KR0164859B1 - 광학헤드 및 광학 메모리 장치 - Google Patents

광학헤드 및 광학 메모리 장치 Download PDF

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마사도시 요네꾸보
히데아끼 이와노
히데후미 사까다
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데쯔야 세끼
시게루 고구레
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야마무라 가쯔미
세이꼬 엡손 가부시끼가이샤
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Abstract

재생신호, 포커싱 에러신호, 트래킹 에러신호를 검출하기 위한 크기가 작고 값이 싼 광학헤드 및 이 광학헤드를 사용하는 광학 메모리 장치가 개시된다. 회절장치(103)는 광학기록매체로부터 광빔을 분할하고, 분할된 빔들을 4개의 밴드 형상의 광전변환기들(106)로 향하도록 하기 위하여 두 개의 쳐어프 격자영역(103A, 103B)을 구비하며, 비점수차 발생장치는 회절장치(103)와 정의 렌즈(102)에 의해 형성된다. 4개의 광전변환기들은 0차 회절광의 광축에 대하여 경사진 평면에 위치하며, 밴드 형상의 각 광전변환기들의 길이방향 축들은 광축에 대하여 방사상으로 배치된다.

Description

광학헤드 및 광학 메모리 장치
본 발명은 광빔을 이용하여 정보를 기록 및 재생하기 위한 광학헤드 및 광학 메모리 장치에 관한 것이다.
제18도는 종래의 광학 메모리 장치의 광학헤드이 예로써 자기광학 기록 및 재생헤드의 구조를 도시한다.
도면에 도시된 것처럼, 광원(1801)으로부터 조사되는 광빔은 렌즈(1802), 빔 스플리터들(1803 및 1804)을 통과하여 대물렌즈(1805)에 의하여 자기광학메체상에 맺히고 정보를 포함하는 광빔으로써 광자기매체(1806)의 표면으로부터 반사된다. 반사된 광빔의 일부는 빔 스플리터(1804)에 의하여 분할되고, 그리고 렌즈(1807), 윌라스톤(Wollaston) 프리즘(1808) 및 광다이오드(1809)로 구성되는 광학계로 향하게 된다. 그 결과, 광자기 재생 신호가 얻어진다.
빔 스플리터(1803)에 의하여 분할된 반사광빔의 다른 부분은 거기로부터 포커싱 에러신호를 얻기 위하여 렌즈(1810), 빔 스플리터(1811), 나이프-에지(1812), 광다이오드(1813)로 구성되는 광학계로 향하게 된다.
반사광빔은 빔 스플리터(1811)에 의하여 분할되고 트래킹 에러신호를 얻기 위하여 광다이오드(1814)상에 조사된다. 그러나, 종래의 광학헤드는 신호를 검출하기 위하여 전체 광학계를 구성하는 많은 광학부재를 가지고 있어, 크기가 커지고 비용이 높아지는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 크기가 작고 저렴한 광학헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그와 같은 광학헤드를 채용하는 광학 메모리 장치를 제공하는 것이다.
제1도는 본 발명의 제1 실시예의 광학헤드의 횡단면도.
제2도는 본 발명의 제1 실시예의 광학헤드에 사용되는 회절장치의 평면도.
제3도는 본 발명의 제1 실시예의 광학헤드에 사용되는 광전변환기와 반도체 레이저 장치를 도시하는 도.
제4(a)도-제4(c)도는 본 발명의 광학헤드에서의 포커싱 에러신호를 검출하는 원리에 대한 설명도.
제5도는 본 발명의 제1 실시예의 광학 메모리 장치에서의 광자기 재생신호 및 포커싱 에러신호를 위한 신호처리회로를 도시하는 도.
제6도는 본 발명의 제1 실시예의 광학 메모리 장치에서의 트래킹 에러신호를 위한 신호처리회로를 도시하는 도.
제7(a)도-제7(b)도는 본 발명의 제1 실시예의 광학헤드의 광전변환기와 반도체 레이저의 패키지의 구조를 도시하는 도.
제8도는 본 발명의 광학헤드의 광전변환기의 다른 구조를 도시하는 도.
제9(a)도-제9(b)도는 본 발명의 광학헤드의 광전변환기의 다른 구조를도시하는 도.
제10도는 본 발명의 제2 실시예의 광학헤드의 주 횡단변도.
제11도는 본 발명의 제3 실시예의 광학헤드의 주 횡단변도.
제12도는 본 발명의 제4 실시예의 광학헤드의 주 횡단변도.
제13도는 본 발명의 제4 실시예의 광학 메모리 장치의 광강도조절 재생신호 및 포커싱 에러신호의 신호처리회로를 도시하는 도.
제14도는 본 발명의 제4 실시예의 광학 메모리 장치의 트래킹 에러신호를 위한 신호처리회로를 도시하는 회로도.
제15도는 본 발명의 제5 실시예의 광학헤드의 주 횡단면도.
제16도는 본 발명의 제5 실시예의 광학헤드에 사용되는 회절장치의 평면도.
제17도는 본 발명의 제5 실시예의 광학헤드의 광전변환기와 반도체 레이저의 배치를 도시하는 도.
제18도는 종래의 광학헤드를 도시하는 도.
제19도는 주기가 1방향을 따라 변환된 격자패턴을 가지는 회절장치를 위한 설명도.
제20도는 본 발명의 제6 실시예의 광학헤드의 횡단면도.
제21도는 본 발명의 제6 실시예의 광학헤드의 회절장치의 평면도.
제22도는 본 발명의 제6 실시예의 광학헤드의 광전변환기와 반도체 레이저의 배치를 도시하는 도.
제23(a)도-제23(c)도는 본 발명의 제6 실시예의 광학헤드의 에러신호에서 포커싱을 검출하는 원리에 대한 설명도.
제24도는 본 발명의 제6 실시예의 광학 메모리 장치의 광자기 재생신호 및 포커싱 에러신호를 위한 신호처리회로를 도시하라는 도.
제25도는본 발명의 제6 실시예의 광학 메모리 장치의 트래킹 에러신호를 위한 신호처리회로를 도시하는 도.
제26(a)도-제26(b)도는 본 발명의 제6 실시예의 광학헤드의 광전변환기와 반도체레이저의 구조를 도시하는 도.
제27도는 본 발명의 광학헤드의 다른 광전변환기를 도시하는 도.
제28(a)도-제28(b)도는 본 발명의 광학헤드의 다른 광전변환기를 도시하는 도.
제29(a)도-제29(c)도는 광전변환기의 폭이 초점된 상태에서 조사된 광스폿의 폭과 일치하는 본 발명의 제7 실시예를 도시하는 도.
제30(a)도-제30(c)도는 본 발명과의 비교를 위하여 광전변환기의 폭이 초점된 상태에서 광스폿의 폭이 다른 광학헤드를 도시하는 도.
