KR100279040B1

KR100279040B1 - 정보처리장치및이것에탑재되는광헤드

Info

Publication number: KR100279040B1
Application number: KR1019900020243A
Authority: KR
Inventors: 쯔보이노브요시; 사도우요시오; 미네무라히로유끼; 안도우히사시; 나가이마사이찌; 이구다이사오; 가도우요시미; 마에다요시히도; 스기다다쯔야; 스기다유다까
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 2001-01-15
Also published as: EP0432779B1; DE69030429D1; CN1039555C; AU6779990A; JPH03185630A; CA2031642C; CN1053317A; AU627093B2; US5317556A; KR910013099A; JP2781625B2; EP0432779A1; DE69030429T2

Abstract

노트북 컴퓨터와 같은 가반형의 컴퓨터나 휴대용 녹음 재생장치에서는 초소형의 메모리 장치가 요망되고 있다.

본 발명은 이와 같은 필요에 대응하도록 초소형, 박형의 광 디스크 장치를 제안한 것이다. 본 발명은 대물렌즈 지름을 한정하고, 또 빔 정형 프리즘, 미러, ¼파장판을 각각 일체화하고, 광헤드의 광축조정을 용이하게, 또 정밀도 좋게 조립할 수 있게 하여 박형화를 도모한 점에 특징이 있다.

Description

정보 처리장치 및 이것에 탑재되는 광헤드

제1도는 본 발명의 일 실시예인 광학계 구성도.

제2도는 종래의 광디스크의 광디스크와 광헤드의 예.

제3도는 본 발명의 광디스크인 카드(光 disc-in card)의 개념도인 설명도.

제4도는 본 발명을 실현하기 위한 광헤드의 사시도.

제5도는 광학계의 평면도, 단면도.

제6도 내지 제9도는 모듈화한 광학계의 설명도.

제10도는 광디스크인 카드를 사용한 일 실시예의 구성도.

제11도는 광디스크인 카드를 사용한 일 실시예의 구성도.

제12도, 제13도는 광디스크인 카드의 다른 실시예.

제14도는 오버라이트시의 레이저 파워 변조방법의 설명도.

제15도는 본 발명을 실현하는데 필요한 드라이브 회로계의 일 실시예.

제16도는 대물렌즈와 장치 높이를 나타낸 도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

120 : 투명 보호케이스 142 : 기록막

143 : 기판 144 : 기록안내홈

145 : 피트(pit) 211 : 반도체 레이저

212 : 콜리미터 렌즈 214 : 빔스프리터

217,218 : 전반사 미러 220 : 검출렌즈

221a,221b : 센서 222 : 하프미러

223 : 원통형 렌즈 224 : 에지 프리즘

302 : 광디스크 304 : 드라이브 케이스

본 발명은 정보처리장치 및 그것에 탑재하는 광헤드에 관한 것이다. 특히 본 발명은 가반형(可搬型)에 뛰어나고, 박형화 및 소형화가 도모된 정보처리장치에 관한 것이다. 또, 그것에 사용되는 소형 경량의 광 헤드에 관한 것이다.

랩톱 컴퓨터나 기타의 휴대용 정보처리장치의 메모리로서 광디스크를 사용하는 경우, 보호케이스의 부착 및 박형화가 요구된다. 그러나 종래의 광디스크에서는 디스크의 면진동을 1mm 정도까지 허용하고 있었기 때문에, "워크 디스턴스"로 불리는 디스크 기판 표면과 대물렌즈 표면과의 거리를 2mm정도로 하고 있었다. 또 디스크 기판은 1.2mm의 두께이고, 다시 렌즈의 두께를 가하면 렌즈의 초점거리는 4.0mm이상의 초점거리가 필요하여, 정보처리 장치의 박형화에는 한계가 있었다.

한편, 랩톱 컴퓨터로 대표되는 가변형의 정보처리 장치의 메모리로서는 종래 IC카드, 플로피디스크 또는 광카드등이 사용되고 있었다. 그러나, 정보처리장치의 처리 능력이 증가함에 따라, 화상과 같은 대량의 정보를 취급할 필요가 생기고 있다. 이 때문에, 종래의 IC메모리, 플로피디스크나 광카드로서는 용량이 부족하여, 소형이고 대용량인 메모리가 요망되고 있다.

