용의 광픽업 장치에 있어서는, 다기능을 가지면서, 장치 구성의 간소화, 소형화 및 경량화, 제조의 용이화, 저가격화에 대한 요구가 높아지고 있다.
이와 같은 요구에 따라, 「CD」 및 「DVD」의 양쪽 규격의 광디스크에 대한 재생, 또는, 기록 및 재생이 가능한 광픽업 장치로서, 소형화, 경량화를 도모한 것이 다양하게 제안되어 있다.
예를 들면, 본 건 발명자는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 파장의 레이저광을 발광하는 제1 레이저 광원(101)과, 제2 파장의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원을 내장한 광 디바이스(102)를 구비한 광픽업 장치를 제안하고 있다. 이러한 광학 픽업 장치에 있어서, 광 디바이스(102)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 레이저 광원(103)과, 홀로그램 소자(104)와, 수광 소자(105)를 일체적으로 구비하여 구성되어 있다. 수광 소자(105)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각 복수개의 수광면으로 분할된 복수개의 수광부(106, 106)를 가지고 있다.
상기 광픽업 장치에 있어서는, 각 파장의 레이저광에 대하여 3개의 빔이 생성되어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 광디스크(201)의 기록 트랙(201a)에 대해서 조사된다. 상기 광디스크(201)로부터의 반사광은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 2개의 영역으로 분할된 홀로그램 소자(104)의 각 영역에서 회절되어 수광 소자(105)의 소정의 복수개의 수광면에서 수광된다. 이 때, 상이한 제1 및 제2 파장의 반사광은, 동일한 수광면에 수광되도록 되어 있다.
그리고, 상기 광픽업 장치에 있어서는, 수광 소자(105)의 각 수광면으로부터 독립적으로 출력되는 광검출 출력에 기초하여, 광디스크로부터의 정보의 판독 신호와, 각종 에러 신호가 얻어진다.
그런데, 전술한 바와 같은 광픽업 장치에서는, 다음과 같은 과제가 있다.
즉, 「CD」 규격의 광디스크 및 「DVD」 규격의 광디스크의 양쪽에 대하여 사용되는 대물 렌즈에 의해 집광되는 레이저광은, 이들 광디스크 상에서, 한 점에 집광하는 성분 이외에, 대물 렌즈의 회절에 의한 「플레어(flare)」성분을 포함하게 된다. 상기 「플레어」 성분은, 광디스크에 의해 반사되고, 광디스크의 수광 소자에 대해서는 퍼지면서 조사되게 된다. 이와 같은 「플레어」성분의 반사광은, 광디스크로부터의 정보의 판독 신호나 각종 에러 신호가 가산된 직류 성분으로서 검출되어, 신호 변조도의 열화나, 에러 신호의 오프셋의 원인이 된다.
또한, 기록층이 2개의 층으로 형성된 「DVD」 규격의 광디스크를 재생하는 경우에는, 광디스크에 조사된 레이저광은, 재생 대상이 되는 하나의 기록층 이외의 다른 기록층에서도 반사되어, 불필요한 반사광으로서 수광 소자로 되돌아오게 된 다. 이와 같이 재생 대상이 아닌 기록층에 의해 반사된 반사광은, 초점이 크게 어긋나서 퍼진 상태에서 수광 소자로 복귀하고, 또한, 재생 대상인 기록층으로부터의 반사광과 동일한 총 광량을 가지고 있다. 따라서, 이와 같은 불필요한 반사광은, 광디스크로부터의 정보의 판독 신호나 각종 에러 신호에 대하여 가산된 직류 성분으로서 검출되므로, 신호 변조도의 열화나, 에러 신호의 오프셋의 원인이 된다.
또한, 광디스크에 정보 신호를 기록하기 위한 광픽업 장치에 있어서는, 이른바 「3빔법」이나 「DPP법」을 적용하기 위한 3개의 빔을 생성할 때, 기록광의 파워를 확보하기 위하여, 메인 빔과 서브 빔의 광량 비를, 예를 들면, 15:1 내지 20:1 정도로 크게 설정할 필요가 있다. 그리고, 3개의 빔의 반사광을 수광하는 서로 인접된 수광 영역에서는, 전술한 바와 같이, 메인 빔의 반사광에 포함되는 확산광이 사이드 빔을 수광하는 수광 영역까지 퍼질 우려가 있다. 이 때, 메인 빔의 광량은 서브 빔의 15배 내지 20배 정도이므로, 메인 빔의 반사광에 포함되는 확산광의 광량은, 미약한 서브 빔의 반사광을 검출하고 있는 수광 영역에서 무시할 수 없는 영향을 끼치게 된다. 따라서, 이와 같은 메인 빔의 반사광에 포함되는 확산광은, 광디스크로부터의 정보의 판독 신호나 각종 에러 신호에 대하여 가산된 직류 성분으로서 검출되고, 신호 변조도의 열화나, 에러 신호의 오프셋의 원인이 되어, 연산 회로의 다이나믹 레인지(dynamic range)를 확보하는 것이 곤란하게 된다.
그리고, 전술한 바와 같이 홀로그램 소자를 사용한 광 디바이스에 있어서는, 「CD」 규격의 광디스크용와 「DVD」 규격의 광디스크용의 파장이 상이한 반사광을 동일한 홀로그램 소자로 회절시키면, 이들 반사광은, 회절각의 파장 의존성에 의 해, 수광 소자에서의 도달 위치가 서로 상이하게 된다. 따라서, 이들 상이한 파장의 반사광에 대하여 동일한 수광 영역에서 수광하기 위해서는, 수광 영역의 면적을 확대시킬 필요가 있다. 그런데, 수광 영역의 면적을 확대시키면, 전술한 같은 불필요한 반사광을 수광하는 양이 상기 수광 영역의 면적의 확대와 더불어 거의 비례하여 증가하고, 결과적으로, 신호 변조도의 열화나, 에러 신호의 오프셋이 생기고, 연산 회로의 다이나믹 레인지를 확보하는 것이 곤란하게 된다.
그래서, 전술한 바와 같은 문제를 회피하기 위해, 각 파장용의 수광 영역을 분리하는 것이 고려되지만, 수광 영역을 분리하는 것 만으로는, 불필요한 광 성분을 반감시킬 수 있지만, 완전하게 제거할 수는 없는 문제점이 있다.
또한, 예를 들면, 일본국 특개평 11-73658호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 오프셋 캔슬용 수광부를 구비한 광픽업 장치에서는, 이른바 오프셋 캔슬을 위해서만, 홀로그램 소자의 영역 분할이나 수광 영역의 증가 및 전용 연산 회로의 사용이 필요하게 되고, 구조가 복잡해지고, 제조가 곤란하여 비용 상승을 초래하는 문제점이 있다.
그래서, 본 발명은, 전술한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 「DVD」 규격의 광디스크 및 「CD」 규격의 광디스크와 같이, 사용하는 광원의 파장이 상이한 광디스크에 대하여 정보 신호의 재생, 또는, 기록 및 재생하는데 있어서, 광디스크로부터의 불필요한 반사광에 의한 영향을 배제할 수 있고, 출력 신호에 대한 연산의 복잡함을 회피할 수 있는 광 디바이스를 제공하고, 이와 같은 광 디바이스를 사용하여 구성된 광픽업 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광 디바이스는, 전술한 문제점을 해결하기 위해, 적어도 수광 소자와 홀로그램 소자를 구비하여 구성되고, 복수개의 상이한 파장의 입사광을 홀로그램 소자에서 회절시키고, 상기 회절광을 수광 소자상의 수광 영역에서 수광하는 광 디바이스로서, 수광 소자는, 홀로그램 소자에서의 회절각이 상이한 각 파장의 입사광에 대응되고, 각각이 하나의 파장의 입사광을 수광하기 위한 복수개의 수광 영역을 가지고 있으며, 복수개의 수광 영역으로부터의 각 출력 신호에 기초하는 연산을 행하는 연산 수단을 구비하고, 연산 수단은, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광할 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하고, 불필요한 광성분을 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 디바이스에서는, 연산 수단이, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여 불필요한 광 성분을 검출하므로, 불필요한 광 성분의 영향을 배제할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 복수개의 수광 영역을, 각각의 수광 면적이 실질적으로 거의 동일하도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 불필요한 광 성분을 검출하기 위한 복수개의 수광 영역의 수광 면적이 실질적으로 거의 동일하므로, 불필요한 광 성분을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 입사광의 파장이 제1 파장 및 제2 파장 중 어느 하나인 경우에, 연산 수단은, 제1 파장의 입사광에 대하여 제1 수광 영역에서 수광할 때에는, 상기 제1 수광 영역으로부터의 출력 신호 S1과, 제2 수광 영역으로부터의 출력 신호 S2에 기초하여, (S1 - S2)의 연산에 의해, 불필요한 광 성분을 검출하고, 제2 파장의 입사광에 대하여 제2 수광 영역에서 수광할 때에는, 상기 제2 수광 영역으로부터의 출력 신호 S2와, 제1 수광 영역으로부터의 출력 신호 S1에 기초하여, (S2 - S1)의 연산에 의해, 불필요한 광 성분을 검출하도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 제1 파장의 입사광에 대하여 제1 수광 영역에서 수광하고 있을 때와, 제2 파장의 입사광에 대하여 제2 수광 영역에서 수광하고 있을 때에는, 불필요한 광 성분을 검출하기 위한 연산의 극성을 반전시킴으로써, 어느 파장의 입사광을 수광하고 있는 경우에도, 불필요한 광 성분을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 입사광의 파장이 제1 파장 및 제2 파장 중 어느 하나인 경우에, 입사광의 파장이 제1 파장 및 제2 파장 중 어느 파장인지를 판별하는 파장 판별 수단과, 파장 판별 수단에 의한 판별 결과에 기초하여 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시키는 극성 전환 수단을 구비하고, 연산 수단은, 제1 파장의 입사광을 수광하는 제1 수광 영역으로부터의 출력 신호 S1과 제2 파장의 입사광을 수광하는 제2 수광 영역으로부터의 출력 신호 S2에 기초하여, (S1 - S2)의 연산을 행하고, 극성 전환 수단은, 입사광의 파장이 제1 파장인 경우에는, 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시키지 않고(S1 - S2)의 연산의 결과를 불필요한 광 성분의 검출 신호로서 설정하고, 입사광의 파장이 제2 파장인 경우에는, 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시켜서(-1) × (S1 - S2)의 연산 결과를 불필요한 광 성분의 검출 신호로 설정하도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 제1 파장의 입사광에 대하여 제1 수광 영역에 서 수광하고 있을 때와, 제2 파장의 입사광에 대하여 제2 수광 영역에서 수광하고 있을 때에는, 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시킴으로써, 어느 파장의 입사광을 수광하고 있는 경우라 하더라도, 불필요한 광 성분을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 연산 수단, 파장 판별 수단 및 극성 전환 수단 중 적어도 일부가, 수광 소자와 동일한 기판상에 일체적으로 형성되어 있도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 연산 수단, 파장 판별 수단 및 극성 전환 수단 중 적어도 일부가, 수광 소자와 동일한 기판상에 일체적으로 형성됨으로써, 연산 결과에 대한 파장 판별에 기초하는 극성 