제31도는 본 발명과의 비교를 위하여, 광전변환기의 폭이 초점된 상태에서 광스폿의 폭이 다른 광학헤드를 도시하는 도.
제32도는 포커싱 에러신호와 초점 사이의 관계를 도시하는 그래프.
제33도는 제30도에 도시된 것처럼 광학헤드의 초점과 포커싱 에러신호 사이의 관계를 도시하는 그래프.
제34도는 제31도에 도시된 것처럼 광학헤드의 초점과 포커싱 에러신호 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광학헤드는 광학기록매체로부터 광빔을 분할하며 분할된 빔을 4개의 광전변환기로 향하게 하기 위하여 2개의 쳐어프(chirped) 격자영역을 가지는 회절수단, 그리고 회절수단, 정(正)의 렌즈 및 4개의 광전 밴드형 변환기를 포함하는 비점수차 생선수단을 포함하는 것을 특징으로 하며, 변환기들은 회절수단의 0차 회절빔의 광축에 대하여 경사진 평면에 위치하며 각 광전변환기의 길이방향 모서리가 광축에 대하여 방사상으로 배치된다.
더욱이, 어낼라이저가 광전변환기의 전면에 위치할 수도 있다. 어낼라이저는 적어도 2개의 조각으로 나누어지는데, 서로에 대하여 수직으로 배치된 분할조각들의 투과축들을 구비한다.
4개의 광전변환기의 광검출영역은 광차폐 마스크에 의하여 한정될 수도 있다. 4개의 광전변환기는 같은 패키지 내의 하나의 기판 상에 장착되는 것이 바람직하고, 0차 회절빔의 광축에 대하여 수직으로 배치되거나 또는 기울어져 배치된다.
상기 목적을 이루기 위하여 본 발명의 광학 메모리 장치의 제1 실시예는, 광학기록매체로부터 광빔을 분할하며 분할된 빔을 정의 렌즈와 4개의 밴드 형상의 광전변환기를 향하도록 하기 위하여 두 개의 쳐어프 격자영역들을 구비하는 회절장치를 포함하는 비점수차 발생수단으로서, 4개의 광전변환기는 회절수단으로부터의 0차 회절광의 광축에 대하여 경사진 평면에 위치하며 각 광전변환기의 길이방향 축은 상기 광축에 대하여 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 비점수차 발생수단과, 제1 영역 및 제2 영역으로부터의 정의 1차 회절광을 수광하기 위9부한 광전변환기들로부터의 출력들의 합과 제1 영역 및 제2 영역으로부터의 부(負)의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 포커싱 하는 포커싱 서보수단과, 제1 영역으로부터의 정의 1차 회절광과 부의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들로부터의 출력들의 합과 제2 영역으로부터의 정의 1차 회절광과 부의 1차 회절광을 수광하기 위한 광선변환기들로부터의 출력들의 합과 제2 영역으로부터의 정의 1차 회절광과 부의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 트래킹을 하는 트래킹 서보수단을 포함하는 광학헤드를 구비하는 것을 특징으로한다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 광학 메모리 장치이 제2 실시예는, 광학기록 매체로부터 광빔을 분할하며 분할된 빔을 정의 렌즈와 4개의 밴드 형상의 광전변환기를 향하도록 하기 위하여 두 개의 쳐어프 격자영역들을 구비하는 회절장치를 포함하는 비점수차 발생수단으로서, 4개의 광전변환기는 회절수단으로부터의 0차 회절광의 광축에 대하여 경사진 평면에 위치하며 각 광전변환기의 길이방향 축은 상기 광축에 대하여 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 비점수차 발생수단과, 제1 영역 및 제2 영역으로부터의 정의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들로부터의 출력들의 합과 제1 영역 및 제2 영역으로부터의 부의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 포커싱 하는 포커싱 서보수단과, 제1 영역으로부터의 정의 1차 회절광과 부의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 트래킹을 하는 트래킹 서보수단과, 제1 및 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 제3 및 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호의 고주파수 성분으로부터 광자기 재생신호를 얻기 위한 자기광학신호 재생수단을 포함하는 광학헤드를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 경우에, 어낼라이저들이 광전변환기들의 전면에 위치한다. 4개의 광전변환기중 제1 및 제2 광전변환기의 전면에 위치하는 하나의 어낼라이저의 투과축은 광원의 편광방향에 대하여 45°각을 이루며, 제3 및 제4 광전변환기의 전면에 위치하는 다른 어낼라이저의 투과축은 제1 및 제2 광전변환기의 전면에 위치하는 어낼라이저의 투과축에 대하여 90°각을 이룬다.
[실시예 1]
제1도 내지 제7(a)도-제7(c)도는 광학헤드의 광헥헤드를 채택하는 광학 메모리 장치의 본 발명에 따른 제1 실시예를 도시한 것이다.
제1도는 제1 실시예의 광학헤드의 횡단면도이다. 부재번호 101, 102, 103, 104 및 105는 각각 광원을 형성하는 반도체 레이저, 정의 렌즈, 회절장치, 대물렌즈 및 광학기록매체로서의 자기광학매체를 표시한다 부재번호106A, 106B, 106C 및 106D는 각각의 광전변환기들을 나타내며, 기호(y)는 광학기록매체의 트랙방향을 표시한다. 반도체 레이저로(101)부터 조사된 광빔은 정의 렌즈(102)에 의하여 평행빔으로 형성되고 결과적인 빔이 회절장티(103)를 통과하여 대물렌즈(104)에 의하여 집광되어 광스폿이 광학기록매체(105) 상에 형성된다. 광학기록매체로부터 반사된 광빔은 대물렌즈를 통과하여 다시 회절장치(103)로 되돌아간다.
회절장치(103)는 위상회절격자이며, 제2도에 도시된 것처럼 평면패턴을 가진다. 회절장치(103)는 경계선(201)에 의하여 2개의 쳐어프 격자영역으로 분할된다. 경계선(201)은 광학기록매체(105)의 트랙(y방향)에 평행하다. 쳐어프 격자영역들(103A및 103B)은 각각 주기를 단조증가 및 감소시키기 위한 선형격자(202)를 가진다. 선형격자(202)의 방향은 경계선(201)에 대하여 각을 이루며, 2개의 영역(103A 및 103B)은 서로에 대하여 대칭이다.
경계선(201)을 따라서 쳐어프 격자영역들(103A 및 103B)의 상기 대칭 패턴이 바람직할지라도, 만약 패턴들이 동일효과를 가진다면 다양한 수정패턴들이 가능하다.