본 발명의 목적은, 가반성이 우수하고, 박형화 및 소형화가 도모된 정보처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 소형이고 대용량인 메모리에 대하여 기능하는 박형화 및 소형화가 소모된 정보처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가반성에 뛰어난 정보처리장치에 탑재하기에 적합한 소형 경량이며, 고속액세스가 가능한 광헤드를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 신뢰성이 높은 정보의 처리 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 정보처리장치는, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록매체와, 그 광기록매체에 기록되어 있는 필요한 정보를 표 1, 표 2에 나타낸 예와 같이 유효 지름이 3.8mm이하인 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여, 상기 광기록매체에 정보를 기록하고, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하고, 또는 상기 광기록매체에 기록된 정보를 소거하는 일중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광기록 매체를 상기 광헤드와 소정의 관계 위치에 수용하는 수단과, 상기 광기록매체를 회전시키는 수단과, 상기 광 헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보처리장치는 그 드라이브 회로에 지령을 가하는 프로세서와, 그 프로세서에 정보를 입력하는 수단과, 상기 프로세서로부터 정보를 출력하는 수단을 가지는 것이 바람직하다.

정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체로서는, 재생전용형, 추기형 및 재기록형이 있다.

재생전용형은 예를 들면 스템퍼(stamper)에 의하여 프라스틱에 요철을 형성하고, 그 요철에 의한 반사율의 변화를 정보로서 판독한다.

추기형의 광기록매체로서는 Te 등을 베이스로 한 무기계 재료 또는 시아닌(Cyanine)계, 나프탈로시아닌계 등의 유기계 재료를 사용한다.

또, 재기록형의 광기록매체로서는, In-Sb-Te계, Ge-Sb-Te계, In-Se-Tl계, In-Sb-Te계, Sb-Te계 등의 결정 아몰퍼스상 변화형 기록재료, 또는 Tb-Fe-Co계, Gd-Fe-Co계 등의 광자기형 기록재료를 사용할 수가 있다.

이와 같은 광기록 매체를 크레디트 사이즈의 카드내에 내포하고, 케이스 일부의 투명부분을 거쳐 빛을 입사하는 방식의 카드에 사용함으로써, 박형이고 취급이 용이한 광메모리를 실현할 수가 있다. 이에 의하여 회절 한계까지 집광한 빔 스포트 지름으로 3MB이상, 나아가서는 기록 방식, 예를 들면 피트에지(pit edge) 기록 등에 의하여 50MB 용량의 소형 메모리를 실현할 수 있게 되었다.

본 발명에 사용되는 광헤드는 유효지름이 3.8mm이하인 대물렌즈를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 디스크 기판의 두께를 1.2mm 이하 또는 워크 디스턴스를 2mm이하로 함으로써 초점거리가 작은 대물렌즈의 사용이 가능하게 된 것에 의거한다.

또, 본 발명은 회전에 따른 디스크의 면 진동량이 렌즈의 유효지름에 관계된 것을 발견한 것에 의거한다.

또, 본 발명의 정보처리장치는, 투명 부분을 가지는 케이스 내에, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를 회전 가능하게 수납한 광메모리와, 상기 케이스의 투명 부분으로부터, 유효 지름이 3.8mm인 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록매체에 조사하여, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하거나, 상기 광기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하거나, 또는 상기 광기록매체에 기록된 정보를 소거하는 일중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광기록매체를 회전시키는 회전수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 정보처리장치는 두께 1.0mm이하의 기판상에 형성되어, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를 투명부분을 가지는 케이스내에 회전 가능하게 수납한 광메모리와, 상기 케이스의 투명 부분으로부터, 유효지름이 3.8mm이하인 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 광기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일 중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광기록 매체를 회전시키는 회전수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 두께 15mm이하의 스페이스에 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 투명 부분을 가지는 케이스내에, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를 회전 가능하게 수납한 광 메모리와,

