KR20090033080A - 광 픽업 장치, 광 기록 매체 구동 장치 및 신호의 기록/재생 방법 - Google Patents

광 픽업 장치, 광 기록 매체 구동 장치 및 신호의 기록/재생 방법 Download PDF

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다꾸 쯔보이
에이이찌 우에다
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소니에누이시오프티아크 가부시키가이샤
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Abstract

본원 발명은, 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체의, 신호의 기록 또는 재생의 대상으로 되는 대상층으로부터의 광이, 비대상층으로부터의 광의 영향을 광 검출기 상에서 받는 것을 억제할 수 있는 광 픽업 장치, 광 디스크 드라이브 장치 및 신호의 기록/재생 방법을 제공하는 것이다. 광 픽업(6)은 위상차 소자(26)를 구비한다. 위상차 소자(26)는, 전형적으로는 광축에 대해 좌우 또는 상하 대칭적인 2개의 영역 L 및 M을 갖는다. 위상차 소자(26)는, 예를 들면 P편광에 대해 실질적으로 투과시키고, S편광에 대해서는 영역 L을 통과하는 광과 영역 M을 통과하는 광에 위상차 π[rad]를 발생시킨다. 즉, 위상차 소자(26)는, 예를 들면 S편광인 복로의 레이저광에 대해, 영역 L 및 M을 통과한 각각의 광에 위상차를 발생시킨다. 2개의 영역을 통과한 각각의 광은 캔슬되어, 포토 디텍터에는 입사되지 않는다.
광 픽업, 위상차 소자, 광 디스크, 대물 렌즈, 레이저광원, 포토 디텍터

Description

광 픽업 장치, 광 기록 매체 구동 장치 및 신호의 기록/재생 방법{OPTICAL PICKUP APPARATUS, OPTICAL RECORDING MEDIUM DRIVING APPARATUS, AND SIGNAL RECORDING/REPRODUCING METHOD}
본 발명은, 광 기록 매체에 신호를 기록 또는 기록된 신호를 재생하는 광 픽업 장치, 이것을 탑재한 광 기록 매체 구동 장치, 신호의 기록/재생 방법에 관한 것이다.
종래부터, 광 기록 매체인 광 디스크 중, 한쪽 면에 2층의 기록층을 갖는 디스크가 있다. 이 광 디스크를 이하 편의적으로 2층 디스크라고 한다. 이 2층 디스크가 이용되는 경우, 이 2층 디스크의 2개의 기록층 중 기록 또는 재생의 대상으로 되는 대상층으로부터의 반사광과, 대상층이 아닌 인접층으로부터의 반사광이, 광전 변환용의 디텍터에 입사된다. 이 경우, 인접층으로부터의 반사광의 파워(혹은 광도)는 대상층으로부터의 반사광의 파워보다 충분히 낮기 때문에, 디텍터에서의 양 광의 간섭은 문제로 되지 않는다. 또한, 이 경우 인접층으로부터의 메인 빔은, 디텍터에는 포커스하지 않으므로, 디텍터 부근에서 그 빔 직경은 커진다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
그런데, 트랙킹 제어에 이용되는 3빔법에서는 레이저광원(5)으로부터의 레이저광이 회절 격자에 의해, 0차의 회절광인 메인 빔과, ±1차의 회절광인 서브 빔의 3개의 빔으로 분리된다. 서브 빔은, 메인 빔을 검출하는 디텍터와는 별도의 서브 디텍터에 의해 검출된다. 이들 메인 빔 및 2개의 서브 빔의 각 푸시풀 신호값을 이용한 소정의 계산식에 의해 DPP(Differential Push-Pull) 신호인 트랙킹 에러 신호가 얻어진다. 일반적으로, 메인 빔의 파워는 서브 빔의 파워의 10∼20배 정도로 되어 있다.
이 3빔법이, 상기한 2층 디스크의 기록 또는 재생 시에 적용되는 경우, 다음과 같은 문제가 일어난다. 즉, 대상층으로부터의 서브 빔의 파워가, 인접층으로부터의 메인 빔의 파워에 비교적 가깝기 때문에, 간섭 등이 현저화된다. 이 간섭에 의해 서브 디텍터에 입사하는 광의 파워에 불균일이 발생한다. 또한, 트랙킹 제어에 의해 대물 렌즈는 트랙킹 방향으로 움직이므로, 그 간섭 부분이 동요되고, 그 결과 트랙킹 에러 신호에 흐트러짐이 생긴다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 상기 특허 문헌 1에서는 인접층으로부터의 메인 빔의 일부가, 광학 부재(25)에 형성된 홀로그램 영역(251)에 의해 회절시켜지고, 그 회절광은 디텍터에 입사되지 않는다고 하는 기술이 개시되어 있다. 홀로그램 영역(251)에 의해 회절된 메인 빔의 일부는, 디텍터에서의 메인 빔의 스폿의 외측으로 벗어난다(도 11의 (a) 참조). 이에 의해, 인접층으로부터의 메인 빔의 스폿 중에 구멍이 형성된다. 그 구멍이, 메인 디텍터 및 서브 디텍터에 겹치도록, 홀로그램 영역(251)의 배치, 형상 등이 설정되어 있다. 이에 의해, 대상층으로부 터의 메인 빔 및 서브 빔이 인접층으로부터의 메인 빔과 간섭하지 않게 된다.
상기 문제를 해결하는 다른 기술로서, 광 디스크의 기록층에서의 서브 빔의 스폿의 면적이, 메인 빔의 스폿의 면적이 크게 설정된다고 하는 등의 기술이 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조). 3빔을 발생시키는 회절 격자(61)의 격자 패턴이, 소정의 규칙성을 가짐으로써, 서브 빔(70b, 70c)의 스폿이 커진다. 서브 빔(70b, 70c)의 스폿이 커지면, 그 서브 빔의 에너지가 분산되어, 서브 빔과 인접층으로부터의 메인 빔과의 간섭이 억제된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-203090호 공보(단락 [0098], 도 10의 (a), 도 11의 (a) 등)
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-344380호 공보(단락 [0036], 도 2, 도 4)
그러나, 특허 문헌 1에서는 디텍터의 수광면과 적어도 동일한 면적의 구멍이 형성되어야만 하므로, 서보에 의해 트랙킹 방향에서 대물 렌즈가 요동하는 것을 생각하면, 구멍의 면적은 디텍터의 수광면보다 크게 설정되어야만 한다.
또한, 특허 문헌 1에서는, 대상층으로부터 반사된 L11_0차 광이나 L11_±1차 광까지가, 구멍이 뚫려진 상태(도 11의 (a)에서는 작으므로 보이지 않음)로 된다. 따라서 재생용의 RF 신호를 얻기 위한 파워가 감소하여, MTF(Modulation Transfer Function)가 대폭으로 변하게 된다. 이에 의해, 신호의 기록 또는 재생의 성능이 열화된다고 하는 문제가 있으므로, 특허 문헌 1에서는 보조 광 검출기(247)(도 9 참조)가 설치되고, 그에 의한 검출 신호와, 메인 광 검출기(240)의 검출 신호가 합산된다.