제19도에 도시된 것처럼, 쳐어프 격자영역(103A)의 회절격자패턴은 1방향으로 변하는 격자패턴(1902)을 가지는 회절장치(1901)의 좌반부측과 동일하며, 10°만큼 시계방향으로 회전된다. 다른 쳐어프 격자영역(103B)의 패턴은 제19도에서 도시된 바와 같은 회절장치(1901)의 우반부측의 것과 동일하며, 10°만큼 반시계방향으로 회전한다. 제19도에 도시된 바와 같은 회절격자(1901)에 의하여, 조사된 평행광선은 초점선을 따라서 광빔을 집광하기 위하여 정의 1차 회전광으로 변환되거나 또는 초점선으로부터 광빔을 분산시키기 위하여 부의 1차 회절광으로 변환된다. 도면에서, 경사각의 정도는 과장되었다.
각 정의 1차 회절광빔 및 각 부의 1차 회절광빔은 회절장치(103)의 2개의 쳐어프 격자영역(103A 및 103B)을 통과하는데, 즉, 4개의 회절광빔이 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D) 각각에 의하여 수광된다.
광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)은 밴드형상이며, (제3도에 도시된 것처럼 회절장치(103)쪽에서 본다면) 반도체 레이저(101)에 대하여 상대적으로 방사상으로 배치된다. 즉, 광전변환기들(106A, 106B, 106C 및 106D)의 각 길이방향의 모서리는 회절장치(103)의 0차 회절광의 광축에 대하여 방사상으로 배치된다.
더욱이, 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)는 반도체 레이저(101)로부터 대물렌즈(104)까지 광축에 대하여 선형적으로 경사진 하나의 평면에 위치한다. 회절빔에서, 비점수차는 쳐어프 격자들(103A 및 103B) 및 정의 렌즈(102)의 조합때문에 발생한다. 그래서, 광전변환기들(106A 내지 106D)은 최소 착락원내에 각 광전변환기들(106A 내지 106D)을 배치시키기 위하여 광축을 따라서 계단진 상태로 배치된다.본 실시예에서, 광진변환기들(106A 내지 106D)이 배치된 평면이 광축에 대하여 선형적으로 경사져 있더라도, 그 표면은 상기 부재들이 광축을 따라서 계단진 상태로 배치된다면 광축에 수직할 것이다.
제5도에 도시된 것처럼, 편광판들(501 및 502)이 광전변환기들(106A, 106B, 106C 및 106D)의 전면에 위치한다. 편광판(501)의 투과축(504)의 방향은 반도체 레이저빔의 편광방향(503)에 대하여 45°의 각을 이루며 편광판(502)의 투과축(505)의 방향에 대하여 수직이다. 본 실시예에서는, 편광판이 어낼라이저로 사용되지만, 동일 분석능력을 갖는 다른 구성요소들이 채용될 수도 있다.
제7(a) 및 7(b)도에 도시된 것처럼, 반도체 레이저(101)와 광전변환기들(106A 내지 106D)은 창(702)을 구비하는 패키지(701) 내에 배치된다. 즉, 제7(a) 및 제7(b)도에 도시된 것처럼, 반도체 레이저(101)는 히트싱크(703)에 부착되고, 광전변환기들(106A 및 106B)은 공통기판(705)상에 형성되며, 편광판(501)은 변환기상에 고착된다. 한편, 광전변환기들(106C 및 106D)은 공통기판(706)상에 형성되고 편광판(502)은 상기 부재들에 고착된다. 각기판(705 및 706)은 기저부(704)에 부착되는데, 기저부(704)는 경사진 상면을 가진다. 제7(a)도는 횡단면도이고, 제7(b)도는 창(702)쪽에서 본 평면도이다.
제4(a)도는 광이 광학기록매체(105) 상에 포커싱되는 상태에서 광전변환기(106A 내지 106D)상에서의 광스폿의 각 형상을 도시한 것이다. 이러한 광스폿들(401A, 401B, 401C 및 401D)은 각 광전변환기의 광감지영역내에 위치한다. 광스폿(401A)은 회절장치(103)의 하나의 쳐어프 격자영역(103B)의 정의 1차 회절광이며, 광스폿(401D)은 그것의 부의 1차 회절광이고, 광스폿(401B)은 회절장치(103)의 다른 쳐어프 격자영역(103A)의 정의 1차 회절광이며, 광스폿(401C)은 그것의 부의 1차 회절광이다.
광스폿들(401A, 401B, 401C 및 401D)이 광전변환기들(106A 내지 106D)의 광감지영역내에 위치하는 상태에서 수광영역들의 광강도들이 서로 같다고 하면, 다음의 식이 얻어진다.
여기서, VA, VB, VC 및 VD는 각각의 광전변환기들 (106A, 106B, 106C 및 106D)로부터의 출력이다.
만약 광학기록매체(105)가 제4(b)도에 도시된 것처럼 대물렌즈(104) 로부터 너무 멀다면, 광스폿들(401A 및 401B)이 각각 광전변환기들(106A 및 106B)의 길이방향으로 신장되고, 스폿들은 각각의 광전변환기(106A 및 106B)의 수광영역들내에 위치한다. 한편 광스폿(401C 및 401D)은 광전변환기들(106C 및 106D)의 횡방향으로 신장되고, 스폿들의 일부분만이 광전변환기들((106C 및 106D)의 각 수광영역내에 위치한다. 그 결과, 다음의 식(2)이 얻어진다.
만약 광학기록매체(105)가 제4(c)도에 도시된 것처럼, 대물렌즈(104)에 너무 가까우면, 광스폿들(401C 및 401D)이 광전변환기들(106C 및 106D)의 길이방향으로 신장되고 스폿들은 광전변환기들(106C 및 106D)의 수광여역내에 위치한다. 한편, 광스폿들(401A 및 401B)은 광전변환기들(106A 및 106B)의 횡방향으로 신장되고, 스폿들의 일부분만이 광전변환기들(106A 및 106B)의 수광영역들내에 위치된다. 그 결과, 다음의 식(3)이 얻어진다.
따라서, 부적절한 포커싱을 표시하기 위한 포커싱 에러신호는 2개의 쳐어프 격자영역(103A 및 103B)으로부터의 정의 1차 회절광을 수광하는 2개의 광전변환기(106A 및 106B)로부터의 출력들의 합과 2개의 쳐어프 격자영역(103C 및 103D)으로부터의 부의 1차 회절광을 수광하는 2개의 광전변환기로부터의 출력들의 합을 비교함으로써 얻어질 수 있다.
계속하여, 트래킹 에러신호를 얻기 위한 방법이 설명될 것이다.
대물렌즈(104)에 의하여 형성되는 광스폿이 광학기록매체(105)의 트랙상에 위치하지 않으면, 입사광의 세기의 차가 쳐어프 격자영역(103A 및 103B) 사이에서 발생하는데, 이는 광학기록매체상의 트랙의 방향(y방향)이 경계선(201)에 평행하기 때문이다. 따라서, 하나의 쳐어프 격자영역(103A)로부터의 정의 1차 및 부의 1차 회절광 출력을 수광하는 두개의 광전변환기(106B 및 106C)로부터의 출력들의 합과 다른 쳐어프 격자영역(103B)으로부터의 정의 1차 및 부의 1차 회절광 출력을 수광하는 2개의 광전변환기로부터의 출력들의 합을 비교함으로써 광스폿이 트랙상에 적절히 위치하지 않을 때를 표시하기 위하여, 트래킹 에러신호가 얻어질 수 있다. 즉, 다음의 식(4)을 계산한 결과가 0이면, 트래킹이 정확하다. 만약 결과가 양 또는 음이면, 트래킹은 정확하지 않다.