전환을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 정보 기록 매체로부터의 주된 정보를 판독하기 위하여, 상기 정보 기록 매체에 조사되는 메인 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광과, 정보 기록 매체의 기록 트랙에 대한 트래킹 동작을 위하여, 상기 정보 기록 매체에 조사되는 2개의 서브 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광이 입사광으로서 입사되고, 수광 소자는, 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역과, 2개의 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역을 가지고 있고, 이들 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역 및 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역의 각각에 대하여, 홀로그램 소자에서의 회절각이 상이한 각 파장의 입사광에 대응되어 각각이 하나의 파장의 입사광을 수광하기 위한 복수개의 수광 영역을 가지고 있고, 연산 수단은, 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대하여, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때에, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하고, 또한 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대하여, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때에, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하고, 불필요한 광 성분을 검출하도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 정보 기록 매체로부터의 메인 빔의 반사광과 정보 기록 매체로부터의 서브 빔의 반사광 중 어느 광에 대하여도, 불필요한 광에 의한 영향을 회피할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 정보 기록 매체로부터의 주된 정보를 판독하기 위하여, 상기 정보 기록 매체에 조사되는 메인 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광과, 정보 기록 매체의 기록 트랙에 대한 트래킹 동작을 위하여, 상기 정보 기록 매체에 조사되는 2개의 서브 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광이 입사광으로서 입사되고, 수광 소자는, 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역과 2개의 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역을 가지고 있고, 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대해서는, 입사광의 파장에 의하지 않고 공통의 수광 영역에서 수광하고, 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대해서는, 홀로그램 소자에서의 회절각이 상이한 각 파장의 입사광에 대응되어 각각이 하나의 파장의 입사광을 수광하기 위한 복수개의 수광 영역을 가지고 있고, 연산 수단은, 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대하여, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여 불필요한 광 성분을 검출하도록 한 것이다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 홀로그램 소자는, 직선의 분할선을 통하여 2개의 영역으로 분할되어 있고, 정보 기록 매체로부터의 정보를 판독하기 위하여, 상기 정보 기록 매체에 조사되는 광속의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광이 입사광으로서 입사되는 경우에는, 홀로그램 소자를 2개의 영역으로 분할하고 있는 분할선이 정보 기록 매체의 기록 트랙에 대해서 광학 사상적(光學寫像的)으로 평행이 되는 방향으로 배치되고, 상기 홀로그램 소자가 반사광을 회절시키고, 상기 반사광을 기록 트랙에 대해서 광학 사상적으로 직교하는 방향으로 두개로 분할하도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 불필요한 광의 영향이 큰 서브 빔의 반사광에 대해서만 불필요한 광의 영향을 회피하도록 하여, 연산 회로의 대형화를 회피할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 입사광의 파장은, 제1 파장인 790nm대 근방 및 제2 파장인 660nm대 근방으로 한 것이다.
상기 광 디바이스는, 「DVD」(Digital Versatile Disc) 규격의 각종 광디스크 및 「CD」(Compact Disc) 규격의 각종 광디스크에 대하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 광 디바이스에 있어서, 입사광의 파장 중 제1 파장의 광을 발광하는 광원 및 제2 파장의 광을 발광하는 광원 중 적어도 어느 한쪽을 수광 소자와 동일한 기판상에 일체적으로 구비하도록 한 것이다.
상기 광 디바이스에 있어서는, 각 광원 중 적어도 어느 한쪽이 수광 소자와 동일한 기판상에 일체적으로 형성되도록 함으로써, 발광 파장의 판별을 용이하게 행할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 전술한 광 디바이스와 입사광의 파장 중 제1 파장의 광을 발광하는 광원 및 제2 파장의 광을 발광하는 광원을 구비하고, 각 광원으로부터 광속(光束)을 정보 기록 매체에 조사하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광을 광 디바이스에 대한 입사광으로 설정하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 정보를 판독하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 광픽업 장치에 있어서는, 연산 수단이, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여 불필요한 광 성분을 검출하므로, 불필요한 광 성분의 영향을 회피할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 전술한 광 디바이스와 제1 파장의 레이저광을 발광하는 제1 레이저 광원과, 제1 레이저 광원으로부터 발광된 제1 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제1 회절 격자와, 광 디바이스 내에 설치되어 제2 파장의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원과, 광 디바이스 내에 설치되어 제2 레이저 광원으로부터 발광되는 제2 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제2 회절 격자를 구비하고, 각 레이저 광원으로부터 발광되는 레이저광을 정보 기록 매체에 조사하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광을 광 디바이스에 대한 입사광으로 설정하고, 메인 빔의 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 주된 정보를 판독하고, 또한 각 서브 빔의 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 트래킹 에러 신호를 판독하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 광픽업 장치에 있어서는, 연산 수단이, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여 불필요한 광 성분을 검출하므로, 불필요한 광 성분의 영향을 회피할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 전술한 광 디바이스와, 상기 광 디바이스 내에 설치되어 제1 파장의 레이저광을 발광하는 제1 레이저 광원과, 광 디바이스 내에 설치되어 제1 레이저 광원으로부터 발광되는 제1 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제1 회절 격자와, 제2 파장의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원과, 제2 레이저 광원으로부터 발광되는 제2 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제2 회절 격자를 구비하고, 각 레이저 광원으로부터 발광되는 레이저광을 정보 기록 매체에 조사하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광을 광 디바이스에 대한 입사광으로 설정하고, 메인 빔의 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 주된 정보을 판독하고, 또한 각 서브 빔의 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 트래킹 에러 신호를 판독하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 광픽업 장치에 있어서는, 연산 수단이, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여 불필요한 광 성분을 검출하므로, 불필요한 광 성분의 영향을 회피할 수 있다.
본 발명에 따른 광 디바이스 및 광학 픽업 장치에 있어서는, 「DVD」(Dijital Versatile Disc) 규격의 광디스크 및 「CD」「(Compact Disc) 규격의 광디스크와 같이, 사용하는 광원의 파장이 상이한 광디스크에 대하여 정보 신호의 재생, 또는, 기록 및 재생할 때, 신호 변조도의 열화나 에러 신호의 오프셋의 발생이 방지되고, 연산 회로의 다이나믹 레인지를 확보하는 것이 용이해지고, 또한, 신호 출력 채널 개수가 증가하지 않기 때문에, 연산 회로의 규모를 크게 하지 않고, 배선핀 수를 증가시키지 않기 때문에, 소형화가 용이하게 된다.
즉, 본 발명에 의하면, 예를 들면, 「DVD」 규격의 각종 광디스크(이른바 「DVD-RAM」, 「DVD-R」, 「DVD-RW」, 「+R」, 「+RW」 등, 650nm 파장 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크) 및 「CD」 규격의 각종 광디스크(이른바 「CD-R」, 「CD-RW」 등, 780m 파장 대역의 레이저광을 사용하는 기록형 광디스크)와 같이, 사용하는 광원의 파장이 상이한 정보 기록 매체에 대하여 호환성이 있는 광 디바이스를 제공하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 광 디바이스에 있어서는, 대물 렌즈에 의해 집광되는 광속에 있어서 광디스크상에서 한 점에 집광되지 않는 성분의 반사광인 「플레어」성분이 수광 소자 상에 퍼져서 조사됨에 따른 영향이 저감되어, 신호 변조도의 열화나 에러 신호의 오프셋의 발생이 저감된다.
또한, 상기 광 디바이스에 있어서는, 기록층이 2개의 층이 되어 형성된 「DVD」 규격의 광디스크를 재생하는 경우에 있어서, 재생 대상이 아닌 기록층으로부터의 반사광이 수광 소자 상에 퍼져서 조사됨에 따른 영향이 저감되어, 신호 변조도의 열화나 에러 신호의 오프셋의 발생이 저감된다.