그러나, 이 경우 보조 광 검출기(247)가 필요하므로, 광 픽업이 대형화되고, 코스트도 증가한다. 또한, 수광 영역이 늘어남으로써, 신호 대역이 감소하여, 고속 기록, 고속 전송에는 적합하지 않다. 또한, 광 검출기(40) 상의 정확한 위치에 0차광의 구멍이 배치되어야만 하는, 즉 2차원적인 구멍의 위치 정렬이 필요로 된다. 그 때문에, 적어도 광학 부재(25) 및 광 검출기(40)의 위치 정렬이 고정밀도로 행해질 필요가 있어, 제조가 용이하지는 않다.
특허 문헌 2에서는, 광 디스크의 기록층에서의 서브 빔의 스폿이 커지면, 다음과 같은 문제가 일어난다. 예를 들면 광 디스크의 기록층에 형성된 피트와, 피트가 형성되어 있지 않은 경계 영역에 빔이 조사될 때, 푸시풀 신호 자체가 흐트러진다. 이 경우, 메인 빔의 푸시풀(MPP) 신호의 흐트러짐량과, 서브 빔의 푸시풀(SPP) 신호의 흐트러짐량에 큰 차이가 발생한다. 그 결과, DPP 신호, 즉 트랙킹 에러 신호에 큰 흐트러짐이 발생한다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체의 신호의 기록 또는 재생의 대상으로 되는 대상층으로부터의 광이, 비대상층으로부터의 광의 영향을 광 검출기 상에서 받는 것을 억제할 수 있는 광 픽업 장치, 광 디스크 드라이브 장치 및 신호의 기록/재생 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광 픽업 장치의 대형화를 방지하고, 코스트를 억제 하고, 그 제조 시에 고정밀도의 위치 정렬 등이 필요 없는 광 픽업 장치 등의 기술을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 신호를 기록하는 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체에 레이저광을 조사하는 것이 가능한 광 픽업 장치로서, 상기 레이저광을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 상기 광 기록 매체에 모으는 집광 소자와, 상기 광 기록 매체에서 반사시켜진 상기 레이저광이 입사되는 적어도 2개로 분할된 영역을 갖고, 상기 복수의 기록층 중의 상기 신호의 기록 또는 재생의 대상이 아닌 비대상층에서 반사시켜져, 적어도 상기 2개의 영역에 각각 입사된 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록, 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시키는 위상차 소자와, 상기 위상차 소자로부터 출사된 상기 레이저광을 수광하는 광 검출기를 구비한다.
복수의 기록층 중 신호의 기록 또는 재생의 대상으로 되는 대상층에서 반사시켜진 레이저광은, 위상차 소자를 통과하여 광 검출기에 입사되고, 광 검출기에 의해 기록 또는 재생을 위한 전기 신호로 변환하게 된다. 한편, 위상차 소자에 의해 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록 작용하고, 약해진 광이 광 검출기에 입사되어도, 상기 대상층에서 반사시켜진 레이저광에 영향을 미치지 않는다. 즉, 광 검출기 상에서, 대상층에서 반사된 레이저광이 비대상층에서 반사된 레이저광의 영향을 받기 어려워진다. 그 결과, 예를 들면 DPP법에 의한 트랙킹 에러 신호의 흐트러짐을 방지할 수 있다.
본 발명에서는, 트랙킹 에러 신호의 흐트러짐을 방지하는 것 외에, 서로 인접하는 기록층에서 반사시켜진 메인 빔끼리가 서로 영향을 미치는 것도 방지할 수 있다. 장래적으로, 1개의 기록 매체가 3개 이상의 기록층을 갖고, 기록층끼리의 거리가 가까워진 경우, 메인 빔이나 서브 빔의 차이에 관계없이, 즉 3빔법을 채용하고 있는지의 여부에 상관없이, 서로 다른 기록층으로부터의 레이저광은 간섭하기 쉬워진다고 생각된다. 본 발명에서는, 그와 같은 문제도 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 특허 문헌 1의 문제점으로서 든, 광 픽업 장치의 대형화가 방지되고, 또한 코스트가 억제되며, 제조 시에 고정밀도의 위치 정렬 등의 필요성도 없어진다.
위상차 소자는, 제1 광 및 제2 광의 각각의 적어도 일부끼리가 서로 약해지도록 한 구성이면 된다. 이 경우, 비대상층으로부터의 레이저광의 빔 스폿은 광 검출기에서 포커스하지 않고 수광면보다 큰 면적으로 된다.
집광 소자란, 대물 렌즈, 또는 대물 렌즈와 일체적으로 움직이는 액튜에이터 등에 탑재되는 광학계 등을 의미한다.
「제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록」이란, 제1 광 및 제2 광이 상쇄되는 의미도 포함된다.
본 발명에서, 광 픽업 장치는 트랙킹 에러 신호를 생성하기 위해, 상기 광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 메인 빔 및 서브 빔으로 분할하는 분할 소자를 더 구비하고, 상기 위상차 소자는, 상기 비대상층에서 반사시켜진 메인 빔의 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시킨다. 이에 의해, 복수의 기록층 중의 대상층으 로부터의 서브 빔과, 비대상층으로부터의 메인 빔과의 광 검출기 상에서의 간섭에 의한 악영향을 적게 할 수 있다. 그 결과, 트랙킹 에러 신호의 흐트러짐을 억제할 수 있다.
상기 위상차 소자는, 상기 제1 광 및 상기 제2 광에 π[rad]의 상기 위상차를 발생시킨다. 이에 의해, 제1 광 및 제2 광이 실질적으로 캔슬되어, 광 검출기는 실질적으로 대상층으로부터의 레이저광만을 검출할 수 있다.
예를 들면 위상차 소자로서, 편광 선택성의 소자가 이용된다. 여기서 말하는 편광이란, 원편광이어도 되고, 직선 편광이어도 된다.
본 발명에서, 광 픽업 장치는, 상기 레이저광의 광로 상에 배치된 편광 빔 스플리터와, 상기 편광 빔 스플리터와 상기 집광 소자 사이의 상기 광로 상에 배치된 λ/4판을 더 구비한다. 편광 빔 스플리터 및 λ/4판에 의해, 광원으로부터 광 기록 매체까지 가는 레이저광의 로(이하, 왕로라고 함)와, 광 기록 매체로부터 광 검출기까지 레이저광이 되돌아가는 로(이하, 복로라고 함)를 분리하는 광학계가 구성된다.
본 발명에서, 상기 위상차 소자는, 상기 편광 빔 스플리터와 상기 λ/4판 사이의 상기 광로 상에 배치되고, 상기 레이저광의 직선 편광의 상태에 따라서 상기 위상차를 발생시킨다. 왕로 및 복로에서 레이저광의 직선 편광의 상태가 서로 다른, 즉 직선 편광의 방향이 서로 다르므로, 위상차 소자는 예를 들면 복로의 레이저광에 위상차를 발생시킬 수 있다.