한편, 광학기록매체로부터의 정보를 재생하기 위한 유용한 2개의 방법이 있다. 제1방법에 따라, 광학기록매체가 위상변화형이고 정보가 매체로부터 반사된 광의 세기를 변화시킴으로써 재생된다면, 4개의 광전변환기로부터의 출력의 전체합이 계산된다. 한편, 제2 방법에 따라, 광학기록매체가 자기광학기록매체형이면, 정보는 다음의 방법에 의하여 재생된다.
제5도에 도시된 것처럼, 어낼라이저로서 작용하는 광전변환기들(106A 및 106B)의 전면에 위치하는 편광판(501)의 투과축(504)의 방향은 광원의 역할을 하는 반도체 레이저(101)의 편광방향(503)에 대하여 45°각을 이룬다. 한편, 광전변환기(106C 및 106D)들의 전면에위치하는 편광판(502)의 투과축(505)의 방향은 편광판(501)의 투과축(504)에 수직이다. 따라서, 광학기록매체(105)에서의 편광방향의 회전양이 검출될 수 있으며, 그 정보는 식(5)에 표시된 것처럼, 광전변환기(106A 및 106B)로부터의 출력들의 합에서 광전변환기들(106C 및 106D)로부터의 출력들의 합을 뺀 차동신호를 계산함으로써 재생된다.
비록 상기 식이 포커싱 에러신호를 얻기 위한 식과 같을지라도, 주파수 스펙트럼은 서로 다르다. 포커싱 에러신호는 상기 계산된 출력의 저주파수 성분으로부터 얻어질 수 있으며, 정보신호는 그것의 고주파수 성분으로부터 얻어질 수 있다.
포커싱 에러신호와 자기광학 재생신호를 얻기 위한 포커싱 서보수단과 광자기신호 재생수단은 제5도에 도시된 것처럼 신호처리회로로서 구현된다. 즉, 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)로부터의 출력이 각각 저잡음 광대역 전치증폭기(506A, 506B, 506C 및 506D)에 의하여 변환되는 전류/전압이다. 광전변환기(106A 및 106B)로부터의 신호들은 가산기(507) 내에서 가산되고, 광전변환기(106C 및 106D)로부터의 신호들은 가산기(508)내에서 가산된다. 2개의 가산기(507 및 508)로부터의 출력들이 감산기(509)로 입력되고 차동신호가 출력된다. 자기 광학신호(512)는 고역통과필터(510)에 의하여 차동신호의 고주파수 성분이 취해짐으로써 얻어지고, 포커싱 에러신호(513)는 저역통과필터(511)에 의하여 차동신호의 저주파수 성분을 취함으로써 얻어진다.
한편, 트래킹 에러신호를 얻기 위한 트래킹 서보수단은 제6도에 도시된 것처럼 신호처리회로로서 구현된다. 즉, 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)로부터의 출력은 각각 저잡음 광대역 전치증폭기(506A, 506B, 506C 및 506D)에 의하여 변환되는 전류/전압이다. 광전변환기(106B 및 106C)로부터의 출력들은 가산기(601)에서 가산되고, 광전변환기(106A 및 106D)로부터의 출력은 가산기(602)에서 가산된다. 2개의 가산기(601, 602)로부터의 출력들은 감산기(603)로 입력되고, 트래킹 에러신호(604)가 차동신호로서 출력된다.
포커싱과 트래킹은 상기 방법에 의하여 얻어지는 포커싱 에러신호(513)와 트래킹 에러신호(604)에 대응하여 대물렌즈 액튜에이터를 구동시킴으로써 조절된다.
본 실시예에서, 광전변환기들 106A와 106B의 전면에 위치하는 편광판(501)의 투과축(504)의 방향이 공통이고, 광전변환기들 106C와 106D의 전면에 위치하는 편광판(502)의 투과축(504)의 방향이 공통일지라도, 다양한 수정예들이 가능하다. 예를 들어, 광전변환기들 106A와 106C의 전면에 위치하는 편광판의 투과축의 방향들을 공통으로 하고 그리고 광전변환기들 106B와 106D의 전면에 위치하는 편광판들의 투과축의 방향(505)을 공통으로 하여 광전변환기들 106A와 106C로부터의 신호들의 합에서 광전변환기들 106B와 106D로부터의 신호들의 합을 감산한 차동신호로부터 자기광학재생신호(또는 그것의 고주파수 성분)을 얻는 것이 가능하다.
광전변환기의 다른 구조가 제8도에 도시된다. 도면에 도시된 것처럼, 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)가 공통기판(801) 상에 형성된다. 편광판(501)은 광전변환기(106A 및 106B)에 부착되고, 편광판(502)은 광전변환기(106C 및 106D)에 부착된다. 개구(802)는 이 개구에서 반도체 레이저(101)를 제공하기 위하여 기판을 에칭함으로써 기판(801)의 중앙부에 형성된다.
본 실시예에서, 광전변환기들(106A 내지 106D)의 수광영역의 형상은 사각형이지만, 그 형상은 변화될 수 있다. 예를 들어 1방향으로 신장된 밴드형상, 예를 들어 달걀형상을 채택하는 것도 가능하다. 또한 수광영역의 형상은 광전변환기와 동일한 형상일 수도 있다. 예를 들어, 제9도에 도시된 것처럼, 광차폐 마스크가 사용될 수도 있다. 즉, 수광영역의 형상에 대응하는 개구들(902)을 가지는 광차폐 마스크(901)가 2개의 광전변환기(106A 내지 106B)에 부착되고, 또한 편광판(501)이 마스크(901) 상에 설치된다. 2개의 광전변환기(106A 내지 106B)는 동일기판상에 따로따로 또는 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 상기에서 기술된 구조는 패키지(701)내에 장착될 수도 있다. 제9(a)도는 광전변환기들, 광차폐 마스크 및 편광판을 적층화한 구조를 도시한다. 제9(b)도는 제9(a)도의 횡단면도이다.
상기 실시예에서, 광전변환기(106A 내지 106D)는 반도체 레이저(101)와 함깨 패키징되나, 이들 부재들은 반도체 레이저용 패키지와 다른 패키지 내에 패키징될 수도 있고, 반도체 레이저용 패키지 옆에 위치될 수도 있다.
[실시예 2]
제10도는 본 발명에 따라 구성되는광학헤드의 제2 실시예의 횡단면도이다.