또한, 상기 광 디바이스에 있어서는, 「3빔법」이나 「DPP법」을 실행하기 위한 3개의 빔에 있어서, 기록광 파워를 확보하기 위하여, 메인 빔의 광량을 서브 빔의 광량보다 크게 설정한 경우에도, 메인 빔으로부터의 확산광이 서브 빔의 수광 영역에 조사됨에 따른 영향이 저감되어, 신호 변조도의 열화나 에러 신호의 오프셋의 발생이 저감되고, 또한 연산 회로의 다이내믹 레인지를 확보하는 것이 용이하게 된다.
또한, 상기 광 디바이스에 있어서는, 홀로그램 소자를 사용하여 파장이 상이한 입사광을 회절시키는 경우에, 서브 빔에 관해서는 수광 영역의 면적을 크게 설정할 필요가 없고, 불필요한 반사광의 영향이 저감되어, 신호 변조도의 열화나 에러 신호의 오프셋의 발생이 저감되고, 또한 연산 회로의 다이나믹 레인지를 확보하는 것이 용이하게 된다.
즉, 본 발명은, 「DVD」 규격의 광디스크 및 「CD」 규격의 광디스크와 같이, 사용하는 광원의 파장이 상이한 광디스크에 대하여 정보 신호의 재생, 또는, 기록 및 재생할 때, 광디스크로부터의 불필요한 반사광에 의한 영향이 회피 되고, 출력 신호에 대한 연산의 복잡함이 회피되는 광 디바이스를 제공할 수 있고, 또한, 이와 같은 광 디바이스를 사용하여 구성된 광픽업 장치를 제공할 수 있도록 한 것이다.
도 1은 종래의 광학 픽업 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 광 디바이스의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 상기 종래의 광 디바이스의 수광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광학 픽업 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 디바이스의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은, 상기 광 디바이스에서의 홀로그램 소자와 수광 소자의 각 수광 영역의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 7a는 상기 광 디바이스에 있어서, 제1 종류의 광디스크를 이용하고 있는 경우의 수광 소자상에서의 반사광 상태를 나타낸 평면도이다.
도 7b는 상기 광 디바이스에 있어서, 제2 종류의 광디스크를 사용하고 있는 경우의 수광 소자상에서의 반사광 상태를 나타낸 평면도이다.
도 8a는 상기 광 디바이스에 있어서, 제1 종류의 광디스크를 사용하고 있는 경우의 트래킹 에러 신호 TE의 연산 회로를 나타낸 평면도이다.
도 8b는 상기 광 디바이스에 있어서, 제2 종류의 광디스크를 사용하고 있는 경우의 트래킹 에러 신호 TE의 연산 회로를 나타낸 평면도이다.
도 9a는 상기 광 디바이스에 있어서, 제1 파장의 서브 빔의 반사광을 수광하고 있는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 9b는 상기 광 디바이스에 있어서, 제2 파장의 서브 빔의 반사광을 수광하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 상기 광 디바이스에 있어서, 수광 소자상에 불필요한 광이 조사되는 모습을 각각 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 10c는 검출 신호를 나타낸 파형도이다.
도 11a 및 도 11b는 상기 광 디바이스에 있어서, 불필요한 광에 대한 대책의 원리(제1 종류의 광디스크 사용 시)를 각각 나타낸 평면도 및 파형도이다.
도 12a 및 도 12b는 상기 광 디바이스에 있어서, 불필요한 광에 대한 대책의 원리(제2 종류의 광디스크 사용 시)를 각각 나타낸 평면도 및 파형도이다.
도 13a 및 도 13b는 상기 광 디바이스에 있어서, 불필요한 광에 대한 대책을 실현하기 위한 구성을 각각 나타내는 평면도 및 파형도이다.
도 14a 및 도 14b는 상기 광 디바이스에 있어서, 불필요한 광에 대한 대책을 실현하기 위한 다른 구성을 각각 나타낸 평면도 및 파형도이다.
이하, 본 발명에 따른 광 디바이스 및 광학 픽업 장치의 실시예에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[광학 픽업 장치의 구성]
도 4는 본 발명에 따른 광학 픽업 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
상기 광학 픽업 장치는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 파장(예를 들면, 650nm 대역)의 레이저광을 발광하는 제1 레이저 광원(1)을 가진다. 상기 제1 레이저 광원(1)으로부터 발광된 제1 파장의 레이저광은, 콜리메이터 렌즈(2, collimator lens)에 의해 평행 광속이 되고, 제1 그레이팅(3, grating, 회절 격자)을 통과하여 0차 광 및 ±1차 광의 3개의 빔으로 분할되고, 빔 성형 기능을 가지는 빔 스플리터 프리즘(4, beam splitter prism)에 입사된다. 제1 그레이팅(3)에서의 0차 광은, 광디스크에 대해서 정보 신호를 기록 또는 재생하기 위한 메인 빔이 되고, ±1차 광은, 트래킹 에러 신호를 검출하기 위한 제1 서브 빔 및 제2 서브 빔이 된다.
빔 스플리터 프리즘(4)에 있어서, 제1 파장의 레이저광은, 입사면(4a)에 대해서 경사져서 입사됨으로써 빔 성형이 이루어지고, 상기 빔 스플리터 프리즘(4) 내에 입사된다.
그리고, 빔 스플리터 프리즘(4)의 입사면(4a)에서는, 제1 파장의 레이저광의 일부가 반사되고, 레이저 파워를 검출하기 위한 제1 모니터 포토 다이오드(monitor photodiode)(5)에 의해 수광된다.
빔 스플리터 프리즘(4) 내에 입사된 제1 파장의 레이저광은, 광속을 분리시 키기 위한 반사막(4b)을 투과하고, 상기 빔 스플리터 프리즘(4)으로부터 출사되어λ/4(4분의 1 파장)판(6)을 투과하여 원편광(circularly polarized light)이 된다.
상기 제1 파장의 레이저광은, 미러(7)에 의해 반사되어 광로가 굴절되고, 대물 렌즈(8)에 입사된다. 상기 대물 렌즈(8)는, 입사된 제1 파장의 레이저광을, 상기 제2 파장의 레이저광에 적합한 정보 기록 매체인 제1 종류의 광디스크, 예를 들면, 「DVD」 규격의 광디스크(201)의 신호 기록면 상에 집광시킨다.
그리고, 상기 광학 픽업 장치는, 본 발명에 따른 광 디바이스(9)를 구비하고 있다. 상기 광 디바이스(9)에는, 후술하는 바와 같이, 제2 파장(예를 들면, 780nm 대역)의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원이 내장되어 있다. 상기 제2 레이저 광원으로부터 발광되는 제2 파장의 레이저광은, 광 디바이스(9)로부터 출사되고, 콜리메이터 렌즈(10)에 의해 평행 광속이 되며, 빔 스플리터 프리즘(4)에 입사 된다.
상기 빔 스플리터 프리즘(4)에 있어서, 제2 파장의 레이저광은, 반사막(4b)에 의해 반사되고, 상기 빔 스플리터 프리즘(4)으로부터 출사되며, λ/4(4분의 1 파장)판(6)을 투과한다.
상기 제2 파장의 레이저광은, 미러(7)에 의해 반사되어, 광로가 굴절되고, 대물 렌즈(8)에 입사된다. 상기 대물 렌즈(8)는, 입사된 제2 파장의 레이저광을, 상기 제1 파장의 레이저광에 적합한 정보 기록 매체인 제2 종류의 광디스크, 예를 들면, 「CD」 규격의 광디스크(201)의 신호 기록면 상에 집광시킨다.
상기 광학 픽업 장치에 있어서, 제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스 크)(201)의 신호 기록면 상에 집광되고, 상기 신호 기록면에 의해 반사된 제1 파장의 반사광 및 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)(201)의 신호 기록면 상에 집광되고, 상기 신호 기록면에 의해 반사된 제2 파장의 반사광은, 대물 렌즈(8), 미러(7)를 거쳐, 빔 스플리터 프리즘(4)로 되돌아온다. 이들 제1 및 제2 파장의 반사광은, 빔 스플리터 프리즘(4)에서, 반사막(4b)에 의해 반사되어 상기 빔 스플리터 프리즘(4)으로부터 광 디바이스(9) 측으로 출사된다.
상기 반사광은, 광 디바이스(9) 내에 입사되고, 상기 광 디바이스(9)에 내장된 수광 소자에 의해 수광된다. 그리고, 상기 수광 소자로부터의 광검출 출력에 기초하여, 광디스크로부터의 정보 판독 신호나, 각종 에러 신호의 검출이 이루어진다.
[광 디바이스의 구성]
도 5는, 본 발명에 따른 광 디바이스의 구성을 나타낸 사시도이다.
본 발명에 따른 광 디바이스는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 파장의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원(11)과, 광디스크(20I)로부터의 반사광을 수광하는 수광 소자(2)를 구비하여 구성되어 있다.
제2 레이저 광원(11)은, 서브 마운트(13) 및 수광 소자 기판(14)를 통하여, 패키지(상자체)(15)에 지지되어 있다. 상기 제2 레이저 광원(11)은, 수광 소자 기판(14)의 표면부와 평행한 방향으로 제2 파장의 레이저광을 출사하도록 설치되어 있다.
상기 제2 레이저 광원(11)은, 제1 파장의 레이저광 및 제2 파장의 레이저광 의 광디스크(20l)로부터의 반사광이 광 디바이스(9)의 동일한 위치에 집광하여 되돌아오도록, 수광 소자 기판(14) 상에서의 위치가 결정되어 있다. 즉, 상기 제2 레이저 광원(11)은, 제1 및 제2 파장의 레이저광의 반사광의 수광 소자(12)상에서의 광축이 서로 일치하도록 설정되어 있다. 상기 제2 레이저 광원(11)은, 제1 파장의 레이저광의 발광점의 공역점과 제2 파장의 레이저광의 발광점이 일치하거나, 또는, 동일 광축상에 위치하도록 설정되어 있다. 그리고, 여기서 공역점은, 빔 스플리터 프리즘(4) 등을 포함하는 광학계에 의한 제1 파장의 레이저광의 발광점의 결상점을 의미한다.