예를 들면 상기 위상차 소자는, 적어도 상기 2개의 영역 중의 제1 영역을 포 함하는 제1 재료와, 적어도 상기 2개의 영역 중의 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 재료와는 상이한 제2 재료를 갖는 소자이다. 즉, 위상차 소자는, 제1 영역을 출사하는 광이 정상광(또는 이상광), 제2 영역을 출사하는 광이 이상광(또는 정상광)으로 되는 복굴절성의 작용을 하는 소자에 의해 실현된다.
본 발명에서, 상기 위상차 소자는 액정 소자이어도 된다. 액정 소자는, 상기 제1 영역 및 제2 영역마다 액정의 구동 전압을 변화시킴으로써 위상차를 발생시킨다. 이에 의해, 예를 들면 레이저광으로서 복수의 파장의 레이저광이 이용되는 경우에, 위상차 소자는 그 복수의 파장의 레이저광에 대응 가능하다. 이 경우, 상기 광원은 복수의 파장을 각각 갖는 복수의 레이저광을 출사 가능하다.
본 발명에서, 상기 위상차 소자는, 상기 편광 빔 스플리터와 상기 광 검출기 사이의 상기 광로 상에 배치되어 있다. 본 발명의 경우, 위상차 소자에는 왕로의 레이저광은 통과하지 않고, 복로의 레이저광이 통과하므로, 위상차 소자의 설계가 용이하게 된다. 예를 들면, 상기 위상차 소자는, 상기 광로의 광축 방향의 두께가, 적어도 상기 2개의 영역에서 서로 다르도록 구성된 판재이다.
본 발명에서, 상기 위상차 소자는, 상기 영역으로서, 상기 레이저광의 광축 방향으로 수직한 면 내에서 제1 방향으로 3분할된 영역과, 상기 수직한 면 내에서 상기 제1 방향으로 직교하는 제2 방향으로 3분할된 영역에 의해 구성되는 6분할 영역을 갖는다. 이에 의해, 예를 들면 제1 방향이 세로 방향이며, 제2 방향이 가로 방향인 경우, 좌우 방향 및 상하 방향에서, 비대상층으로부터의 레이저광이 서로 약해진다. 즉, 레이저광을 효율적으로 실질적으로 캔슬할 수 있다.
본 발명에 따른 광 기록 매체 구동 장치는, 신호를 기록하는 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체를 구동하는 광 기록 매체 구동 장치로서, 레이저광을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 상기 광 기록 매체에 모으는 집광 소자와, 상기 광 기록 매체에서 반사시켜진 상기 레이저광이 입사되는 적어도 2개로 분할된 영역을 갖고, 상기 복수의 기록층 중의 신호의 기록 또는 재생의 대상이 아닌 비대상층에서 반사시켜져, 적어도 상기 2개의 영역에 각각 입사된 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록, 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시키는 위상차 소자와, 상기 위상차 소자로부터 출사된 상기 레이저광을 수광하는 광 검출기를 갖는 광 픽업과, 상기 광 픽업을 이용하여 상기 광 기록 매체에 상기 신호를 기록하는 것 및 상기 광 기록 매체에 기록된 상기 신호를 재생하는 것 중 적어도 한쪽을 행하는 기록/재생 처리부를 구비한다.
본 발명에 따른 신호의 기록/재생 방법은, 레이저광을 출사하고, 상기 출사한 레이저광을, 신호를 기록하는 복수의 기록층을 갖는 상기 광 기록 매체에 모으고, 상기 복수의 기록층 중의 상기 신호의 기록 또는 재생의 대상이 아닌 비대상층에서 반사시켜진 상기 레이저광을, 위상차 소자 중 적어도 2개로 분할된 영역에 각각 입사시킴으로써, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 각각 입사된 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록, 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시키고, 상기 위상차 소자로부터 출사된 상기 레이저광을 수광하고, 상기 광 기록 매체에 상기 신호를 기록하는 것 및 상기 수광한 레이저광에 기초하여 상기 광 기록 매체에 기록된 상기 신호를 재생하는 것 중 적어도 한쪽을 행한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체의 신호의 기록 또는 재생의 대상으로 되는 대상층으로부터의 광이, 비대상층으로부터의 광의 영향을 광 검출기 상에서 받는 것을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 디스크 구동 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
광 디스크 구동 장치(100)는, 스핀들 모터(8), 광 픽업(6), 프리앰프(9), 3축 액튜에이터(7), 서보 제어부(17)를 구비하고 있다.
스핀들 모터(8)는 DVD±R/RW, CD-R/RW, BD(Blu-ray Disc(등록 상표))와 같은 광 기록 매체(이하, 광 디스크라고 함)(2)를 회전 구동한다.
광 픽업(6)은 레이저광원(5), 이 레이저광원(5)으로부터 출사된 레이저광을 광 디스크(2)에 집광시키는 대물 렌즈(3), 광 디스크(2)로부터의 반사 복귀광을 검출하는 포토 디텍터(PD)(4) 등, 3축 액튜에이터(7) 등을 갖는다. 레이저광원(5)으로서는, 전형적으로는 레이저 다이오드(LD)가 이용되지만, 이에 한정되지 않는다. 광 픽업(6)의 광학계에 대해서는 후에 상술한다.
3축 액튜에이터(7)는 광 픽업(6)의 대물 렌즈(3)의 부분을, 트랙킹 방향, 포커싱 방향 및 틸트 방향으로 이동시킨다. 대물 렌즈(3)를 구동하는 액튜에이터로서, 3축 액튜에이터(7)에 한정되지 않고, 트랙킹 방향 및 포커싱 방향의 2축의 액 튜에이터이어도 된다.
프리앰프(9)는 광 픽업(6)의 PD(4)로부터 출력되는 각종 신호에 기초하여 포커스 에러 신호, 트랙킹 에러 신호, RF 신호 등을 생성한다. 서보 제어부(17)는 3축 액튜에이터(7)나 스핀들 모터(8)에, 포커스 에러 신호, 트랙킹 에러 신호 및 RF 신호에 기초하여 각종 서보 신호를 출력한다.
또한, 광 디스크 구동 장치(100)는 광 픽업(6)을 광 디스크(2)의 반경 방향으로 이동시키기 위한 도시하지 않은 쓰레드 모터를 구비하고 있다. 서보 제어부(17)는 그 쓰레드 모터에도 서보 신호를 출력한다.
광 디스크 구동 장치(100)는 시스템 컨트롤러(15), 레이저 제어부(16), 동기 검출 & A/D 변환기(10), 신호 변복조기 & ECC(Error Correction Code)부(11), 버퍼 메모리(12), 음성 영상 처리부(13), D/A 변환기(14), 인터페이스(18)를 구비하고 있다. 적어도, 상기 프리앰프(9), 레이저 제어부(16), 서보 제어부(17), 동기 검출 & A/D 변환기(10), 신호 변복조기 & ECC부(11), 음성 영상 처리부(13) 및 시스템 컨트롤러(15)에 의해, 기록/재생 처리부가 구성된다.