상기 케이스의 투명 부분으로부터, 유효지름이 3.8mm이하인 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일 중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광기록 매체의 면 진동을 0.9mm이하에서 회전시키는 회전수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를, 두께 15mm이하의 스페이스에 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 투명 부분을 가지는 케이스내에, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를, 회전 가능하게 수납한 광메모리에 대하여 기능하고, 상기 케이스의 투명 부분으로부터, 유효지름이 3.8mm이하인 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 광기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일 중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광메모리를 상기 광헤드와 소정의 관계위치에 수용하는 수단과, 상기 광기록 매체를 회전시키는 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전 수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 투명부분을 가지는 케이스내에, 정보의 기록, 재생, 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를 회전 가능하게 수납한 광메모리에 대하여 기능하고, 상기 케이스의 투명 부분으로부터, 초점거리 3.8mm이하의 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하거나, 상기 광기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하거나, 또는 상기 광기록매체에 기록된 정보를 소거하는 일중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광메모리를 상기 광헤드와 소정의 관계위치에 수용하는 수단과, 상기 광기록매체를 회전시키는 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 투명부분을 가지는 케이스내에 정보의 기록, 재생, 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를 회전가능하게 수납한 광메모리에 대하여 기능하고, 상기 케이스의 투명부분으로부터 대물렌즈를 1.8mm이하의 범위에서 작동시키고, 상기 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광메모리를 상기 광헤드와의 소정 관계위치에 수용하는 수단과, 상기 광기록매체를 회전시키는 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 투명부분을 가지는 케이스내에, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를 회전가능하게 수납한 광메모리에 대하여 기능하고, 확산광을 평행광으로 하는 유효지름이 4.0mm이하인 콜리 메이트 렌즈를 통과한 빛을 대물렌즈로 집광하여, 상기 케이스의 투명부분으로부터 상기 광기록매체에 조사함으로서, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일중 적어도 하나를 실생하기 위한 광헤드와, 상기 광메모리를 상기 광헤드와 소정의 관계위치에 수용하는 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전 수단의 회전수를 제어하는 드라이브회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 투명 부분을 가지는 케이스내에, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체를, 회전 가능하게 수납한 광메모리에 대하여 기능한다. 여기서 반도체 레이저의 빛을 유효하게 이용하기 위해서는, 짧은 초점거리의 콜리메이트 렌즈가 적합하다. 한편, 콜리메이트 렌즈의 초점 거리가 짧으면 광축 조정이 곤란해지기 때문에, 표 1, 표 2에 나타낸 바와 같은 대물렌즈 지름을 사용하면 이에 적합한 콜리메이트 렌즈 지름은 약간 큰 값이 된다. 콜리메이트 렌즈 지름을 4mm로 하면 광이용률과 광축 맞춤의 양쪽에서는 0.3정도가 좋다. 확산광을 평행광으로 하는 초점거리 6.7mm이하의 콜리메이트 렌즈를 통과한 빛을 대물렌즈로 집광하여, 상기 케이스의 투명부분으로부터 상기 광기록매체에 조사함으로써, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일 중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광메모리를 상기 광헤드와 소정의 관계위치에 수용하는 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정보처리장치는, 정보의 기록, 재생 또는 소거중 적어도 하나를 행하기 위한 광기록 매체에 대하여 기능하고, 그 광기록 매체에 기록되어 있는 필요한 정보를, 유효지름 3.8mm이하의 대물렌즈로 집광한 빛을 상기 광기록 매체에 조사하여 상기 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광기록매체에 기록된 정보를 소거하는 일중 적어도 하나를 실행하기 위한 광헤드와, 상기 광기록 매체를 상기 광헤드와 소정의 관계위치에 수용하는 수단과, 상기 광기록 매체를 회전시키는 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 빛을 집광하는 대물렌즈를 가지는 광헤드를 사용하여, 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 광 기록매체에 기록된 정보를 소거하는 일 중 적어도 하나를 실행하는 방법으로서,