그리고, 수광 소자(12)는, 패키지(15)에 지지된 수광 소자 기판(14)상에 형성되어 있다. 상기 수광 소자(12)는, 수광 소자 기판(14)의 표면부에 복수개의 수광면을 가지고 형성되어 있고, 상기 표면부에 입사하는 광속을 수광한다.
또한, 상기 광 디바이스(9)는, 제2 레이저 광원(11)으로부터 수광 소자 기판(14)의 표면부와 평행한 방향(도 5중에서의 Y’축 방향)으로 출사되는 제2 파장의 레이저광을, 상기 수광 소자 기판(14)의 표면부에 수직인 방향(도 5에서 Z’축 방향)으로 반사시키는 마이크로 미러(16)를 구비하고 있다. 상기 마이크로 미러(16)는, 그 일단면이 45°의 경사면으로 이루어진 프리즘이며, 상기 경사면에서 제2 파장의 레이저광을 발광시킨다. 상기 마이크로 미러(16)는 수광 소자 기판(14) 상에 그 경사면이 제2 레이저 광원(11) 방향으로 설치되어 있다.
그리고, 수광 소자 기판(14)상의 마이크로 미러(16)가 설치된 위치에는, 제2 파장의 레이저광의 레이저 파워를 검출하기 위한 제2 모니터 포토 다이오드(17)가 형성되어 있다. 마이크로 미러(16)의 경사면에 입사된 제2 파장의 레이저광은, 상기 경사면에서 그 일부가 반사되고 나머지는 상기 경사면을 투과하여 마이크로 미러(16) 내에 입사되고, 제2 모니터 포토 다이오드(17)에 의해 수광된다.
마이크로 미러(116)에 의해 반사된 제2 파장의 레이저광은, 제2 그레이팅(18)을 투과하고, 0차 광 및 ±1차 광의 3개의 빔으로 분할된다. 상기 제1 그레이팅(18)에서의 0차 광은, 광디스크에 대해서 정보 신호의 기록 또는 재생하기 위한 메인 빔이 되고, ±1차 광은, 트래킹 에러 신호를 검출하기 위한 제1 및 제2 서브 빔이 된다.
제2 그레이팅(18)을 통과한 제2 파장의 레이저광은, 홀로그램 소자(19)를 투과하고, 상기 광 디바이스(9)로부터 출사된다. 상기 홀로그램 소자(19)는, 광 디바이스(9)로부터 출사되는 광속(왕로광)에 대해서도 회절 작용을 하지만, 왕로의 회절광 성분은 사용하지 않는다.
상기 광 디바이스(9)에는, 제1 파장의 레이저광의 제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스크)로부터의 반사광(복로광) 및 제2 파장의 레이저광의 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)로부터의 반사광(복로광)이 모두 입사된다. 이들 반사광은, 홀로그램 소자(19)를 투과하고, 수광 소자 기판(14) 측으로 입사된다. 상기 홀로그램 소자(19)는, 투명 기판상에 광학 투과성 재료에 의한 미세한 요철 주기 구조(凹凸週期構造)로 형성되어 구성되어 있는 광학 소자이다.
상기 홀로그램 소자(19)는, 제1 및 제2 영역(19L, 19R)으로 분할되어 있고, 각각 상이한 특성을 가지고 있다. 홀로그램 소자(19)는, 전체적으로는 원형으로 형성되어 있고, 제1 및 제2 영역(19L, 19R)은, 각각이 홀로그램 소자(19)를 반으로 나누어서 반원형으로 형성되어 있다.
상기 홀로그램 소자(19)를 제1 및 제2 영역(19L, 19R)으로 분할하는 분할선은, 상기 홀로그램 소자(19)의 중심, 즉, 광축을 통과하고, 광디스크(201)에서의 기록 트랙(201a)의 접선 방향과 광학 사상적으로 평행한 방향이 되어 있다. 즉, 광디스크(201)로부터의 반사광은, 홀로그램 소자(19)의 분할선에서, 광학 사상적으로 광디스크(201)에서의 직경 방향에 대하여 2분할되고, 한쪽이 제1 영역(19L)을 투과하고, 다른 쪽이 제2 영역(19R)을 투과하게 된다.
상기 홀로그램 소자(19)는, 제1 및 제2 영역(19L, 19R)의 각각에 있어서, 제1 파장의 반사광 및 제2 파장의 반사광을 회절시켜서 ±1차 회절광으로서 투과시키고, 이들 반사광으로부터의 트래킹 에러 신호 및 포커스 에러 신호의 검출을 가능하게 한다.
상기 제1 영역(19L)에서, 제1 파장의 반사광 및 제2 파장의 반사광은, 도 5의 화살표 A로 나타내는 방향으로 회절되어 ±1차 회절광이 된다. 또한, 상기 제2 영역(19R)에서, 제1 파장의 반사광 및 제2 파장의 반사광은, 도 5의 화살표 B로 나타내는 방향으로 회절되어 ±1차 회절광이 된다. 이들 제1 영역(19L)에서의 회절 방향과 제2 영역(19R)에서의 회절 방향은 상이한 방향이 되어 있다.
도 6은, 상기 광 디바이스(9)에서의 홀로그램 소자(19)와 수광 소자(12)의 각 수광면의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
홀로그램 소자(19)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 광학 사상적으로 광디스 크(201)에서의 직경 방향에 대하여 제1 및 제2 영역(19L, 19R)으로 2분할되어 있고, 또한, 각 영역(19L, 19R)에서의 회절 축이 서로 경사져서 형성되어 있다.
메인 빔의 광디스크(201)로부터의 반사광은, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 투과하는 부분 ML과, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 투과하는 부분 MR이 상이한 방향으로 회절되고, 각각 수광 소자(12)의 상이한 수광면으로 수광된다.
즉, 수광 소자(12)에서는, 한쌍의 제1 수광면(20A, 20B)에서, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 통과한 제1 및 제2 파장의 메인 빔의 반사광(ML(볼록), ML(오목))을 수광한다. 또한, 상기 수광 소자(12)에 있어서는, 한쌍의 제2 수광 영역(21A, 21B)이, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 통과한 제1 및 제2 파장의 메인 빔의 반사광(MR(볼록), MR(오목))을 수광한다.
이들 제1 수광면(20A, 20B) 및 제2 수광면(21A, 21B)은, 각각이 평행하게 4개로 더 분할되어 있다. 이들 제1 및 제2 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)을 분할하는 방향은, 홀로그램 소자(19)를 각 영역(19L, 19R)으로 분할하는 방향에 대하여 대략 직교하는 방향, 즉, 광학 사상적으로 광디스크(201)에서의 기록 트랙의 접선 방향이 되어 있다. 이들 제1 및 제2 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)의 분할된 각 부분은, 각각 독립적으로 광검출 신호를 출력한다.
이들 제1 및 제2 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)에 있어서, 분할된 각 부분으로부터의 광검출 출력 신호에 기초하여, 광디스크로부터의 정보의 판독 신호, 포커스 에러 신호, 워블 신호(wobble signal) 등을 검출할 수 있다.
즉, 이들 제1 및 제2 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)로부터의 모든 출력을 합산하여, 광디스크로부터의 판독 신호를 얻을 수 있다.
또한, 이들 제1 및 제2 수광면(20A, 20B)의 출력의 합계와, 21A와 21B의 출력의 합계 사이의 차이 출력을 대역 통과 필터(band pass filter)에 통과시킴으로써, 워블 신호를 얻을 수 있다.
그리고, 이들 제1 및 제2 수광면(20A, 21A)의 중심측 2개(20Ab, 20Ac, 21Ab, 21Ac)와 수광면(20B, 21B)의 양쪽 2개(20Ba, 20Bd, 21Ba, 21Bd)의 부분의 출력을 합계하고, 또한, 수광면(20B, 21B)의 중심측 2개(20Bb, 20Bc, 21Bb, 21Bc)와 수광면(20A, 21A)의 양쪽 2개(20Aa, 20Ad, 21Aa, 21Ad)의 부분의 출력을 합산하고, 이들 2개의 합계 출력 사이의 차이를 구함으로써, 이른바 SSD(스폿 사이즈)법에 의해 포커스 에러 신호를 얻을 수 있다.
즉, 홀로그램 소자(19)에서의 제1 영역(19L)은, +1차 회절광에 대해서는 볼록 렌즈의 렌즈 파워를 가지고, -1차 회절광에 대해서는 오목 렌즈의 렌즈 파워를 가지고 있다. 한편, 홀로그램 소자(19)에서의 제2 영역(19L)은, +1차 회절광에 대해에서는 오목 렌즈의 렌즈 파워를 가지고, -1차 회절광에 대해서는 볼록 렌즈의 렌즈 파워를 가지고 있다. 그러므로, 제1 및 제2 수광면(20A, 20B, 2lA, 21B)에서의 분할된 각 부분으로부터의 출력 신호에 기초하여 포커스 에러 신호를 생성할 수 있다. 상기 포커스 에러 신호 FE는, 각각의 제1 수광면(20A, 20B)에서의 분할된 각 부분으로부터의 출력 신호를 V20Aa, V20Ab, V20Ac, V20Ad, V20Ba, V20Bb, V20Bc, V20Bd라 하고, 각각의 제2 수광면(21A, 21B)에서의 분할된 각 부분으로부터 의 출력 신호를 V21Aa, V21Ab, V21Ac, V21Ad, V21Ba, V21Bb, V21Bc, V21Bd라 할때, 다음과 같이 구해진다.