시스템 컨트롤러(15)는, 각종 신호를 입출력하여 광 디스크 구동 장치(100) 전체를 통괄적으로 제어한다.
레이저 제어부(16)는 신호 변복조기 & ECC부(11)로부터의 변조 신호(42)를 받아, 광 디스크(2)에 신호를 기입하기 위해 레이저광원(5)의 레이저 파워를 변조하거나, 또한 RF 신호에 기초하여 레이저 파워를 제어한다.
동기 검출 & A/D 변환기(10)는 광 디스크(2)에 소정 간격으로 기록된 동기 신호에 기초하여 클럭을 생성하고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
신호 변복조기 & ECC부(11)는 신호의 변조, 복조 및 ECC의 부가, ECC에 기초하는 에러 정정 처리를 행한다.
버퍼 메모리(12)는 신호 변복조기 & ECC부(11)에서 처리될 때의 데이터를 일시적으로 기억한다.
음성 영상 처리부(13)는 필요한 영상 처리나 음성 처리를 행하여, D/A 변환기(14)를 통하여 영상 및 음성을 아날로그 출력한다.
인터페이스(18)는, 도시하지 않은 외부 컴퓨터나 음성/영상원 등을 접속하기 위한 인터페이스이다.
광 디스크 구동 장치는, 이상 설명한 광 디스크 구동 장치(100)의 구성에 한정되지 않고, 다른 공지의 구성이 채용되어도 된다. 상기 광 디스크 구동 장치(100)는 기록 및 재생의 양쪽을 행할 수 있는 장치로서 설명하였지만, 그들 중 어느 한쪽을 행하는 장치이어도 된다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 픽업(6)의 광학계를 도시하는 도면이다.
광 픽업(6)은 레이저광원(5), 회절 격자(분할 소자)(22), 편광 빔 스플리터(PBS)(23), 위상차 소자(26), 콜리메이터 렌즈(24), λ/4판(25), 대물 렌즈(3), 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)(29), PD(4)를 구비한다.
회절 격자(22)는 레이저광원(5)으로부터 출사된 레이저광을 0차의 메인 빔, ±1차의 서브 빔으로 분할한다.
PBS(23)는 회절 격자(22)로부터 출력된 레이저광(메인 빔 및 서브 빔)을 임의의 소정의 방향의 직선 편광(예를 들면 P편광)으로 하여 출력한다. λ/4판(25)은, 그 직선 편광을 원편광으로, 원편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는다. 광 디스크(2)에서 왕로의 원편광이 반사시켜지면, 복로에서는 역방향(역회전 방향)의 원편광으로서 반사시켜진다. 따라서, λ/4판(25)에는 그 역방향의 원편광이 입력되고, 왕로의 P편광과 직교하는 방향의 직선 편광(S편광)이 λ/4판(25)으로부터 출력된다. 또한, 복로에서는 PBS(23)는 그 S편광을 내부의 미러부에서 반사하여, 실린드리컬 렌즈(29)에 입력시킨다.
도 2에서는, 회절 격자(22)에 의해 분할된 3빔의 광로의 어긋남은 미소하므로, 예를 들면 0차의 메인 빔만을, 레이저광의 대표로서 도시하고 있다.
위상차 소자(26)는 PBS(23)로부터 출력된 왕로의 레이저광에 대해 실질적으로 투과시키고, 복로의 레이저광에 대해서는 소정의 작용을 한다. 위상차 소자(26)에 대해서는, 후에 상술한다.
콜리메이터 렌즈(24)는 위상차 소자(26)로부터 출력된 확산광을 평행광으로 한다.
실린드리컬 렌즈(29)는, 예를 들면 비점수차법에 의한 포커스 제어를 위해, PBS(23)로부터 출력된 레이저광에 비점수차를 부여한다. 비점수차를 부여하는 렌즈로서, 실린드리컬 렌즈(29)에 한정되지 않고, 다른 렌즈이어도 된다.
도 3은, PD(4)의 구성을 도시하는 모식도이다.
PD(4)는 메인 포토 디텍터(MPD)(41) 및 2개의 서브 포토 디텍터(SPD(42a) 및 SPD(42b))를 갖는다. MPD(41)는 회절 격자(22)에 의해 분할된 3빔 중 메인 빔을 검출한다. SPD(42a 및 42b)는 2개의 서브 빔을 검출한다. MPD(41), SPD(42a 및 42b)에서 검출된 각각의 빔의 파워에 따른 신호는, 신호 연산부(35)에 의해 소정의 연산 처리가 이루어진다. 신호 연산부(35)는 광 디스크 구동 장치(100)가 구비하는 회로이다. 신호 연산부(35)에 의해, 재생용의 RF 신호, 메인 푸시풀(MPP) 신호, 서브 푸시풀(SPP) 신호 및 DPP 신호가 생성된다.
RF, MPP, SPP 및 DPP의 각 신호는, 전형적으로는 각각 이하의 수학식 1∼4로 나타낼 수 있다. DPP 신호, 혹은 이 DPP 신호가 소정의 연산 가공된 신호가 트랙킹 에러 신호로 된다. 혹은, MPP 신호, SPP 신호에 소정의 연산 가공이 실시되는 경우도 있어, 수학식 1∼3은 기본적인 식을 나타낸 것에 불과하다.
Figure 112008067670570-PAT00001
Figure 112008067670570-PAT00002
Figure 112008067670570-PAT00003
Figure 112008067670570-PAT00004
또한, 비점수차법을 이용한 포커스 에러(FE) 신호는, 도 3의 신호 연산부(35)에서는 도시를 생략하고 있지만, 하기의 수학식 5로 주어진다.
Figure 112008067670570-PAT00005
도 4의 (a)는 레이저광의 광축 방향에서 본 위상차 소자(26)의 모식도이다. 도 4의 (b)는 그 광축에 평행한 면에서 본 위상차 소자(26)의 모식도이다.
위상차 소자(26)는, 전형적으로는 광축에 대해 좌우 또는 상하 대칭적인 2개의 영역 L 및 M(제1 및 제2 영역)을 갖는다. 위상차 소자(26)는, 예를 들면 P편광에 대해 실질적으로 투과시키고, S편광에 대해서는 영역 L을 통과하는 광(제1 광)과 영역 M을 통과하는 광(제2 광)에 위상차를 발생시킨다. 따라서, 위상차 소자(26)는 S편광인 복로의 레이저광에 대해, 영역 L 및 M을 통과한 각각의 광에 위상차를 발생시킨다. 즉, 위상차 소자(26)는 직선 편광의 상태에 따라서 위상차를 발생시키는 편광 선택성을 갖는다. PBS(23)가, 왕로에서 예를 들면 P편광을 출력하는 구성으로 되어 있는 경우, 위상차 소자(26)는 S편광인 복로의 레이저광에 대해 위상차를 발생시키도록 하는 구성이면 된다.