(a) 유효지름이 3.8mm이하인 대물렌즈를 가지는 광헤드와 상기 광기록 매체와의 사이에 상대적 운전을 가하는 일,

(b) 상기 광기록 매체에 정보를 기록하기 위하여, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하기 위한, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하기 위한 신호를 상기 광헤드에 가하는 것 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 광기록 매체에 정보를 기록하는 일, 상기 기록매체에 기록되어 있는 정보를 재생하는 일, 또는 상기 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 일 중 적어도 하나를 실행하기 위하여, 빛을 집광하는 대물렌즈를 가지는 광헤드와, 상기 광헤드와 상기 광기록 매체와의 사이에 상대적 운동을 가하는 수단과, 상기 광기록 매체에 정보를 기록하기 위하여, 상기 광기록 매체에 기록되어 있는 정보를 재생하기 위하여, 또는 상기 광기록 매체에 기록된 정보를 소거하기 위한 신호를 상기 광헤드에 가하는 수단을 가지는 장치로서, 상기 광헤드가 유효지름 3.8mm이하의 대물렌즈를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 광헤드는, 광원으로서의 반도체 레이저와, 그 반도체 레이저로부터 출사되는 확산광을 평행광으로 하는 콜리메이트 렌즈와, 그 콜리메이트 렌즈를 통과한 상기 빛을, 광기록 매체에 조사하기 위하여 광로를 변경하는 전반사 미러와, 그 전반사 미러로 반사한 상기 빛을 광기록 매체에 집광하는, 유효 지름이 3.8mm이하인 대물렌즈와, 상기 광기록 매체에서 반사한 상기 빛을 광검출기에 인도하는 빔스프리터를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광헤드는, 광원으로서의 반도체 레이저와, 그 반도체 레이저로부터 출사되는 확산광을 평행광으로 하는 콜리메이트 렌즈와, 상기 콜리메이트 렌즈를 통과한 빛을 정형하는 프리즘과, 상기 프리즘에 의하여 정형된 빛을 광기록 매체에 조사하기 위하여 광로를 변경하는 미러와, 상기 광기록 매체에서 반사된 빛을 광검출기에 인도하는 스프리터와, 상기 스프리터를 통과한 빛 및 상기 광기록 매체에서 반사된 빛을 편광시키는 ¼파장판을 일체 구성한 광학소자와 상기 미리어세 반사된 빛을 상기 광기록 매체에 집광하는 유효지름 3.8mm이하의 대물렌즈를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광헤드는 광원으로서의 반도체 레이저와, 상기 반도체 레이저로부터 출사되는 확산광을 평행광으로 하는 콜리메이트 렌즈와, 상기 콜리메이트 렌즈를 통과한 빛을 정형하고, 정형된 빛을 광기록 매체에 조사하기 위하여 광로를 변경하고, 상기 광기록 매체에서 반사된 빛을 광검출기에 인도하기 위한 광학소자와, 상기 광학소자에서 광로가 변경된 빛을 상기 광기록 매체에 집광하는 유효지름 3.8mm이하의 대물렌즈를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광헤드는, 광원으로서의 반도체 레이저와, 상기 반도체 레이저로부터 출사되는 확산광을 평행광으로 하는 콜리메이트 렌즈와, 상기 콜리메이트 렌즈를 통과하는 빛을 정형하고, 정형된 빛을 광기록매체에 조사하기 위하여 광로를 변경하고, 상기 광기록 매체에서 반사된 빛을 광검출기에 인도하기 위한 광학소자와, 상기 광학소자에서 광로가 변경된 빛을 상기 광기록 매체에 집광하는, 유효지름 3.8mm이하의 대물렌즈와, 상기 광학소자로부터 인도된 빛을 검출하고, 상기 반도체 레이저와 같은 쪽에 설치된 광검출기를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 광기록 매체를 투명부분을 가지는 케이스에 회전 가능하게 수납하여, 디스크의 면 진동을 케이스내의 간극 이하가 되도록 함으로써 달성된다.

또, 종래 디스크의 기판두께 1.2mm를 얇게 함으로써 필요한 대물렌즈의 초점거리를 짧게 하였다.

또, 대물렌즈를 구동하는 작동기의 동적인 작동거리는 디스크의 면진동 이하로 한정하였다. 디스크의 면진동이 크면 작동기에 필요한 동적 작동거리는 커진다. 이 동적 작동거리는 대물렌즈에 필요한 초점거리의 일부가 된다. 이것은 디스크의 면진동에 따라, 대물렌즈가 일정거리를 유지하는 포커스 서보가 어긋나서 디스크를 탐색해 나갈 때 검지 미스해도 대물렌즈가 디스크와 접촉하지 않기 때문에, 상대 거리를 취할 필요가 있으므로 디스크의 면진동을 억제하는 효과는 크다.