FE = {(V20Ab + V20Ac + V20Ba + V20Bd) + (V21Ab + V21Ac + V21Ba + V21Bd)} - {(V20Aa + V20Ad + V20Bb + V20Bc) + (V21Aa + V21Ad + V21Bb + V21Bc)}
그리고, 메인 빔의 광디스크(201)로부터의 반사광을 수광하는 제1 및 제2 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)은, 전술한 바와 같이 분할된 각 부분 중, 중심 측의 2개의 부분을 하나의 수광면으로서 형성하고, 각각을 평행하게 3분할된 것으로서 형성할 수도 있다.
이 경우에는, 포커스 에러 신호 FE는, 각각의 제1 수광면(20A, 20B)에서의 분할된 각 부분으로부터의 출력 신호를 V20Aa, V20Ae(= V20Ab + V20Ac), V20Ad, V20Ba, V20Be(= V20Bb + V20Bc), V20Bd라 하고, 각각의 제2 수광면(21A, 21B)에서의 분할된 각 부분으로부터의 출력 신호를 V21Aa, V21Ae(= V21Ab + V21Ac), V21Ad, V21Ba, V21Be(= V21Bb, V21Bc), V21Bd라 할 때, 다음과 같이 구해진다.
FE = {(V20Ae + V20Ba + V20Bd) + (V21Aa + V21Ad + V21Be)}
-{(V20Aa + V20Ad + V20Be) + (V21Ae + V21Ba + V2lBd)}
그리고, 제1 및 제2 서브 빔의 광디스크(201)로부터의 반사광은, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 투과하는 부분 S1L, S2L과, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 투과하는 부분 S1R, S2R이 상이한 방향으로 회절되고, 각각이 수광 소자(12)에서 상이한 수광면에 의해 수광된다.
즉, 제1 및 제2 서브 빔은, 제1 또는 제2 회절 격자(3, 18)에 의해, 광학 사 상적으로 광디스크의 접선 방향으로, 메인 빔에 대해서 서로 역방향으로 동일한 각도를 두고 광디스크에 대해서 조사된다. 이들 서브 빔은, 광디스크의 신호 기록면 상에 있어서는, 기록 트랙에 대해서, 제1 파장의 레이저광(「DVD」 규격의 광디스크용)에 있어서는, 1/2트랙 피치만큼, 제2 파장의 레이저광(「CD」 규격의 광디스크 용)에 있어서는, (1)/(4)트랙 피치만큼, 각각 직경 방향으로 트랙을 벗어난(off-track한) 위치에 조사되도록 되어 있다. 그리고, 이들 서브 빔은, 광디스크의 신호 기록면에서 반사되고, 광 디바이스(9)에 입사된다.
이들 서브 빔은, 광 디바이스(9)에 있어서 홀로그램 소자(19)를 투과할 때에는, 메인 빔에 대해서 공간적으로 거의 중첩된 상태가 되고, 상기 홀로그램 소자(19)에 의해 메인 빔과 마찬가지로 회절 작용의 영향을 받는다. 그리고, 이들 서브 빔은, 수광 소자 기판(14)의 표면에 도달했을 때는, 각각의 광속 직경이 수십μm정도가 되고, 서로 이격된 상태가 된다. 이 상태에서, 각 서브 빔은, 대응하는 수광 영역에 의해 수광된다.
수광 소자(12)에서는, 제3 수광면(22)이, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 통과한 제1 파장의 제1 서브 빔의 반사광 S1L을 수광한다.
또한, 수광 소자(12)에서는, 제4 수광면(23)이, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 통과한 제1 파장의 제2 서브 빔의 반사광 S2L을 수광한다.
수광 소자(12)에서는, 제5 수광면(24)이, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 통과한 제2 파장의 제1 서브 빔의 반사광 S1L을 수광한다.
수광 소자(12)에서는, 제6 수광면(25)이, 홀로그램 소자(19)의 제1 영 역(19L)을 통과한 제2 파장의 제2 서브 빔의 반사광 S2L을 수광한다.
수광 소자(12)에서는, 제7 수광면(26)이, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 통과한 제1 파장의 제1 서브 빔의 반사광 S1R을 수광한다.
수광 소자(12)에서는, 제8 수광면(27)이, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 통과한 제1 파장의 제2 서브 빔의 반사광 S2R을 수광한다.
수광 소자(12)에서는, 제9 수광면(28)이, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 통과한 제2 파장의 제1 서브 빔의 반사광 S1R을 수광한다.
수광 소자(12)에서는, 제10 수광면(29)이, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 통과한 제2 파장의 제2 서브 빔의 반사광 S2R를 수광한다.
여기서, 제3 수광면(22), 제4 수광면(23), 제7 수광면(26) 및 제8 수광면(27)이, 본 발명에 따른 광 디바이스(9)에서의 제1 수광 영역이 되고, 제5 수광면(24), 제6 수광면(25), 제9 수광면(28) 및 제10 수광면(29)은, 본 발명에 따른 광 디바이스(9)에서의 제2 수광 영역이 된다.
그리고, 각 서브 빔의 광디스크의 기록 트랙에 대한 상대적인 진행 방향에 대하여 선행 빔을 제1 서브 빔 S1, 후행 빔을 제2 서브 빔 S2로 나타내고, 이들 반사광이 홀로그램 소자(19)의 제1 및 제2 영역(19L, 19R)에서 회절된 성분을 반사광 S1L, S1R, S2L, S2R로 나타내면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 이들 서브 빔의 반사광은, 메인 빔의 반사광에 대한 위치 관계를 유지한 채, 대응하는 수광 영역에서 수광된다.
여기서, 메인 빔의 반사광의 수광면(20A, 20B, 21A, 2lB)이 포커스 에러 신 호를 검출하기 위하여 평행하게 4분할되어 있는데 비해, 각 서브 빔의 반사광의 수광면은, 각 서브 빔의 각 반사광마다의 적분 광량을 일괄하여 검출하면 되므로, 하나의 수광면이 더 분할되지는 않는다.
홀로그램 소자(19)에 있어서는, 회절 현상의 원리로부터, 투과하는 광속의 파장이 상이하면, 회절각도 상이하게 된다. 따라서, 홀로그램 소자(19)에 있어서는, 제1 파장보다 긴 파장인 제2 파장의 서브 빔(790nm 대역)이, 제1 파장의 서브 빔(650nm 대역)보다 크게 회절되고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 파장의 서브 빔이 내측(광축에 가까운 쪽)에서, 제2 파장의 서브 빔이 외측(광축으로부터 먼 쪽)에서 수광된다. 각 서브 빔용의 수광면은, 이들 서브 빔의 도달 위치에 따라, 약간 경사진 직사각형으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 홀로그램 소자(19)에서 각 서브 빔에 대하여 ±1차의 합계 2개가 생성되는 회절광의 양측에 대하여, 하나의 서브 빔 만을 사용하도록 구성되어 있다. 수광면(20A)과 수광면(21A) 사이, 수광면(20B)과 수광면(21B) 사이에는, 본 실시예에서는 사용하지 않는 서브 빔의 스폿(50)이 나타나 있다.
도 7은, 제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스크)를 사용하고 있는 경우의 수광 소자상에서의 반사광 상태(도 7a) 및 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)를 사용하고 있는 경우의 수광 소자상에서의 반사광 상태(도 7b)를 나타내는 평면도이다.
상기 광학 픽업 장치에 있어서, 제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스 크)에 대해서, 제1 파장의 광원을 사용하여 기록, 또는, 재생하고 있는 경우에는, 광 디바이스(9)에서는, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 제1 내지 제4 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)에 의해 메인 빔의 반사광이 수광되고, 제3 및 제7 수광면(22, 26)에 의해 제1 서브 빔의 반사광이 수광되고, 제4 및 제8 수광면(23, 27)에 의해 제2 서브 빔의 반사광이 수광된다.
또한, 상기 광학 픽업 장치에 있어서, 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)에 대해서, 제2 파장의 광원을 사용하여 기록, 또는, 재생하고 있는 경우에는, 광 디바이스(9)에서는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 제1 내지 제4 수광면(20A, 20B, 21A, 21B)에 의해 메인 빔의 반사광이 수광되고, 제5 및 제9 수광면(24, 28)에 의해 제1 서브 빔의 반사광이 수광되고, 제6 및 제10 수광면(25, 29)에 의해 제2 서브 빔의 반사광이 수광된다.
그런데, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 광학 픽업 장치의 대물 렌즈(8)에서 발생하는 플레어나, 광디스크에서의 기록층이 2개의 층으로 되어 있는 경우의 재생 대상이 아닌 기록층으로부터의 반사광 등의 불필요한 광은, 수광 소자 기판(14)의 거의 전체면에 걸쳐서 퍼지면서 조사된다. 이와 같은 불필요한 광에 의해 광검출 출력에서 발생하는 직류(DC) 성분은, 각 수광면에 대응되어 수광되는 광스폿에 대한 수광량과 완전히 독립되며, 상기 수광면의 면적에 대략 비례하여 발생한다.
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 홀로그램 소자(19)에서의 동일한 영역을 투과하여도, 제1 파장의 서브 빔의 반사광과, 제2 파장의 서브 빔의 반사광 은, 상이한 수광면에 의해 수광된다. 따라서, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 각 서브 빔을 수광하는 수광면의 면적을 필요한 만큼만 최소한으로 작은 면적으로 형성할 수 있고, 불필요한 광의 영향을 억제할 수 있다.