다음으로, 이와 같은 위상차 소자(26)의 원리 및 구성예에 대해 상세하게 설명한다.
위상차 소자(26)로서는, 예를 들면 복굴절성을 갖는 소자를 들 수 있다. 복굴절 소자는 입사광을, 진동면이 상이한 2개의 직선 편광(상광 및 이상광)으로 변환하는 소자이며, 그 정상광 및 이상광은 서로 위상차가 발생한다. 복굴절 소자의 위상차(광의 파장에 의한) δ[rad]의 정의식은, 이하의 수학식 6 또는 수학식 7로 표현된다.
Figure 112008067670570-PAT00006
Figure 112008067670570-PAT00007
δ:위상차
ne:이상광에 대한 매질의 굴절률
nO:상광에 대한 매질의 굴절률
n:매질의 굴절률
h:소자의 광축 방향의 두께
λ:광의 파장
또한, 수학식 7은 매질과 공기(또는 진공)의 2개의 영역을 갖고, 그 2개의 영역을 광이 통과하는 복굴절 소자를 상정하고 있다.
상기한 바와 같은 복굴절 소자의 원리에 기초하여, 도 4의 (a), (b)에 도시한 위상차 소자(26)가 구성된다. 또한, 전형적으로는, 위상차 소자(26)는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 영역 L 및 M의 표면에 형성된 커버 글래스(27)를 갖는다.
예를 들면, 왕로에서 영역 L 및 M간의 위상차를 2π의 정수배(2πα(α:정수))로 하기 위해서는, 하기의 수학식 8 또는 수학식 9를 충족시키는 재료가 위상차 소자(26)로서 이용되면 된다.
Figure 112008067670570-PAT00008
Figure 112008067670570-PAT00009
α:정수
nLP:왕로에서, 영역 L에서의 광(예를 들면 P편광)의 굴절률
nMP:왕로에서, 영역 M에서의 광(예를 들면 P편광)의 굴절률
수학식 9는, 상기 수학식 6으로부터, δ=2πα로 함으로써 산출된다.
또한, 복로에서 영역 L 및 M간의 위상차를 π의 홀수배(πβ(β:홀수))로 하기 위해서는, 상기 수학식 6에서 δ=πβ로 함으로써 얻어지는, 하기의 수학식 10을 충족시키는 재료가 위상차 소자(26)로서 이용되면 된다.
Figure 112008067670570-PAT00010
β:홀수
nLS:복로에서, 영역 L에서의 광(예를 들면 S편광)의 굴절률
nMS:복로에서, 영역 M에서의 광(예를 들면 S편광)의 굴절률
이상과 같이, 위상차 소자(26)로서는, 수학식 9 및 수학식 10의 양쪽을 충족시키는 재료, 또는 수학식 8 및 수학식 10의 양쪽을 충족시키는 재료가 이용되면 된다.
도 5는, 위상차 소자(26)를 실현하는 구체적인 예를 나타내는 표이다. 위상차 소자(26)로서, 도 5에 나타내는 예에 한정되지 않는다. 영역 L 및 M을 각각 구성하는 재료로서, 수정 및 석영 이외의 복굴절 재료, 혹은 백판 글래스 이외의 복굴절성을 갖지 않는 재료가 이용되어도 된다. 다른 복굴절 재료로서, 니오브산 리튬, 방해석(칼사이트 CaCO3), CdS, MgF2 등을 들 수 있다.
이상과 같이, 위상차 소자(26)로서, 간단히 복굴절 재료가 이용되는 것은 아니다. 왕로 및 복로에서 서로 다른 작용을 발휘하도록, 복굴절 재료끼리의 조합이나, 복굴절 재료와 복굴절성을 갖지 않는 재료의 조합이 이루어져 위상차 소자(26)가 구성된다.
도 6은, 이 위상차 소자(26)에 의해 레이저광에 위상차가 발생하여, 그 레이저광의 파워가 약해지는 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
예를 들면, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 레이저광의 빔(34)의 약 절반이 물체(36)에 의해 차단되는 것으로 하면, 기하 광학적으로는 광로 B1로 된다. 그러나, 실제로는 회절 현상에 의해 광로 B2와 같이, 물체(36)의 후방측으로 돌아 들어가도록 빔(34)이 진행한다.
도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 위상차 소자(26)의 영역 L 및 M을 통과한 레이저광(본 실시 형태에서는 복로의 S편광)은, 영역 L 및 M에 의해 π[rad]의 위상차가 발생한다. 도 6의 (a)의 설명과 마찬가지의 원리에 의해, 영역 L을 통과한 빔(34)이 영역 M의 후방측으로 돌아 들어가고, 영역 M을 통과한 빔(34)이 영역 L의 후방측으로 돌아 들어간다. 이들 2개의 빔(34)의 겹침 영역 C는, 상기한 바와 같이 위상차 π가 발생하고 있으므로, 서로 약해진다(상쇄하는 의미도 포함한다. 이하 마찬가지임). 이에 의해, 2개의 빔(34)의 겹침 영역 C가 입사되는 영역에, PD(4)가 배치됨으로써, PD(4)는 이 빔(34)을 수광하지 않게 된다.
도 7의 (a)는, 광 디스크(2)의 기록 또는 재생의 대상층이, 대물 렌즈(3)에 가까운 측의 층 L1일 때에, 그 층 L1에 레이저광이 집광하고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 7의 (b)는, 기록 또는 재생의 대상층이, 대물 렌즈(3)로부터 먼 측의 층 L0일 때에, 그 층 L0에 레이저광이 집광하고 있는 상태를 도시하고 있다.
도 7의 (a)의 경우, 대상층이 층 L1이기 때문에, 층 L1에서 초점을 맞춘 레이저광은 층 L1을 투과하여, 확산하여 층 L0에 입사된다. 그 레이저광은 층 L0에서 반사시켜져, 대물 렌즈(3)를 통하여 복로를 진행하는 도중에서 일단 초점을 맞춘다. 즉, 층 L0에서 반사시켜진 레이저광은 PD(4)의 전방측에서 초점을 맞춘다.
한편, 도 7의 (b)의 경우, 대상층이 층 L0이기 때문에, 레이저광은 층 L0에서 초점을 맞추지만, 그 전에 그 레이저광의 일부가 비대상의 층 L1에서 반사시켜진다. 층 L1에서 반사시켜진 레이저광은 대물 렌즈(3)를 통하여 복로를 진행한다. 즉, 층 L1에서 반사시켜진 레이저광은 PD(4)의 후방측에서 초점을 맞춘다.
도 7의 (a) 및 (b) 중 어떠한 경우라도, 비대상층으로부터의 레이저광은 큰 빔 스폿으로서 레이저광이 PD(4)에 입사되고, PD(4)에 초점을 맞추지 않는다.