도면에 도시된 것처럼, 광원 즉 반도체 레이저(101)로부터 조사된 광빔은 콜리메이팅 렌즈(1001)에 의해 평행빔이 된 후, 빔 스플리터(1002)를 통과하고 대물렌즈(1004)에 의하여 집광되며, 광스폿이 자기기록매체로서의 자기광학기록매체 상에 형성된다. 광학기록매체에 의하여 반사된 광빔의 광경로는 대물렌즈와 회절장치(1003)를 거쳐서 빔 스플리터(1002)에 의하여 다시 변화된다.
회절장치(1003)는 위상형 회절격자로서, 0차 회절광을 가능한 한 많이 줄임으로써 정의 1차 및 부의 1차 회절광의 효율을 증가시키기 위하여 격자의 광학깊이가 대체로 파장의 반이 된다. 회절장치(1003) 평면패턴은 제2도에 도시된 패턴과 유사하다. 즉, 회절장치(1003)는 광학기록매체(105) 상의 트랙에 평행한 경계선(201)에 의하여 두 개의 영역으로 분할된다. 제10도에서, 경계선(201)은 지면에 평행하다. 경계선(201)에 의하여 분할되는 회절장치(1003)의 각 영역에서, 쳐어프 격자들(103A 및 103B)는 선형격자들이 소정의 피치에서 증가하거나 또는 감소하여 형성된다. 선형걱자들(202)의 방향은 경계선(201)에 대하여 소정의 각도로 각을 이룬다. 두 영역들의 패턴들은 서로 대칭이다.
비록 경계선(201)에 대하여 대칭인 선형격자들(202)이 쳐어프 격자들(103A 및 103B)의 패턴으로 기술되지만, 그와 같은 패턴은 동일 효율을 얻으면서 본 발명의 범위내에서 수정될 수 있다.
회절장치(103)의 두 영역들(103A 및 103B)에서 각각의 정의 1차 및 부의 1차 회절 광빔들을 결합함으로써, 4개의 회절광빔이 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)의 각각에 의하여 수광된다.
이러한 4개의 광전변환기(106A 내지 106D)는 회절장치(1003)의 0차 회절광의 광축에 대하여 선형적으로 경사진 평면에 위치한다. 4개의 광전변환기(106A 내지 106D)의 배치는 제3도에 도시되는 제1 실시예의 경우와 동일하며, 사각의 광전변화기(106A 내지 106D)의 길이방향 모서리가 광축에 대하여 방사상으로 배치된다.
제5도에 도시된 제1실시예와 유사하게, 편광판들(501 및 502)이 광전변환기(106A 내지 106D)의 전면에 위치한다. 편광판(501)의 투과축(504)의 방향은 반도체 레이저빔의 편광방향(503)에 대하여 45°각을 이루며, 편광판(502)의 투과축의 방향(505)에 수직이다.
4개의 광전변환기(106A 내지 106D)가 반도체 레이저(101)와 히트싱크(703)를 제외하고, 제7(a)도-7(b)에 도시된 것과 대체로 동일구조인 공통 패키지 내에서 경사진 기판상에 제공된다.
광전변환기(106A 내지 106D)들의 구조는 제7, 8 및 9도를 참조하여 기술되는 제1 실시예의 경우와 동일하다.
포커싱 에러신호와 트래킹 에러신호를 얻기 위한 회로의 구조는 제5 및 제6도에 도시된 제1 실시예의 경우와 동일하다.
[실시예 3]
제11도는 본 발명에 따른 광학헤드의 제3 실시예의 횡단면도이다.
광원으로 작용하는 반도체 레이저(101)로부터 조사되는 광빔은 정의 렌즈(102)에 의하여 평행광선으로 변환된 후, 반사형 회절장치(1101)에 의하여 반사되고 대물렌즈(104)에 의하여 집광되어, 광스폿이 광학기록매체(105) 상에 형성된다. 광학기록매체(105)에 의하여 반사된 광빔은 다시 대물렌즈(104)를 통하여 반사형 회절장치(1101)에 도달한다.
반사형 회절장치(1101)는 광학기록매체(105) 상의 트랙에 평행한 경계선(201)에 의하여 두 영역으로 분할된다. 제11도에서, 경계선(201)은 지면에 평행하다.
반도체 레이저(101) 및 광전변환기들(106A 내지 106D)의 배치와 그리고 포커싱 및 에러신호들을 검출하기 위한 방법 및 신호처리회로는 제1 실시예에서와 동일하다.
[실시예 4]
제12도는 본 발명의 광학헤드의 제4 실시예의 횡단면도이다. 광학기록매체(1201)는 위상변화형 기록매체이다.
광원으로서 역할을 하는 반도체 레이저(101)로부터 조사된 광빔이 정의 렌즈(102)에 의하여 평행광선으로 변화된 후, 회절장치(103)를 통과하여 광학기록매체(1201)상에 광스폿을 형성하기 위하여 대물렌즈(104)에 의하여 집광된다. 광학기록매체(1201)에 의하여 반사된 광빔은 대물렌즈(104)를 통하여 다시 회절장치(103)에 도달한다.
회절장치(103)는 위상형 회절격자이며, 그 구조는 제2도에 도시된 제1 실시예에서의 것과 동일하다.
회절장치(103)의 두 영역(103A 내지 103D)에서 각각 정의 1차 및 부의 1차 회절광을 결합함으로써, 4개의 회절광빔이 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)에 의하여 수광된다.
이러한 4개의 광전변환기(106A 내지 106D)는 제1 실시예에서처럼 반도체 레이저(101)로부터 대물렌즈(104)까지 연장되는 광축에 대하여 선형적으로 경사진 평면에 위치한다. 제3도에서의 회절장치로부터 바라본 광전변환기들의 배치에서 도시된 것처럼, 각 사각의 광전변환기의 길이방향 축은 광축에 대하여 방사상으로 배치된다.
그러나 제1 실시예와의 차이는 광전변환기들(106A 내지 106D)의 전면에 편광판이 제공되지 않는다는 것이다.
편광판들(501 및 502)을 제외한 반도체 레이저(101)와 광전변환기들의 패키지 구조는 제7(a) 및 7(b)도에 도시된 것과 같이 배치된다. 편광판들(501 및 502)이 요구되지 않는다면, 본 실시예가 제8 및 9(a)-9(b)도에 도시된 것과 같은 구조에 활용될 수 있다.
제13 및 14도는 상기 실시예의 광학헤드를 채용하는 광학메모리 장치에서의 신호처리회로를 도시한다.