도 8은, 제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스크)를 사용하고 있는 경우의 트래킹 에러 신호 TE의 연산 회로(도 8a) 및 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)를 사용하고 있는 경우의 트래킹 에러 신호 TE의 연산 회로(도 8b)를 나타내는 평면도이다.
상기 광 디바이스에 있어서, 트래킹 에러 신호의 생성은, 다음과 같이, 광 디스크의 종류에 따라 상이한 방법으로 행해진다.
제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스크)를 사용하는 경우에는, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 이른바 푸시풀 법(PP(Push-Pull)법)에 의해, 푸시풀 신호 신호(SubPP)를 구하고, 또한 불필요한 광에 의한 영향을 회피하기 위한 캔슬 신호(CS)를 구한다.
상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제1 서브 빔 및 제2 서브 빔의 각각에 대한 푸시풀 신호(SubPP)를 구하고, 상기 푸시풀 신호와 캔슬 신호의 연산에 의해, 트래킹 에러 신호 TE(OC-SubPP)를 생성한다.
각 서브 빔에 대한 푸시풀 신호(SubPP)는, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)를 투과한 서브 빔의 반사광의 광량과, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 투과한 서브 빔의 반사광의 광량의 차이에 대응하는 신호이며, 다음과 같이 구해진다. 여기서, 제3 수광면(22)으로부터의 검출 출력을 S1L, 제4 수광면(23)로부 터의 검출 출력을 S2L, 제7 수광면(26)으로부터의 검출 출력을 S1R, 제8 수광면(27)으로부터의 검출 출력을 S2R이라 한다.
SubPP = (S1R + S2R) - (S1L + S2L)
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제3 수광면(22) 및 제4 수광면(23)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되고, 제7 수광면(26) 및 제8 수광면(27)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되어 있으므로, (S1R + S2R) 및 (S1L + S2L)에 대해서는 연산할 필요가 없고, 각 서브 빔에 대한 푸시풀 신호(SubPP)는, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 연산 수단이 되는, 하나의 제1 감산기(30)만으로 구할 수 있다.
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서, 제1 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스크)를 사용하는 경우의 캔슬 신호(CS)는 하기와 같이 구해진다. 여기서, 제5 수광면(24)으로부터의 검출 출력을 S1L´, 제6 수광면(25)로부터의 검출 출력을 S2L´, 제9 수광면(28)으로부터의 검출 출력을 S1R´, 제10 수광면(29)으로부터의 검출 출력을 S2R´라 한다.
CS = (S1R´ + S2R´) - (S1L´ + S2L´)
상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제5 수광면(24) 및 제6 수광면(25)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되고, 제9 수광면(28) 및 제10 수광면(29)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되어 있으므로, (S1R´ + S2R´) 및 (S1L´ + S2L´)에 대해서는 연산할 필요가 없고, 캔슬 신호 CS는, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 연산 수단이 되는 하나의 제2 감산기(31)만으로 구할 수 있다.
그리고, 제1 감산기(30)로부터의 출력인 푸시풀 신호(SubPP)와, 제2 감산기(31)로부터의 출력인 캔슬 신호(CS)의 차이 신호를, 연산 수단이 되는 제3 감산기(32)에 의해 구함으로써, 트래킹 에러 신호 TE(OC-SubPP)가 구해진다.
그리고, 이들 연산 수단이 되는 각 감산기(30, 31, 32)는, 수광 소자 기판(14)상에 설치하는 것이 가능하다.
그리고, 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)를 사용하는 경우에도, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 이른바 푸시풀 법(PP(Push-Pull)법)에 의해, 푸시풀 신호(SubPP)를 구하면서, 불필요한 광에 의한 영향을 회피하기 위한 캔슬 신호(CS)를 구한다.
상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제1 서브 빔 및 제2 서브 빔의 각각에 대한 푸시풀 신호(SubPP)를 구하고, 상기 푸시풀 신호와 캔슬 신호의 연산에 의해, 트래킹 에러 신호 TE(OC-SubPP)를 생성한다.
각 서브 빔에 대한 푸시풀 신호(SubPP)는, 홀로그램 소자(19)의 제1 영역(19L)을 투과한 서브 빔의 반사광의 광량과, 홀로그램 소자(19)의 제2 영역(19R)을 투과한 서브 빔의 반사광의 광량의 차이에 대응하는 신호이며, 다음과 같이 구해진다. 여기서, 제5 수광면(24)으로부터의 검출 출력을 S1L, 제6 수광면(25)으로부터의 검출 출력을 S2L, 제9 수광면(28)으로부터의 검출 출력을 S1R, 제10 수광면(29)으로부터의 검출 출력을 S2R이라 한다.
SubPP = (S1R + S2R) - (S1L + S2L)
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제5 수광면(24) 및 제6 수광면(25)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되고, 제9 수광면(28) 및 제10 수광면(29)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되어 있으므로, (S1R + S2R) 및 (S1L + S2L)에 대해서는 연산할 필요가 없고, 각 서브 빔에 대한 푸시풀 신호(SubPP)는, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 하나의 제2 감산기(31)만으로 구할 수 있다.
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서, 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)를 사용하는 경우의 캔슬 신호(CS)는, 하기와 같이 구해진다. 여기서, 제3 수광면(22)으로부터의 검출 출력을 S1L´, 제4 수광면(23)으로부터의 검출 출력을 S2L´, 제7 수광면(26)으로부터의 검출 출력을 S1R´, 제8 수광면(27)으로부터의 검출 출력을 S2R´라 한다.
CS = (S1R´ + S2R´) - (S1L´ + S2L´)
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제3 수광면(22) 및 제4 수광면(23)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되고, 제7 수광면(26) 및 제8 수광면(27)으로부터의 검출 출력이 공통의 출력으로서 연결되어 있으므로, (S1R´ + S2R´) 및 (S1L´ + S2L´)에 대해서는 연산할 필요가 없고, 캔슬 신호(CS)는, 도 8b에 나타내는 바와 같이 하나의 제1 감산기(30)만으로 구할 수 있다.
그리고, 제2 감산기(3l)로부터의 출력인 푸시풀 신호(SubPP)와, 제1 감산기(30)로부터의 출력인 캔슬 신호(CS)의 차이 신호를, 제3 감산기(32)에 의해 구함으로써, 트래킹 에러 신호 TE(OC-SubPP)가 구해진다.
즉, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 제l 종류의 광디스크(「DVD」 규격의 광디스크)를 사용하는 경우와, 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)를 사용하는 경우에는, 제3 감산기(32)의 극성을 반대로 하여 사용하게 된다.
그리고, 전술한 실시예에 있어서는, 제2 레이저 광원이 광 디바이스(9)에 내장되고, 제1 레이저 광원이 광 디바이스(9)의 외부에 형성되어 있지만, 상기 광픽업 장치는, 제1 레이저 광원을 광 디바이스(9)에 내장하고, 제2 레이저 광원을 광 디바이스(9)의 외부에 설치하여 구성할 수도 있다. 여기서, 상기 광 디바이스(9)에 있어서, 불필요한 광의 트래킹 에러 신호에 대한 영향이 회피되는 원리에 대하여 설명한다.
도 9는, 상기 광 디바이스(9)에 있어서, 제1 파장의 서브 빔의 반사광을 수광하고 있는 상태(도 9a) 및 제2 파장의 서브 빔의 반사광을 수광하고 있는 상태(도 9b)를 나타낸 사시도이다.
상기 광 디바이스(9)에 있어서, 홀로그램 소자(19)에 의해 회절된 회절광은, 전술한 바와 같이, 수광 소자(12)상의 수광면에 조사되어, 광전(光電) 변환되어 전류로서 출력된다. 여기서, 홀로그램 소자(19)와 같은 회절 광학 소자에서는, 동일한 영역에서 입사 파장이 상이하면, 물리적 법칙에 의하여 그 회절각이 상이하게 된다. 따라서, 제1 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)에 사용하는 제1 파장의 서브 빔(파장은 650nm 대역)의 반사광은, 도 9a에 나타낸 바와 같이, 제2 종류의 광디스크(「CD」 규격의 광디스크)에 사용하는 제2 파장의 서브 빔(파장은 780nm 대역)의 반사광보다 작은 회절각으로, 0차 투과광에 가까운 위치에 조사된 다. 한편, 제2 파장의 서브 빔의 반사광은, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 제1 파장의 서브 빔의 반사광보다 큰 회절각으로, 0차 투과광으로부터 떨어진 위치에 조사된다.
그리고, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 회절각의 파장 의존성을 배려하여, 제1 파장의 서브 빔의 반사광과 제2 파장의 서브 빔의 반사광은, 상이한 수광 영역 A, B에 의해 수광되도록 되어 있다.
여기서, 불필요한 광에 의해 생기는 문제점에 대하여 설명한다.
도 10은, 수광 소자(12)상에 불필요한 광이 조사되는 모습을 나타내는 사시도(도 10a), 평면도(도 10b) 및 검출 신호를 나타낸 파형도(도 10c))이다.
전술한 바와 같이, 2층 디스크, 또는, 제1 종류 및 제2 종류의 광디스크에 대하여 호환성을 가지는 회절형의 대물 렌즈를 사용한 경우 등에 있어서는, 정규의 디스크 신호를 재생하기 위한 반사광과 함께, 원리상 불필요한 광이 발생하게 된다. 여기서, 불필요한 광은, 디스크 면에서 한 점에 집광하고 있지 않으므로, 반사되어 수광 소자(12)에 이를 때, 도 10a 및 도 10b에 나타낸 바와 같이, 크게 퍼져서, 수광 소자(12)상의 거의 전역에 걸쳐서 조사된다.