전술한 바와 같이, 비대상층으로부터의 레이저광의 메인 빔의 파워가, ±1차 의 서브 빔의 파워와 비교적 가깝기 때문에, 그들 빔끼리의 간섭이 문제로 된다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 복로에서 λ/4판(25)으로부터 출사된 S편광의 레이저광이 위상차 소자(26)를 통과하면, 상기한 바와 같이 그 레이저광의 일부가 약해지거나, 또는 캔슬된다.
도 8은, 위상차 소자(26)를 통과한 레이저광과, 그 레이저광이 입사되는 PD(4)의 수광 영역의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a)는 광축 방향에서 본 PD(4)의 도면이다. 도 8의 (b)는 광축에 평행한 면에서 본 도면이다.
위상차 소자(26)를 통과한 레이저광 중, 광 디스크(2)의 대상층으로부터 반사된 빔(31)은 위상차 소자(26)를 통과하여도 수속되는 광으로, 위상차 소자(26)의 영향을 무시할 수 있다. 그 빔(31) 중, 메인 빔(31a)은 MPD(41) 상에서 초점을 맞추므로 그 광이 검출된다. 또한, 빔(31) 중, 서브 빔(31b 및 31b)도 SPD(42a) 및 SPD(42b) 상에서 각각 초점을 맞추므로 그들 광이 검출된다.
한편, 위상차 소자(26)를 통과한 레이저광 중, 광 디스크(2)의 비대상층으로부터 반사된 메인 빔(32) 중, 겹침 부분 C는 캔슬되므로, MPD(41), SPD(42a) 및 SPD(42b)에는 그 메인 빔(32)은 입사되지 않는다. 즉, 도 8의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 메인 빔(32)은 큰 빔 스폿의 중앙부가 끊어진 스폿으로 되어, 빔(32a 및 32b)으로 분리된다. 이 메인 빔(32) 중, 빔(32a 및 32b) 사이의 광이 없는 영역(약해진 광이 입사되는 영역)을 영역 C'로 한다.
그 결과, 대상층으로부터의 서브 빔(31b 및 31c)과, 비대상층으로부터의 메인 빔(32)이 간섭하는 일은 없다. 따라서, DPP법에 의한 트랙킹 에러 신호의 흐트 러짐을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 영역 C의 광이, 위상차 소자(26)로부터 출사되어 확산된다. 따라서, 영역 C'가, 상기 특허 문헌 1에서의 빔 스폿 중의 구멍의 크기에 비해 커진다. 그 결과, 예를 들면 대물 렌즈(3)가 트랙킹 서보 등에 의해 요동하여, 이들 빔(31 및 32)이 움직여도, 대상층으로부터의 서브 빔(31b 및 31c)이, 비대상층으로부터의 메인 빔(32a 또는 32b)과 간섭할 우려가 없다.
본 실시 형태에서는, 트랙킹 에러 신호의 흐트러짐을 방지하는 것 외에, 서로 인접하는 기록층에서 반사시켜진 메인 빔끼리가 서로 영향을 미치는 것도 방지할 수 있다. 장래적으로, 1개의 광 디스크(2)가 3개 이상의 기록층을 갖고, 기록층끼리의 거리가 가까워진 경우, 메인 빔이나 서브 빔의 차이에 관계없이, 즉 3빔법을 채용하고 있는지의 여부에 상관없이, 서로 다른 기록층으로부터의 레이저광은 간섭하기 쉬워진다고 생각된다. 본 실시 형태에서는, 그와 같은 문제도 해결할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 광 픽업(6)의 대형화가 방지되고, 또한 코스트를 억제할 수 있으며, 제조 시에 고정밀도의 위치 정렬 등의 필요성도 없어진다.
위상차 소자(26)로서, 도 4 및 도 5에서 설명한 소자에 한정되지 않고, 예를 들면 액정 소자이어도 된다. 액정 소자는, 구동 전압의 전압 분포에 따라서, 배열되는 액정 분자의 기울기를 변화시킬 수 있다. 따라서, 위상차 소자(26)가 액정 소자인 경우, 그 구동 전압에 따라서, 국소적으로 굴절률이 상이한 광을 투과시킬 수 있다. 예를 들면 그 경우, 액정 소자가, 도 4의 영역 L 및 M을 통과하는 각각의 레이저광이 위상차를 발생하도록, 전압을 구동하면 된다.
이와 같이 위상차 소자(26)에 액정 소자가 적용되는 경우, 레이저광원(5)이 복수의 파장의 레이저광을 출사하는 광원이라도, 그 복수 파장의 레이저광에 대응 가능하다. 즉, 액정 소자는 복수 파장의 레이저광마다 구동 전압을 조정하면 된다. 복수 파장의 레이저광이란, 예를 들면 약 400㎚의 청색의 레이저광, 약 650∼780㎚의 적색의 레이저광, 혹은 그 밖의 파장을 갖는 레이저광을 들 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 픽업의 광학계를 도시하는 도면이다. 이 광 픽업(37)의 광학계는, 도 2에 도시한 광 픽업의 광학계와 비교하여, 위상차 소자의 배치가 상이하다.
위상차 소자(46)는 PBS(23)와 실린드리컬 렌즈(29) 사이의 광로 상에 배치되어 있다. 위상차 소자(46)와 PD(4) 사이의 광로 길이는 긴 쪽이 좋다. 도 8의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 위상차 소자(46)의 배치가 PD(4)에 근접할수록, 영역 C'의 면적은 작아지기 때문이다. 그러나, 영역 C'의 면적을 원하는 면적으로 할 수 있으면, 실린드리컬 렌즈(29)와 PD(4) 사이에 배치되는 것도 생각된다.
이와 같이 위상차 소자(46)가, PBS와 PD(4) 사이의 광로 상에 배치됨으로써, 그 위상차 소자(46)에는 왕로의 레이저광은 통과하지 않고, 복로의 레이저광이 통과하므로, 상기 실시 형태와 같이 편광 상태의 차이를 고려하지 않아도 된다. 따라서, 위상차 소자(46)의 설계가 용이해져, 코스트의 저감으로도 된다. 이 경우, 위상차 소자(46)는, 전형적으로는 다음과 같이 구성된다.
도 10은, 광축에 평행한 면에서 본 위상차 소자(46)의 모식도이다. 영역 L 및 M의 각 영역에, 광축 방향의 두께가 서로 다른 판이 각각 배치되는 판재가 위상차 소자(46)로서 설치되면 된다. 영역 L 및 M에 각각 배치되는 판(46a 및 46b)의 두께는, 영역 L 및 M을 통과하는 레이저광에 위상차 π[rad]가 발생하도록 하는 두께로 각각 설정되면 된다.
판(46a 및 46b)은, 각각 동일한 재료로 구성되어 있어도 되고, 서로 다른 재료이어도 된다. 그 재료는, 복굴절 재료이어도 무방하지만, 이에 한정되지 않고, 글래스, 수지, 그 밖의 레이저광을 투과하는 재료로 구성되어 있으면 된다. 이에 의해 복굴절 재료가 이용되는 경우에 비해, 코스트를 저감할 수 있다.