포커싱 에러신호와 기록매체 상에 기록되는 정보를 표시하는 광강도 변조신호를 얻기 위한 신호처리회로가 먼저 설명될 것이다. 도면들에 도시된 것처럼, 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)의 출력은 저잡음 광대역 전치증폭기(506A, 506B, 506C 및 506D)에 의하여 각각 변환되는 전류/전압이다. 광전변환기들 106A 및 106B로부터의 신호들은 가산기 507에서 가산되며, 광전변환기들 106C 및 106D로부터의 신호들은 가산기 508에서 가산된다. 두 가산기들 507 및 508로부터의 출력은 가산기 1303에 입력된다. 4개의 광전변환기(106A 내지 106D)로부터의 출력들의 전체합을 계산함으로써, 광강도변조 재생신호(1302)가 얻어진다. 한편, 두 가산기 507 및 508로부터의 출력들은 감산기 509에 인가되고 포커싱 에러신호(1303)가 차동신호로서 얻어진다.
제14도는 트래킹 에러신호를 얻기 위한 신호처리회로를 도시한 도면이다. (이 도면은 제6도에 도시된 회로로부터 편광판들(501 및 502)을 제외한다.) 신호처리회로에 대한 설명은 신호처리회로가 제6도에 도시된 제1 실시예와 동일하기 때문에 생략된다.
대물 렌즈 액튜에이터는 상기 방법에 의하여 얻어진 에러신호에 따라 구동된다.
상기 실시예에서는 위상변화형 기록매체가 광학기록매체로서 사용되지만, 본 발명은 본 발명에 따른 광학헤드 및 광학메모리장치를 채용하는, 광강도를 변조함으로써 기록매체 상에 저장된 정보를 재생할 수 있는 기록매체에 활용가능하다.
제10 및 제11도에 도시된 것과 같은 구조를 채용하는 것도 가능하다.
[실시예 5]
제15도는 본 발명에 따른 광학헤드의 제5 실시예의 주 횡단면도이다.
제5 실시예의 광학헤드는 제1도에 도시된 제1 실시예의 광학헤드와 근본적으로 동일하지만, 회절장치(1501)를 형성하기 위한 쳐어프 격자들(1501A 및 1501B)의 격자패턴은 제1 실시예의 경우와 다르다.
제16도는 제5 실시예에 따른 회절장치(1501)의 평면격자패턴을 도시한다. 회절장치(1501)는 경계(1601)에 의하여 두 쳐어프 격자영역(1501A 및 1501B)으로 분할된다. 경계선(1601)은 (제15도에서의 지면에 수직한) 광학기록매체의 트랙에 평행하다. 격자영역(1501A 및 1501B)의 각각은 주기가 소정피치에서 증가 또는 감소하는 선형격자들(1602)에 의하여 형성된다. 이러한 선형격자들(1602)의 방향은 경계선(1601)에 대하여 소정각도를 이루며, 두 영역(1501A 및 1501B) 사이에서 약 20°회전한다. 제16도에서, 경사정도는 과장되어 도시되었다.
제19도에 도시된 것처럼, 쳐어프 격자영역(1501A)의 격자패턴은 1방향에서 주기적으로 변하는 격자패턴(1902)을 가지는 회절장치(1901)의 하반부측에서와 동일하며, 시계방향으로 10°만큼 회전된다. 다른 쳐어프 격자영역(1501B)의 패턴은 제19도에 도시된 바와 같은 회절장치(1901)의 상반부측에서와 동일하며, 반시계방향으로 10°만큼 회전된다. 도면에서, 경사정도는 과장되어 도시된다.
회절장치(1501)의 두 영역(1501A 및 1501B)으로부터의 각각의 정의 1차 및 부의 1차 회절광빔들을 결합함으로써, 4개의 회절광빔이 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)에 수광된다.
이러한 4개의 광전변환기(106A 내지 106D)는 반도체 레이저(101)로부터 대물렌즈까지의 광축과 y축에 대하여 선형적으로 경사진 평면에 위치한다. 회절장치(1501) 쪽에서 본광전환기들(106A 내지 106D)의 배치를 도시하는 제17도에 도시된 것처럼 사각의 광전변환기들의 길이방향축들은 광축에 대하여 방사상으로 배치된다.
제15도에 도시된 것처럼, 편광판들(501 및 502)은 광전변환기들의 전면에 제공된다. 제1 실시예에서처럼, 편광판(501)의 투과축의 방향은 반도체 레이저빔의 편광방향에 대하여 45°경사지고 편광판(502)의 투과축의 방향에 수직이다.
광학헤드를 위하여, 제16도에 도시된 실시예에 따라 형성되는 격자패턴을 가지는 회절장치를 사용하여 제10 및 제11도에 도시된 것 같은 구조를 채용하는 것이 가능하다. 위상변화형 기록매체로서 제12도에 도시된 것과 같은 구조를 채용하는 것이 가능하다.
본 실시예는 광전변환기들 또는 반도체 레이저와 광전변환기들의 패키지로서 상술한 제1 및 제2 실시예들의 구조에 또한 적용가능하다.
제5 및 6도에 도시된 것과 같은 신호처리회로를 활용하여, 광학메모리장치를 구성함에 있어서 제1 실시예와 유사한 자기광학재생신호, 포커싱 에러신호 및 트래킹 에러신호를 얻는 것이 가능하다.
[실시예 6]
제20도 내지 제28도는 본 발명의 제6 실시예를 도시한다.
본 실시예의 구조는 광전변환기들(106A 내지 106D)과 회절장치(103)의 격자패턴을 위한 경사평면을 제외하고는 제1 실시예와근본적으로 동일하다.
제6 실시예는 광전변환기들(106A 내지 106D)이 반도체 레이저(101)와 대물렌즈(104)로부터 연장되는 광축에 대하여 선형적으로 경사진 평면에 위치하는 한 제1 실시예와 동일하다. 그러나 제6 실시예에서, 광전변환기들(106A 내지 106D)의 표면들은 광축을 따라서 계단진 상태로 그리고 광축에 수직하게 배치된다. 더욱이, 제6 실시예에서, 광전변환기(106A 내지 106D)가 상기에서 기술된 것처럼 일반적으로 배치될지라도, 광전변환기(106A 내지 106D)는 쳐어프 격자들(103A 내지 103B) 및 정의 렌즈(102)의 조합에 의하여 비점수차를 발생시키기 위하여 회절광의 최소착란원 내에 배치되어, 회절장치(103)의 두 쳐어프 격자영역에서 각각 정의 1차 및 부의 1차 회절광빔, 즉, 4개의 회절광빔이 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)에 수광된다.
특별히, 상술된 구조를 생산하는 것이 쉽게 된다. 예를 들어, 제26(a)-26(b)도에 도시된 것처럼, 다양한 부재들이 창(702)을 가지는 패키지(701)내에 패키징된다. 즉, 제26(a)-26(b)도에 도시된 것처럼, 반도체 레이저(101)는 히트싱크(703)에 부착되고, 광전변환기들(106A 및 106B)은 같은 기판(705) 상에 형성되고, 편광판(501)이 부재들 상에 제공된다. 한편, 광전변환기들(106C 및 106D)은 같은 기판(706) 상에 형성되고, 편광판(502)이 그 부재들 상에 제공된다. 각각의 기판들(705 및 706)은 똑바른 기판(704a) 상에 장착된다.