이 때, 정규의 반사광에 의한 검출 신호에 더하여, 도 10c에 나타낸 바와 같이, 불필요한 광 성분도 광전 변환되어 동일한 신호 경로에서 가산된다. 그리고, 불필요한 광은, 전술한 원리에 따라서, 디스크 피트(disc pit) 등에 의하여 정보가 변조되어 있지 않으므로, 거의 일정한 직류 성분으로서 검출된다.
그리고, 불필요한 광 성분은, 디스크의 경사나, 기록 시 및 재생 시의 출사 광량의 변화, 또는, 광속이 분기되어 있는 경우의 강도 분포나, 렌즈 시프트 등에 의한 변동의 영향은 받지만, 정규의 반사광에 대한 비율은 거의 일정하게 되어 있다. 따라서, 불필요한 광의 영향을 회피하기 위하여, 전기적인 일정치의 감산에 의한 제거만으로는 불완전하고, 광량 변화나 분포 변화 등에 따른 대책이 필요하다.
도 11은, 상기 광 디바이스(9)에서의 불필요한 광에 대한 대책 원리(제1 종류의 광디스크 사용 시)를 나타낸 평면도(도 11a) 및 파형도(도 11b)이다.
여기서, 불필요한 광의 조사 상태를 감안하면, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 서로 동일한 면적을 가지는 제1 수광 영역 A 및 제2 수광 영역 B에 대해서는, 바로 옆에 인접하고 있으면, 광량 분포를 고려하더라도, 동일한 광량을 수광함을 알 수 있다.
따라서, 하나의 파장의 레이저광을 사용하여 재생할 때에는 사용하지 않는 다른 쪽의 파장용 수광 영역의 출력을 사용하고, 이것을 주된 검출 출력으로부터 연산 수단이 되는 감산기(34)에 의해 감산하면, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 검출 신호로부터 불필요한 광 성분을 거의 완전히 제거할 수 있게 된다.
상기 광 디바이스(9)에 있어서, 제1 종류의 광디스크를 사용하고 있을 때에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 불필요한 광 성분을 제거하기 위하여, 감산기(34)에 의해 연산 출력 (A-B)를 얻으면 된다. 여기서는, 제1 파장의 서브 빔의 반사광을 수광하는 수광 영역 A로부터의 검출 출력을 A라 하고, 제2 파장의 서브 빔의 반사광을 수광하는 수광 영역 B로부터의 검출 출력을 B라 한다.
도 12는, 상기 광 디바이스(9)에서의 불필요한 광에 대한 대책 원리(제2 종류의 광디스크 사용 시)를 나타내는 평면도(도 12a) 및 파형도(도 12b)이다.
한편, 제2 종류의 광디스크를 사용하고 있을 때에는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 불필요한 광 성분을 제거하기 위해서는, 감산기(34)에 의해, 연산 출력 (B-A)를 얻으면 된다.
즉, 감산기(34)의 연산 출력의 극성을 반전시키기만 하면, 제1 종류의 광디스크 및 제2 종류의 광디스크를 재생할 때, 불필요한 광의 영향을 회피할 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 여기서, 제1 수광 영역 A 및 제2 수광 영역 B는, 전술한 실시예와 같이, 서브 빔의 반사광을 수광하는 수광 영역으로 한정되지 않고, 메인 빔의 반사광을 수광하는 수광 영역을 사용 파장에 따라 분할한 것일 수도 된다. 즉, 상기 광 디바이스(9)에 있어서는, 서브 빔의 반사광뿐만 아니라, 메인 빔의 반사광에 대하여도, 불필요한 광의 영향을 회피하는 연산을 행할 수 있다.
또한, 여기서, 제1 파장의 반사광을 수광하는 제1 수광 영역과, 제2 파장의 반사광을 수광하는 제2 수광 영역은, 각각의 수광 면적이 실질적으로 거의 동일하게 되어 있다. 실질적으로 동일하다는 것은, 각 파장의 입사광의 광 강도의 차이를 감안하여, 불필요한 광의 수광 강도가 각 파장에 대하여 동일한 면적이 되어 있는 것을 의미한다. 또한, 이들 각 수광 영역은, 수광면의 형상이 상이하더라도, 각각의 수광 면적이 각 파장의 입사광의 광강도의 차이를 감안하여 실질적으로 대략 동일하면 된다.
도 13은, 상기 광 디바이스(9)에서의 불필요한 광에 대한 대책을 실현하기 위한 구성을 나타낸 평면도(도 13a) 및 파형도(도 13b)이다.
따라서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 입사광의 파장이 제1 파장 및 제2 파장 중 어느 쪽인지를 판별하는 파장 판별 수단으로서, 디스크 종류 판별 수단(35)을 사용함으로써, 감산기(34)의 연산 출력의 극성을 자동적으로 반전시켜서, 불필요한 광의 영향을 회피할 수 있다. 여기서, 입사광의 파장과 디스크 종류는 대응되어 있으므로, 입사광의 파장을 판별하더라도, 디스크 종류를 판별하더라도, 동일한 결과를 얻을 수 있다. 상기 디스크 종류 판별 수단(35)도, 수광 소자 기판(14)상에 설치할 수 있다.
그리고, 제1 파장용 및 제2 파장용으로 분할된 수광 영역 A, B에서의 광강도를 비교하여도, 사용하고 있는 것이 어느 쪽 파장 인지를 판별할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 레이저 광원의 구동 회로가 수광 소자와 동일한 수광 소자 기판(14)상에 설치되어 있는 경우에는, 어느 레이저 광원의 구동 전압이 높게 되어 있는지를 참조함으로써도, 사용하고 있는 것이 어느 쪽의 파장인지를 판별할 수 있다.
그리고, 디스크 종류 판별 수단(35)에서의 판별에 기초하여 극성 전환 신호를 발생시키고, 상기 극성 전환 신호에 따라 감산기(34)에서의 극성을 전환함으로써, 외부적인 제어를 하지 않고, 어느 종류의 광디스크에 대해서도, 불필요한 광의 영향이 회피된 정규의 검출 출력을 얻는 것이 가능하게 된다. 즉, 이 구성에 있어서는, 감산기(34)는, 극성 전환 수단을 구비하고 있고, 디스크 종류 판별 수단(35)으로부터 공급되는 극성 전환 신호에 따라, 연산 출력의 극성을 반전시킨다.
도 14는, 상기 광 디바이스(9)에서의 불필요한 광에 대한 대책을 실현하기 위한 다른 구성을 나타낸 평면도(도 14a) 및 파형도(도 14b)이다.
그런데, 전술한 바와 같은 각 광디스크에 대해서는, 전술한 바와 같이 3개의 빔을 생성하고, 메인 빔 및 서브 빔의 반사광을 각각 사용하여 트래킹 에러 신호를 생성하는, 이른바 DPP(차동 푸시풀) 법도 사용된다.
여기서, 제2 종류의 광디스크 중 기록형(이른바 「기록형 DVD」)에 있어서는, 기록광의 파워르 확보하는 관점에서 보면, 메인 빔의 광량을 확보하기 위해, 서브 빔 및 메인 빔의 광량 비가, 1:10 내지 1:20의 큰 값으로 설정되는 것이 일반적이다. 그리고, 상기 광량 비의 대표값은 1:16으로 설정된다.
이와 같은 광학계에 있어서는, 메인 빔의 반사광에서의 불필요한 광 성분을 무시할 수 있는 경우라도, 예를 들면, 메인 빔에 기인하는 플레어가 서브 빔의 반사광을 수광하는 수광 영역에도 조사되므로, 서브 빔의 반사광에는 10배 내지 20배의 영향을 끼치게 된다.
따라서, 메인 빔의 반사광의 검출 출력에 대해서는, 회로계를 단순화하기 위하여, 전술한 바와 같은 캔슬 신호는 생성하지 않고, 불필요한 광의 영향을 무시할 수 없는 서브 빔의 반사광에 대해서만, 전술한 바와 같은 캔슬 신호를 생성하여 사용하는 것을 고려할 수 있다.
즉, 도 14a에 나타낸 바와 같이, 서브 빔의 반사광을 수광하는 수광 영역 A, B 만에 대하여, 서로 인접하면서 동일한 면적의 수광 영역을 형성하고, 이들 수광 영역으로부터의 검출 출력의 차이에 기초하여, 불필요한 광의 영향을 회피할 수 있 다. 그리고, 도 14b에 나타낸 바와 같이, 감산기(34)로부터의 연산 출력 Sl´, S2´를 상수 k배로 증폭함으로써, 연산 출력 kS1´, kS2´를 구하면, 충분한 진폭을 가지는 신호 출력을 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디바이스(9)에 있어서는, 연산 회로의 규모를 대형화하지 않으면서, 광량이 적은 서브 빔의 반사광에 대하여 불필요한 광의 영향을 억제할 수 있고, 오프셋의 저감을 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 광 디바이스에 있어서, 트래킹 에러 신호 TE 및 포커스 에러 신호 FE를 얻기 위한, 홀로그램 소자(19) 및 수광 소자(12)는, 전술한 구성으로 한정되지 않고, 종래부터 알려진 각종 구성을 대신 사용할 수 있다.