이 디스크의 면진동과 대물렌즈의 초점거리와의 관계를 표 1 및 표 2에 나타낸다. 먼저 이 표 1에 대하여 설명한다. 기판두께 0.8mm는 제1도, 제12도에 있어서의 보호케이스(120)와 디스크기판(143)을 합계한 값을 나타낸 것이고, 이들의 광학적 굴절률(n)이 약 1.5이므로 이것을 공기로 환산한 값 약 0.53mm가 기판의 등가 광로길이가 된다. 표 1은 디스크의 기판 두께를 0.8mm와 0.5mm로 했을 경우의 예를 나타내고 있으나, 당연히 이 외의 기판 두께이더라도 좋다. 그 때는 기판의 두께를 공기로 환산한 등가 광로길이(표에서는 기판두께)가 변하게 된다. 표 2는 디스크의 기판두께를 1.2로 했을 경우를 나타냈다.

이에 의하여, 디스크의 기록면과 대물렌즈의 거리가 짧아져 대물렌즈의 초점거리를 짧게해도 디스크의 면진동에 추종하여 초점제어를 할수 있음을 알 수 있다. 초점거리를 맞추어 대물렌즈의 유효지름을 4mm 이상으로부터 3.8mm 내지 1.5mm로 소경(小徑)화하여, 종래의 NA와 동일하게 0.5 내지 0.55로 했다. 예를 들면, 대물렌즈의 유효지름을 2mm로 하였을 경우는 초점거리도 2mm로 했다. 이에 의하여 스포트 지름을 약 1.6㎛까지 줄일수 있는 광학계를 실현할 수 있게 되었다.

이와 같이 대물렌즈에 입사하는 광속을 4mm 내지 1.8mm 정도까지 가늘게 하여, 그에 따른 전체 광속계의 치수를 작게하여, 광헤드의 박형화, 소형화를 도모하였다.

예를 들면, 대물렌즈의 유효지름을 2mm로 하는 경우, 콜리메이트렌즈의 유효지름은 예를 들면 2.5mm까지 소형화 했다. 이것은 트래킹(tracking) 제어를 행하기 위하여 대물렌즈는 디스크의 반경방향으로 움직이므로, 대물렌즈의 유효 지름보다 큰 광속이 필요하게 되어, 그 비율 만큼은 큰 콜리메이트 렌즈의 유효 지름으로 하였다.

콜리메이트 렌즈의 유효지름은 종래에 비하여, 소경화함과 동시에 초점거리를 단축했다. 이것은 확산하는 반도체 레이저의 빛을 소형화한 콜리메이트 렌즈에서 종래와 등등하게 받기 위해서이고, 반도체 레이저의 광 이용률을 저하시키기 위해서이다.

그런데, 콜리메이트 렌즈의 초점거리가 짧으면 반도체 레이저와 콜리메이트 렌즈와의 위치 맞춤 및 광축 조정이 어려워 진다. 본 발명에서는, 빔 정형용의 프리즘과 편광 빔 스프리터와 전반사 미러와 ¼파장판과의 광학소자를 일체 형성했다. 종래에 이들의 기능을 일체화한 것이 있었으나, 본 발명은 반도체 레이저와 검출계를 동일축에 설치하는 일체 구성으로 하여, 회전하는 디스크와 광학계의 간섭이 없는 배치로 하여 소형화를 실현했다.

또, 광디스크의 반사광을 검출하는 검출계인 검출렌즈와 푸코(foucault's)프리즘과 광검출기를 일체화 했다. 이것은 평행광이 검출 렌즈에 입사했을 때, 광검출기에 광스포트가 집광되어 포커스 트랙킹의 오차 신호가 검출될수 있게 했다. 이 일체 검출계를 상기 복합 프리즘의 검출측에 설치하도록 했다. 광학계 전체가 소형화되면 위치 맞춤 조정이 어려워지는 검출계도 복합프리즘의 검출측이 평행광이고, 광검출기를 일체화함으로써, 용이하게 위치 맞춤 조정이 될 수 있다. 이에 의하여, 광학계가 고정도화되고, 광축조정도 용이하게 되므로, 광축의 기울기(경사)를 작게 조정할 수가 있다.