광전변환기들의 다른 배치들도 또한 가능하다. 예를 들어, 제27도에 도시된 것처럼, 4개의 광전변환기(106A, 106B, 106C 및 106D)가 같은 기판(801) 상에 형성되고, 편광판(501)이 광전변환기들(106A 및 106B) 상에 제공되고, 편광판(502)은 광전변환기들(106C 및 106D) 상에 제공된다. 계단(2701)이 기판(801)의 중앙부에 제공되고 개구(802)가 기판을 에칭하여 중심부에 형성된다. 반도체 레이저(101)는 개구내에 장착된다.
[실시예 7]
제29도는 본 발명에 따른 광학헤드의 제7 실시예의 광전변환기들(2901A, 2901B, 2901C 및 2901D)의 배치를 도시한다.
제7 실시예의 광학시스템은 광전변환기들을 제외하고는 제1 및 제2도와 관련하여 기술된 실시예와 동일하다. 신호검출 시스템의 구조는 제5 및 제6도에 도시된 시스템에서와 같다. 광선 추적기술을 채용하는 회절장치에 의하여 회절광의 최소착락원의 형상을 검출함으로써, 정의 1차 회절광의 폭은 W1W2가 되게 증가될 수 있는데, 여기서 W1은 정의 1차 회절광(2902A, 2902B)의 폭이며, W2는 부의 1차 회절광(2902C, 2902D)의 폭이다.
한편, 광학헤드의 대물렌즈가 기록매체상에 포커싱될 때, 광전변환기들 상의 정의 1차 회절광의 광스폿들(2902A, 2902B)의 폭(W1)은 광전변환기상의 부의 1차 회절광의 광스폿들(2901C, 2901D)의 폭(W2)보다 넓다.
따라서, 제29(a)도에 도시된 것처럼, 포커싱된 상태에서 광스폿의 폭과 일치하는 각각의 광전변환기((2901A, 2901B, 2901C 및 2901D)의 폭을 제어함으로써 상당히 민감한 에러신호들 및 자기광학신호들을 얻는 것이 가능하다. 예를 들어, 본 실시예의 광전변환기의 폭은 다음과 같이 결정될 수 있다.
정의 1차 회절광(2902A, 2902B)의 폭(W1)=95㎛
부의 1차 회절광((2901C, 2901D)의 폭(W2)=80㎛
제29(b)도는 기록매체가 대물렌즈로부터 너무 멀리 떨어져 있는 경우의 광스폿의 상태를 도시하며, 제29(c)도는 기록매체가 대물렌즈에 너무 가까이 있는 경우의 광스폿들의 상태를 도시한다.
제29(a) 내지 29(c)도에 도시된 것처럼, 제32도에 도시된 포커싱 에러신호들은 광스폿의 폭에 대응되는 광전변환기의 폭을 바꿈으로써 얻어질 수 있다. 제32도에 도시된 것처럼, 포커싱 에러신호는 초점이 기록매체 상에 있을 때에만 0이 된다. 만약 초점이 한쪽이나 다른쪽으로 이동하면, 포커싱 에러신호는 양 또는 음이된다. 제29(a) 내지 29(c)도에서 가까이 또는 멀리는 각각 초점이 대물렌즈에 너무 가까이 있는 경우와, 초점이 대물렌즈로부터 너무 멀리 이동한 경우를 나타낸다. 0은 정확한 초점을 나타낸다.
다음에, 정의 1차 회절관(2902A, 2902B) 및 부의 1차 회절광(2902C, 2902D) 의 폭들과 광전변환기의 폭들의 차이는 제30(a)-30(c)도 내지 34도와 관련하여 논의될 것이다.
제30도에서, 부의 1차 회절광을 수광하기 위한 광전변환기들(2901C 및 2901D)의 폭(W1)은 광스폿들(2902C 및 2902D)의 포보다 넓다. 제30(a)도는 포커싱된 상태를 도시한다. 제30(b) 및 30(c)도는 기록매체가 대물렌즈로부터 멀어져 가는 경우의 광스폿을 도시한다. 제30(b)도에서, 기록매체는 약간 이동된다. 부의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기들(2901C 및 2901D)의 폭은 포커싱된 상태에서 광스폿의 폭보다 넓으며, 그래서 부의 1차 회절광의 광스폿들(2901C 및 2901D)은 광전변환기들로부터 희미해지지 않는다. 한편, 상기에서 기술된 것처럼, 포커싱 에러신호는 저의 1차 회절광을 수광하는 광전변화기들(290A, 290B)로부터의 출력의 합에서 부의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기들(2901C 및 2901D)로 부터의 출력의 합을 감산함으로써 계산되며, 그래서 포커싱 에러신호가 제30(b)도에 도시된 상태에 대하여 0이 된다.
만약 기록매체가 제30(b)도에 도시된 상태로부터 더욱 멀리 이동되면, 광스폿은 제30(c)도에 도시된 것처럼 되며, 그래서 부의 1차 회절광빔들(2902C, 2902D)은 광전변환기들로부터 희미해지며, 이 경우 얻어진 포커싱 에러신호는 0이 되지 않는다.
제33도는 제30도에 도시된 것처럼 부의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기의 폭이 정의 1차 회절광의 광스폿들의 폭과 같은 경우의 포커싱 에러신호를 도시한다. 제33도에서, 기호들(a, b 및 c)은 각각 제30(a), 30(b) 및 30(c)도에 도시된 것 같은 상태에 해당한다.
제33도에 명확히 도시된 것처럼, 부의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기들(2901C 및 2901D)의 폭이 정의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기들(2901A 및 2901B)의 폭과 같으면, 디스크가 이동되는 경우라도 정확한 포커싱 에러신호가 얻어질 수 없는 영역이 존재한다.
계속하여, 정의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기들(2901A 및 2901B)의 폭과 부의 1차 회절광을 수광하는 광전변환기들(2901C 및 2901D)의 폭(W2)의 일치가 논의될 것이다. 제31도는 초점상태를 도시한다. 이 경우에, 정의 1차 회절광의 광스폿들(2902A 및 2902B)의 크기는 광전변환기들(2901A 및 2901B)의 폭(W2)보다 크며, 따라서 포커싱 에러신호가 발생된다. 제34도는 포커싱 에러신호를 도시한다. 제34도에 도시된 것처럼, 디크스의 이동양이 0인 경우에도, 포커싱 에러신호는 음이고, 따라서 부정확한 에러신호가 생성된다.
앞서 기술된 것처럼, 광전변환기들의 폭을 정의 1차 회절광 및 부의 1차 회절광의 광스폿들의 크기와 일치시킴으로써, 정확한 포커싱 에러신호가 얻어진다. 자기광학신호에 관하여, 그 신호는 광전변환기들로부터 얻어지는 출력들의 차동신호로부터 얻어질 수 있다.