혹은, 영역 L 및 M 중 어느 한쪽이 기체층(또는 진공층)이어도 된다. 이에 의해, 위상차 소자를 얇게 형성할 수 있어, 예를 들면 PBS(23)와 실린드리컬 렌즈(29) 사이의 광로 길이가 짧아도, 그 위상차 소자를 배치시킬 수 있다.
도 11은, 또 다른 실시 형태에 따른 위상차 소자를 도시하는 정면도로서, 광축 방향에서 본 도면이다.
이 위상차 소자(56)는 영역 L1∼L3 및 영역 M1∼M3을 갖고, 즉 6분할의 영역을 갖는다. 예를 들면 영역 L1∼L3은, 동일한 제1 재료로 구성되고, 영역 M1∼M3은 동일한 제2 재료로서, 제1 재료와는 상이한 재료로 구성되어 있다. 전형적으로는, 영역 L1∼L3으로서, 도 5의 예1 및 2에서 설명한 영역 L의 재료가 이용되고, 영역 M1∼M3으로서, 도 5의 예1 및 2에서 설명한 영역 M의 재료가 이용된다. 그러나, 이들 재료에 한정되지 않는다.
또한, 위상차 소자(56)의 광축 방향으로 수직한 표면 및 이면에는 반사 방지 막, 혹은 커버막 등이 형성되어 있어도 된다. 위상차 소자(56)의 내부에, 예를 들면 도시하지 않은 λ/4판 또는/및 편광성의 다른 위상판이 포함되어 있어도 된다. 이들 반사 방지막, λ/4판 또는 다른 위상판 등은, 상기한 위상차 소자(26)에도 설치되어 있어도 된다.
영역 L1 및 M2(또는, 영역 M2 및 L3)의 폭은 b로 되고, 영역 M1 및 L3의 폭은 a(<b)로 되어 있다. 이 폭 a 및 b가 서로 다르게 설정되는 이유는, 예를 들면 영역 L1, M1 및 L2에서 효율적으로 레이저광(34)이 서로 약해지도록 하는 폭, 즉 면적(각 영역 L1, M1 및 L2의 면적)으로 설정하기 때문이다. 영역 M2, L3 및 M3에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 이들 폭 a 및 b는 재료, 각 영역 L1∼L3 및 영역 M1∼M3의 형상, 혹은 그들 영역의 배치에 따라서, 적절하게 변경 가능하다.
영역 L1∼L3을 통과하는 레이저광(34)과, 영역 M1∼M3을 통과하는 레이저광(34)에 대해, 실질적으로 그 위상차가 180°로 되어, 그들 레이저광(34)은 서로 실질적으로 캔슬된다. 그러나, 그 위상차는 180°로 한정되는 것은 없다.
이와 같은 위상차 소자(56)에서는, 세로의 중심축 C1(광축 방향으로 수직한 면 내의 제1 방향의 축)을 대칭축으로서 보면, 영역 L1, M1 및 L2를 통과하는 비대상층으로부터의 레이저광(34)이 서로 약해진다. 이하, 비대상층으로부터의 레이저광(34)을 미광이라고 한다. 또한, 세로의 중심축 C1을 대칭축으로서 보면, 영역 M2, L3 및 M3을 통과하는 미광이 서로 약해진다.
또한, 이 위상차 소자(56)에서는, 가로의 중심축 C2(상기 제1 방향으로 직교 하는 제2 방향의 축)를 대칭축으로서 보면, 영역 L1 및 영역 M2를 통과하는 미광이 서로 약하게 되고, 영역 M1 및 L3을 통과하는 미광이 서로 약해진다. 또한, 영역 L2 및 M3을 통과하는 미광이 서로 약해진다.
이와 같이, 위상차 소자(56)는 좌우 방향뿐만 아니라 상하 방향에서의 미광의 간섭 부분이 증가되므로, 효율적으로 미광을 캔슬할 수 있다.
이상과 같이, 위상차 소자(56)는 6분할의 영역을 갖고 있었지만, 4분할이어도, 8분할 이상의 짝수 분할이어도 무방하다. 혹은, 3분할, 5분할 이상의 홀수의 분할 영역이 있어도 된다. 4분할의 경우, 예를 들면 도 11의 위상차 소자(56)에서, 영역 M1 및 L3의 양쪽이 없는 상태로 된다.
분할 영역의 형상은 사각형으로서 설명하였지만, 5각형 이상의 다각형이어도 되고, 일부에 곡선을 갖는 영역이어도 된다.
위상차 소자가, 3분할 이상의 영역을 갖는 것은 위상차 소자가 PBS(23)와 PD(4) 사이에 배치되는 경우에도, 마찬가지이다. 예를 들면, 그 위상차 소자가 6분할의 영역 L1∼L3 및 영역 M1∼M3을 갖는 경우, 영역 L1∼L3으로서 제1 두께로 이루어지는 재료가 이용되고, 영역 M1∼M3으로서 제1 두께와는 상이한 제2 두께로 이루어지는 재료가 이용되면 된다.
도 12는, 도 11에 도시한 위상차 소자의 다른 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
이 위상차 소자(66)와, 도 11에 도시한 위상차 소자(56)의 상이한 점은, 위상차 소자(66)는 광축 방향에서 보아 직각과는 상이한 각도로 형성되어 있는 각을 갖는 점이다. 예를 들면, 각(66c)의 각도 δ1은, 85±0.5°이며, 그 각(66c)에 인접하는 각(66d)의 각도 δ2는, 95±0.5°이다. 각도 δ1 및 δ2는, 이들 각도에 한정되지 않고 적절히 변경 가능하다.
이와 같은 각(66c, 66d)이 형성되어 있음으로써, 광 픽업의 제조 시에서, 작업자가, 위상차 소자(66)의 레이저광에 대한 표리를 용이하게 식별할 수 있다. 즉, 작업자는 위상차 소자(66)의 표면과 이면을 식별하고, 그 중 어느 한쪽의 면이 원하는 방향을 향하도록, 위상차 소자(66)를 광학계에 내장할 수 있다.
혹은, 각(66c 또는 66d)이 직각인 경우라도(또는 직각이 아니어도 됨) 소자의 표면 및 이면을 식별하기 위한 식별 마크가, 위상차 소자(66)에 형성되어 있어도 된다.
도 12에서는, 6분할 영역을 갖는 위상차 소자(66)를 예로 들었다. 도 4에 도시한 2분할 영역, 혹은 3분할이나 4분할 등의 영역을 갖는 위상차 소자의 각이 직각과는 상이한 각을 갖고 있어도 되고, 그들 위상차 소자에 식별 마크가 형성되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 실시 형태는, 이상 설명한 실시 형태에 한정되지 않고, 다른 다양한 실시 형태가 생각된다.