종래의 광디스크는 1.2mm의 기판이 ±1㎛ 정도의 면진동을 수반하여 회전했을 경우에도 대물렌즈가 초점거리에 대하여, ±1㎛ 이하의 정도를 유지하는 포커스 제어가 행해지고 있다. 이 포커스제어는 디스크로부터 반사광을 검출하여 포커스 오차 신호를 얻어, 이것을 서보 회로에 귀환시킨다. 이 포커스 오차 신호는 디스크와 대물렌즈의 상대위치가 초점거리의 ±20㎛정도인 범위에서 얻어진다. 이 범위를 서어보의 인입영역이라 부른다. 이때문에, 최초에는 이 인입영역에 대물렌즈를 이동시켜, 그 영역이 되었음을 검출하여, 서보 회로의 스위치를 온으로 하는 제어가 행해진다. 일반적으로 이 최초 인입영역에 대물렌즈를 이동시키는 제어의 방식은, 포커스 서어보 온 신호에 의하여, 일단은 디스크로부터 대물렌즈를 떨어지게 하고, 그후 저속도로 디스크에 근접시키도록 하여, 면진동을 하고 있는 디스크에서도 그 인입영역을 통과하도록 하고 있다. 그리고, 이 영역내가 되었음을 검출하여, 서보 회로의 스위치가 오프되어 서보 회로가 형성된다. 그리고 디스크의 면진동에 따라 대물렌즈가 추종하는 제어가 행해진다. 그러나, 어떤 원인으로 이 인입영역을 검출할 수 없었을 경우는 서보회로의 스위치가 오프 되지 않고, 대물렌즈는 디스크에 근접하여 가서, 대물렌즈의 작동기가 최대 스토로크 까지 완전히 신장한 상태가 된다. 통상 이는 디스크의 검출 미스이기 때문에, 일단 대물렌즈를 디스크로부터 멀어지게 하는 방향으로 작동기에 전압을 가하고, 다시 근접시키는 전압을 가한다. 그러나, 대물렌즈가 디스크측으로 완전히 신장한 상태에서, 디스크가 면진동을 수반하여 회전하면 렌즈와 디스크가 접촉하여 양쪽에 손상이 생길 염려가 있다. 여기서 중요한 것은, 광디스크는 상기한 바와 같이 기판너머로 빛을 입사하여 독출, 기입을 함으로서, 기판 표면의 먼지 부착이나 상처에 의한 신호대 잡음비(S/N비)의 열화를 작게하고 있다. 그러나 기판 표면의 먼지나 상처는 신호대 잡음비(S/N비)의 열화가 되어 데이터에 판독에러가 생기게 된다. 통상의 경우에는, 어느 정도의 먼지등으로 생기는 이산적(離散的)인 판독에러는 에러정정이 가능하다. 그러나, 기판표면에 생긴 상처등에 의한 연속된 판독에러는 에러 정정이 불가능하게 된다. 정보처리 장치에서 데이터 독출, 또는 에러 정정이 불가능하게 되므로 허용되지 않는 것이다. 이 때문에,종래는 대물렌즈의 작동기가 최대스트로크 까지 완전히 신장된 상태에서, 디스크가 면진동을 일으켜도 접촉하지 않을 만큼의 거리를 취하는 구성으로 하고 있었다. 디스크의 면진동은 디스크 기판의 휨이나 디스크 홀더와의 감합에 따라 다르다. 통상의 0.2mm 정도 이하이나 상기한 바와 같은 정보의 절대보전의 안전상 1mm정도의 면진동이 생겨도 대물렌즈와 디스크 기판은 접촉하지 않는 거리를 취하고 있다. 이 때문에, 종래의 대물렌즈의 초점거리는 4mm이상이었다. 이것에 대하여 본 발명은, 디스크의 면진동을 일정치 이하로 억제하도록 보호케이스에 광디스크를 수납했다.