광스폿들의 크기에 대응하는 광전변환기의 폭을 선택하는 것이 바람직하다.
앞서 기술된 것처럼, 반도체 레이저에 추가하여, 광원으로서 가간섭성(coherent)광원 또는 제2 조파(second harmonic) 발생장치를 활용하는 것이 가능하다.
상술된 것처럼, 본 발명에 따라, 신호를 검출하기 위하여 요구되는 유일한 광학부재는 회절장치이다. 따라서, 광학헤드는 크기가 작아질 수 있다. 특히, 자기광학기록매체로부터 신호들을 검출하기 위하여 회절장치와 편광판들만이 필요하며, 따라서 광학부재들이 생략될 수 있고, 값비싼 편광광학부재들이 불필요하다. 그 결과, 크기가 작고 가격이 낮은 광학헤드가 제공될 수 있다. 본 발명에 따라, 광전변환기들의 형상은 대칭이며, 고주파수 신호들에 대하여 깨끗한 신호를 재생하는 것이 가능하다. 기록매체의 정보가 재생될 때, 포커싱 에러신호가 얻어지며 트래킹 에러신호가 얻어진다. 4개의 광전변환기들로부터의 모든 신호들이 활용되어 광빔들이 소비되지 않는다. 더욱이, 밴드형상의 광전변환기들의 길이방향들이 회절장치를 구성하는 회절격자의 격자 그루브들의 방향에 수직하게 배치되어, 비록 광원의 파장이 변하더라도, 회절광의 광스폿이 광전변환기들의 길이방향으로 이동하기 때문에 신호검출에 영향이 없다.

Claims (7)

  1. 광학메모리장치에 있어서, 정의 렌즈; 광학기록매체의 트랙에 평행한 분할선에 의하여 분할되는 제1 격자영역 및 제2 격자영역을 가지며, 상기 각 격자영역들에서 변하는 격자패턴의 그루브들을 위하여 간격을 두고, 상기 광학기록매체로부터의 광빔을 적어도 4개의 회절된 빔으로 분할하되, 비점수차가 상기 정의 렌즈와 협동하여 상기 각 회절빔들에서 발생되는 것을 특징으로 하는 회절격자; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제1 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제2 광전 변환기; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 부의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 부의 1차 회절빔의 최소 착락원의 위치에 배치되는 제3 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 부의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 부의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제4 광전 변환기; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 포커싱을 행하는 포커싱 서보수단; 및 상기 제1 광전변환기 및 상기 제3 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제2 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 트래킹을 행하는 트래킹 서보수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
  2. 광학메모리장치에 있어서, 정의 렌즈; 자기광학기록매체의 트랙에 평행한 분할선에 의하여 분할되는 제1격자영역 및 제2격자영역을 가지며, 상기 각 격자영역들에서 변하는 격자패턴의 그루브들을 위하여 간격을두고, 상기 자기광학기록매체로부터의 광빔을 적어도 4개의 회절빔으로 분할하되, 비점수차가 상기 정의 렌즈와 협동하여 상기 각 회절빔들에서 발생되는 것을 특징으로 하는 회절격자; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제1 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제2 광전 변환기; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정부 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정부 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제3 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제4 광전 변환기; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기의 전면에 제공되며, 그 전송축이 광원의 편광방향에 대하여 거의 45°각도를 이루는 제1 어낼라이저; 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기의 전면에 제공되며, 그 전송축이 상기 제1 어낼라이저의 상기 전송축에 수직한 제2 어낼라이저; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 포커싱을 행하는 포커싱 서보수단; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제3 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제2 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 트래킹을 행하는 트래킹 서보수단; 및 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호의 고주파수 성분으로부터 자기광학재생신호를 얻기 위한 자기광학재생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
  3. 광학메모리장치에 있어서, 광학헤드를 구비하며, 이 광학헤드는 정의 렌즈; 광학기록매체의 트랙에 평행한 분할선에 의하여 분할되는 제1 격자영역 및 제2 격자영역을 가지며, 상기 각 격자영역들에서 변하는 격자패턴의 그루브들을 위하여 간격을 두고, 상기 광학기록매체로부터의 광빔을 적어도 4개의 회절된 빔으로 분할하되, 비점수차가 상기 정의 렌즈와 협동하여 상기 각 회절빔들에서 발생되는 것을 특징으로 하는 회절격자; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제1 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제2 광전 변환기; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정부 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제3 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제4 광전 변환기; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 포커싱을 행하는 포커싱 서보수단; 및 상기 제1 광전변환기 및 상기 제3 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제2 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 트래킹을 행하는 트래킹 서보수단을 포함하는 광학헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
  4. 광학메모리장치에 있어서, 광학헤드를 구비하며, 이 광학헤드는 정의 렌즈; 자기광학기록매체의 트랙에 평행한 분할선에 의하여 분할되는 제1 격자영역 및 제2 격자영역을 가지며, 상기 각 격자영역들에서 변하는 격자패턴의 그루브들을 위하여 간격을 두고, 상기 자기광학기록매체로부터의 광빔을 적어도 4개의 회절빔으로 분할하되, 비점수차가 상기 정의 렌즈와 협동하여 상기 각 회절빔들에서 발생되는 것을 특징으로 하는 회절격자; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정부 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정부 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제1 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제2 광전 변환기; 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제1 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제3 광전 변환기; 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 정의 1차 회절빔을 수광하는 것으로서, 상기 제2 격자영역에 의해 생성된 상기 정의 1차 회절빔의 최소 착란원의 위치에 배치되는 제4 광전 변환기; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기의 전면에 제공되며, 그 전송축이 광원의 편광방향에 대하여 거의 45°각도를 이루는 제1 어낼라이저; 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기의 전면에 제공되며, 그 전송축이 상기 제1 어낼라이저의 상기 전송축에 수직한 제2 어낼라이저; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 포커싱을 행하는 포커싱 서보수단; 상기 제1 광전변환기 및 상기 제3 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제2 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호에 대응하여 트래킹을 행하는 트래킹 서보수단; 및 상기 제1 광전변환기 및 상기 제2 광전변환기로부터의 출력들의 합과 상기 제3 광전변환기 및 상기 제4 광전변환기로부터의 출력들의 합 사이의 차동신호의 고주파수 성분으로부터 자기광학재생신호를 얻기 위한 자기광학재생수단을 포함하는 광학헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 광전변환기 각각의 각 수광영역은 광차폐 마스크에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 광전변환기는 상기 변환기들이 상기 0차 회절광의 광축에 대하여 수직하거나 경사지도록 패키지내의 기저부에 장착되는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 광전변환기는 상기 변환기들이 상기 0차 회절광에 대하여 수직하거나 경사지게 신장되도록 광원을 패키징하는 패키지내의 기저부에 장착되는 것을 특징으로 하는 광학메모리장치.
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