즉, 상기 광 디바이스(9)에 있어서, 전술한 바와 같이, 메인 빔의 반사광을 수광하는 제1 수광면(20A, 20B) 및 제2 수광면(21A, 21B)은, 각각을 평행하게 3분할할 수도 있고, 광디스크에 대하여 기록하는 경우, 푸시풀 신호(SubPP)나, 메인 빔에 대하여도 푸시풀 신호를 구하여 차동 푸시풀법에 따른 트래킹 에러 신호(TE(DPP))를 구하는 경우에는, 3분할하면 된다. 단, 광디스크를 재생하는 경우에 사용하는, 이른바 위상차 검출법(DPD법)을 행하는 경우에는, 메인 빔의 반사광을 수광하는 제1 수광면(20A, 20B) 및 제2 수광면(21A, 21B)은, 각각을 평행하게 4분할할 필요가 있다.
또한, 메인 빔의 반사광을 수광하는 제1 수광면(20A, 20B) 및 제2 수광면(21A, 21B)은, 제1 파장의 메인 빔의 반사광을 수광하는 영역과 제2 파장의 메인 빔의 반사광을 수광하는 영역으로 더 분할하도록 해도 된다. 이 경우에는, 각 수 광면(20A, 20B, 21A, 21B)은, 각각이, 6면, 또는, 8면의 수광 영역으로 분할되게 된다.
본 발명에 따르면, 사용하는 광원의 파장이 상이한 광디스크에 대하여 정보 신호의 재생, 또는, 기록 및 재생할 때, 광디스크로부터의 불필요한 반사광에 의한 영향을 배제할 수 있고, 출력 신호에 대한 연산이 복잡하게 되는 것을 회피할 수 있는 광 디바이스를 제공하고, 이와 같은 광 디바이스를 사용하여 구성된 광픽업 장치를 제공한다.

Claims (13)

  1. 적어도 수광 소자와 홀로그램 소자를 구비하여 구성되며, 복수개의 상이한 파장의 입사광을 상기 홀로그램 소자에서 회절시키고, 이 회절광을 상기 수광 소자상의 수광 영역에서 수광하는 광 디바이스로서,
    상기 수광 소자는, 상기 홀로그램 소자에서의 회절각이 상이한 상기 각 파장의 입사광에 대응되어 각각이 하나의 파장의 입사광을 수광하기 위한 복수개의 수광 영역을 가지고,
    상기 복수개의 수광 영역으로부터의 각 출력 신호에 기초하는 연산을 행하는 연산 수단을 구비하고,
    상기 연산 수단은, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때에, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여, 불필요한 광 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 수광 영역은, 각각의 수광 면적이 실질적으로 거의 동일한 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입사광의 파장이 제1 파장 및 제2 파장의 어느 하나인 경우에,
    상기 연산 수단은, 제1 파장의 입사광에 대하여 제1 수광 영역에 있어서 수광하고 있을 때에는, 상기 제1 수광 영역으로부터의 출력 신호 S1과 제2 수광 영역으로부터의 출력 신호 S2에 기초하여, (S1 - S2)의 연산에 의하여, 불필요한 광 성분을 검출하고, 제2 파장의 입사광에 대하여 제2 수광 영역에 있어서 수광하고 있을 때에는, 상기 제2 수광 영역으로부터의 출력 신호 S2와 제1 수광 영역으로부터의 출력 신호 S1에 기초하여, (S2 - S1)의 연산에 의하여, 불필요한 광 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입사광의 파장이 제1 파장 및 제2 파장 중 어느 하나인 경우에,
    상기 입사광의 파장이 상기 제1 파장 및 제2 파장의 어느 하나인지를 판별하는 파장 판별 수단과,
    상기 파장 판별 수단에서의 판별 결과에 기초하여, 상기 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시키는 극성 전환 수단
    을 구비하고,
    상기 연산 수단은, 제1 파장의 입사광을 수광하는 제1 수광 영역으로부터의 출력 신호 S1과 제2 파장의 입사광을 수광하는 제2 수광 영역으로부터의 출력 신호 S2에 기초하여, (S1 - S2)의 연산을 행하고,
    상기 극성 전환 수단은, 입사광의 파장이 상기 제1 파장인 경우에는, 상기 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시키지 않고, (S1 - S2)의 연산의 결과를 불필요한 광 성분의 검출 신호로 하고, 입사광의 파장이 상기 제2 파장인 경우에는, 상기 연산 수단으로부터의 출력 신호의 극성을 반전시켜서, (-1) × (S1 - S2)의 연산의 결과를 불필요한 광 성분의 검출 신호로하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 연산 수단, 파장 판별 수단 및 상기 극성 전환 수단 중 적어도 일부가, 상기 수광 소자와 동일한 기판상에 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    정보 기록 매체로부터의 주된 정보의 판독을 위해 상기 정보 기록 매체에 조사되는 메인 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광과, 상기 정보 기록 매체의 기록 트랙에 대한 트래킹 동작을 위해 상기 정보 기록 매체에 조사되는 2개의 서브 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광이, 상기 입사광으로서 입사되고,
    상기 수광 소자는, 상기 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역과, 상기 2개의 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역을 가지고 있고, 이들 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역 및 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역의 각각에 대하여, 상기 홀로그램 소자에서의 회절각이 상이한 상기 각 파 장의 입사광에 대응되어 각각이 하나의 파장의 입사광을 수광하기 위한 복수개의 수광 영역을 가지고 있고,
    상기 연산 수단은, 상기 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대하여, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와, 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하고, 또한 상기 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대하여, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와, 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여, 불필요한 광 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    정보 기록 매체로부터의 주된 정보의 판독을 위하여 상기 정보 기록 매체에 조사되는 메인 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광과, 상기 정보 기록 매체의 기록 트랙에 대한 트래킹 동작을 위하여 상기 정보 기록 매체에 조사되는 2개의 서브 빔의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광이, 상기 입사광으로서 입사되고,
    상기 수광 소자는, 상기 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역과, 상기 2개의 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역을 가지고 있고, 메인 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대해서는, 입사광의 파장에 의하지 않고 공통의 수광 영역에서 수광하고, 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대해 서는, 상기 홀로그램 소자에서의 회절각이 상이한 상기 각 파장의 입사광에 대응되어 각각이 하나의 파장의 입사광을 수광하기 위한 복수개의 수광 영역을 가지고 있고,
    상기 연산 수단은, 상기 서브 빔의 반사광을 수광하기 위한 수광 영역에 대하여, 하나의 파장의 입사광에 대하여 하나의 수광 영역에서 수광하고 있을 때, 상기 하나의 수광 영역으로부터의 출력 신호와, 다른 수광 영역으로부터의 출력 신호에 기초하는 연산을 행하여, 불필요한 광 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀로그램 소자는, 직선 분할선을 통하여 2개의 영역으로 분할되어 있고,
    정보 기록 매체로부터의 정보의 판독을 위하여 상기 정보 기록 매체에 조사되는 광속(光束)의 상기 정보 기록 매체에 의한 반사광이 상기 입사광으로서 입사되는 경우에는, 상기 홀로그램 소자를 2개의 영역으로 분할하고 있는 분할선이 상기 정보 기록 매체의 기록 트랙에 대해서 광학 사상적(光學寫像的)으로 평행이 되는 방향으로 배치되고, 상기 홀로그램 소자가 반사광을 회절시켜서 상기 반사광을 상기 기록 트랙에 대해서 광학 사상적으로 직교하는 방향으로 2분할하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입사광의 파장은 제1 파장인 790nm대역 근방 및 제2 파장인 660nm대역 근방의 파장인 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입사광의 파장 중 제1 파장의 광을 발광하는 광원 및 제2 파장의 광을 발광하는 광원 중 적어도 어느 한쪽을, 상기 수광 소자와 동일한 기판상에 일체적으로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입사광의 파장 중 제1 파장의 광을 발광하는 광원 및 제2 파장의 광을 발광하는 광원을 구비하고,
    상기 각 광원으로부터 발광되는 광속을 정보 기록 매체에 조사하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광을 상기 광 디바이스에 대한 입사광으로 하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 정보를 판독하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  12. 제1 항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 광 디바이스와,
    제1 파장의 레이저광을 발광하는 제1 레이저 광원과,
    상기 제1 레이저 광원으로부터 발광되는 제1 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제1 회절 격자와,
    상기 광 디바이스 내에 설치되고, 제2 파장의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원과,
    상기 광 디바이스 내에 설치되고, 상기 제2 레이저 광원으로부터 발광되는 제2 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제2 회절 격자
    를 구비하고,
    상기 각 레이저 광원으로부터 발광되는 레이저광을 정보 기록 매체에 조사하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광을 상기 광 디바이스에 대한 입사광으로 하고, 상기 메인 빔의 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 주된 정보를 판독하면서, 상기 각 서브 빔의 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 트래킹 에러 신호를 판독하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  13. 제1항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 광 디바이스와,
    상기 광 디바이스 내에 설치되고, 제1 파장의 레이저광을 발광하는 제1 레이저 광원과,
    상기 광 디바이스 내에 설치되고, 상기 제1 레이저 광원으로부터 발광되는 제1 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제1 회절 격자와,
    제2 파장의 레이저광을 발광하는 제2 레이저 광원과,
    상기 제2 레이저 광원으로부터 발광되는 제2 파장의 레이저광을 메인 빔 및 2개의 서브 빔으로 분할하는 제2 회절 격자
    를 구비하고,
    상기 각 레이저 광원으로부터 발광되는 레이저광을 정보 기록 매체에 조사하고, 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광을 상기 광 디바이스에 대한 입사광으로 하고, 상기 메인 빔의 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 주된 정보를 판독하면서, 상기 각 서브 빔의 상기 정보 기록 매체로부터의 반사광에 의해 상기 정보 기록 매체로부터의 트래킹 에러 신호를 판독하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
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