편광 선택성의 위상차 소자는 λ/4판(25)과 대물 렌즈(3) 사이의 광로 상에 배치되어도 되고, 혹은 콜리메이터 렌즈(24)와 λ/4판(25) 사이에 배치되어도 된다. 이 경우, 왕로와 복로에서 원편광의 방향이 서로 다르므로, 왕로의 원편광은 그대로 통과시키고, 복로의 원편광에 대해 소정의 위상차를 발생시키는 영역 L 및 M의 재료의 조합으로 구성되지만 이용된다. 이와 같은 위치에 위상차 소자가 배치되는 경우에, 위상차 소자는 액정 소자이어도 물론 무방하다.
상기 각 실시 형태에서는, 위상차 소자(26 또는 46)에 의한 레이저광의 위상차는 π[rad]로 되었다. 그러나, 반드시 π가 아니어도 되고, 영역 L 및 M을 통과한 2개의 레이저광이 서로 약해지는 위상차이면 된다.
광 디스크(2)로서, DVD, CD, BD를 예로 들었지만, 이들에 한정되지 않고, HD(High Definition)-DVD, 근접장광을 이용하는 디스크 등도 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 디스크 구동 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 픽업의 광학계를 도시하는 도면.
도 3은 포토 디텍터의 구성을 도시하는 모식도.
도 4는 위상차 소자의 모식도.
도 5는 위상차 소자를 실현하는 구체적인 예를 나타내는 표.
도 6은 위상차 소자에 의해 레이저광에 위상차가 발생하고, 그 레이저광의 파워가 약해지는 작용을 설명하기 위한 모식도.
도 7은 대상층 또는 비대상층에 레이저광이 초점을 맞추고 있는 상태를 각각 도시하는 도면.
도 8은 위상차 소자를 통과한 레이저광과, 그 레이저광이 입사되는 PD의 수광 영역의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 픽업의 광학계를 도시하는 도면.
도 10은 도 9에서, 광축에 평행한 면에서 본 위상차 소자의 모식도.
도 11은 또 다른 실시 형태에 따른 6분할 영역을 갖는 위상차 소자를 도시하는 정면도로서, 광축 방향에서 본 도면.
도 12는 도 11에 도시한 위상차 소자의 다른 실시 형태를 도시하는 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
L, M : 영역
2 : 광 디스크
3 : 대물 렌즈
4 : 포토 디텍터(PD)
5 : 레이저광원
6, 37 : 광 픽업
23 : 편광 빔 스플리터(PBS)
26, 46 : 위상차 소자
100 : 광 디스크 구동 장치

Claims (15)

  1. 신호를 기록하는 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체에 레이저광을 조사하는 것이 가능한 광 픽업 장치로서,
    상기 레이저광을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 상기 광 기록 매체에 모으는 집광 소자와,
    상기 광 기록 매체에서 반사시켜진 상기 레이저광이 입사되는 적어도 2개로 분할된 영역을 갖고, 상기 복수의 기록층 중의 상기 신호의 기록 또는 재생의 대상이 아닌 비대상층에서 반사시켜져, 적어도 상기 2개의 영역에 각각 입사된 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록, 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시키는 위상차 소자와,
    상기 위상차 소자로부터 출사된 상기 레이저광을 수광하는 광 검출기
    를 구비하는 광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    트랙킹 에러 신호를 생성하기 위해, 상기 광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 메인 빔 및 서브 빔으로 분할하는 분할 소자를 더 구비하고,
    상기 위상차 소자는,
    상기 비대상층에서 반사시켜진 메인 빔의 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발 생시키는 광 픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위상차 소자는,
    상기 제1 광 및 상기 제2 광에 π[rad]의 상기 위상차를 발생시키는 광 픽업 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 편광 선택성의 소자인 광 픽업 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저광의 광로 상에 배치된 편광 빔 스플리터와,
    상기 편광 빔 스플리터와 상기 집광 소자 사이의 상기 광로 상에 배치된 λ/4판을 더 구비하는 광 픽업 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 상기 편광 빔 스플리터와 상기 λ/4판 사이의 상기 광로 상에 배치되고, 상기 레이저광의 직선 편광의 상태에 따라서 상기 위상차를 발생시키는 광 픽업 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위상차 소자는,
    적어도 상기 2개의 영역 중의 제1 영역을 포함하는 제1 재료와,
    적어도 상기 2개의 영역 중의 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 재료와는 상이한 제2 재료를 갖는 소자인 광 픽업 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 편광 선택성의 소자인 광 픽업 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 액정 소자인 광 픽업 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광원은, 복수의 파장을 각각 갖는 복수의 레이저광을 출사 가능한 광 픽업 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 상기 편광 빔 스플리터와 상기 광 검출기 사이의 광로 상에 배치되어 있는 광 픽업 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 상기 광로의 광축 방향의 두께가, 적어도 상기 2개의 영역에서 서로 다르도록 구성된 판재인 광 픽업 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 위상차 소자는, 상기 영역으로서, 상기 레이저광의 광축 방향으로 수직한 면 내에서 제1 방향으로 3분할된 영역과, 상기 수직한 면 내에서 상기 제1 방향으로 직교하는 제2 방향으로 3분할된 영역으로 구성되는 6분할 영역을 갖는 광 픽업 장치.
  14. 신호를 기록하는 복수의 기록층을 갖는 광 기록 매체를 구동하는 광 기록 매체 구동 장치로서,
    레이저광을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 상기 광 기록 매체에 모으는 집광 소자와,
    상기 광 기록 매체에서 반사시켜진 상기 레이저광이 입사되는 적어도 2개로 분할된 영역을 갖고, 상기 복수의 기록층 중의 신호의 기록 또는 재생의 대상이 아닌 비대상층에서 반사시켜져, 적어도 상기 2개의 영역에 각각 입사된 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록, 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시키는 위상차 소자와,
    상기 위상차 소자로부터 출사된 상기 레이저광을 수광하는 광 검출기를 갖는 광 픽업과,
    상기 광 픽업을 이용하여 상기 광 기록 매체에 상기 신호를 기록하는 것 및 상기 광 기록 매체에 기록된 상기 신호를 재생하는 것 중 적어도 한쪽을 행하는 기록/재생 처리부
    를 구비하는 광 기록 매체 구동 장치.
  15. 레이저광을 출사하고,
    상기 출사한 레이저광을, 신호를 기록하는 복수의 기록층을 갖는 상기 광 기록 매체에 모으고,
    상기 복수의 기록층 중의 상기 신호의 기록 또는 재생의 대상이 아닌 비대상층에서 반사시켜진 상기 레이저광을, 위상차 소자의 적어도 2개로 분할된 영역에 각각 입사시킴으로써, 적어도 상기 2개의 영역에 각각 입사된 제1 광 및 제2 광이 서로 약해지도록, 상기 제1 및 제2 광에 위상차를 발생시키고,
    상기 위상차 소자로부터 출사된 상기 레이저광을 수광하고,
    상기 광 기록 매체에 상기 신호를 기록하는 것 및 상기 수광한 레이저광에 기초하여 상기 광 기록 매체에 기록된 상기 신호를 재생하는 것 중 적어도 한쪽을 행하는 신호의 기록/재생 방법.
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