표 1에 면진동을 규제한 경우와 기판 두께를 변화시켰을 경우에 필요한 대물렌즈의 초점 거리를 나타냈으나, 대물렌즈의 초점거리를 단축해도 디스크 기판과 대물렌즈가 접촉하지 않게 되었다. 대물렌즈의 초점거리를 단축한 것에 특징이 있다. 또, 면진동을 규제하는 보호케이스는 적어도 빛의 입사부는 투명화 하였다. 이 보호 케이스에 의하여, 광디스크 기판표면의 먼지 부착을 적게하였다. 기록, 재생, 소거용의 광빔을 이 투명보호판을 거쳐 입사 함으로써, 기판 두께를 얇게하여도 먼지에 의한 에러가 잘 생기지 않는 대책을 한 것에도 특징이 있다. 이에 의하여, 종래의 광디스크에서는 불가결하게 되어 있던 1.2mm의 기판을 얇게 할수도 있게 되고, 대물렌즈 지름을 소경화하여, 광디스크 메모리 전체의 두께를 얇게 할 수 있게 되어 있다.

본 발명은, 디스크의 면진동을 일정치 이하로 함으로써, 대물렌즈의 렌즈지름을 소경화 할 수가 있기 때문에, 광헤드의 박형화를 달성할 수 있게 되었다.

또, 박형화된 광헤드를 탑재한 장치의 박형화 및 소형화가 달성되었다.

본 발명은, 디스크의 면진동을 일정치 이하로 함으로써, 대물렌즈의 렌즈 지름을 축소할 수 있고, 따라서 광헤드의 박형화가 실현될 수 있었다.

또, 카드가 내장된 광디스크의 보호역할과 동시에 부착된 먼지나 티끌에 의한 재생 미스를 방지할 수 있으므로, 박형이고 또한 신뢰성이 높은 대용량의 광디스크인 카드메모리(光 disc-in-card memory)를 실현할 수 있다. 또 본 발명의 광디스크인 카드를 이용함으로써 박형이고 대용량인 메모리를 가지는 랩톱형의 컴퓨터나, 대용량의 스틸카메라, 대용량 메모리를 가지는 의료용 가반형 개인 데이터 베이스를 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 제1도에 따라 설명한다. 제1도는 광기록 매체를 투명부분을 가지는 보호케이스에 수납한 광메모리에 빛을 조사하는 경우를 나타낸다.

본 실시예에서는 광디스크 드라이브 전체를 박형화하기 위하여 광기록 매체(144) 자체를 얇게하여 카드 형상의 투명보호케이스(120)에 수납했다. 이 구성을 광디스크인 카드라고 표현하기로 한다.

이 광디스크 인 카드는, 공기중의 먼지가 기판에 부착하는 것을 방지함과 동시에 디스크의 면진동을 디스크와 케이스와의 스페이스 이하로 억제한다. 이 스페이스를, 예를 들면, 0.1mm로 보호케이스(120)의 두께를 0.5mm로 하면 광디스크 인 카드는 1.5mm로 할수 있다.

또, 광디스크 인 카드는 스페이스가 0.1mm이기 때문에, 대물렌즈(219)는 상하방향으로 0.2mm만큼의 작동 거리가 있으면 된다. 통상 렌즈의 초점거리는 주점으로 부터의 거리를 나타내므로, 디스크측의 주점으로부터 렌즈 표면까지의 대물렌즈 유리의 두께가 있어, 이것을 1mm라 하면, 대물렌즈의 초점거리는 2mm, NA를 0.5라하면, 대물렌즈의 유효지름은 2mm가 된다. 트래킹을 위하여 대물렌즈가 움직이는 것을 고려하면 이 대물렌즈(219)에 입사하는 광속은 2.5mm, 전반사 미러(217)는 광속 2.5mm 보다 약간 큰 3mm정도이면 된다. 광헤드 베이스(302)를 1mm, 이들 광헤드와 광디스크인 카드와 스페이스 0.2mm로 두께 1mm의 드라이브 케이스(304)의 속에 수납하면 광디스크 드라이브 전체를 10mm로 할 수가 있다.

여기서는, 대물렌즈의 유효지름이 2mm인 경우를 예로 나타냈으나, 표 1, 표 2에 나타낸 바와 같이 광디스크인 카드내의 보호케이스(12)와 광기록 매체(144)와의 스페이스에 의하여, 대물렌즈 지름은 1 내지 3.8mm가 적당하다. 또, 광헤드 베이스나 드라이브 케이스의 치수는 2 내지 3mm가 적당하다. 따라서, 광디스크 드라이브 높이(h)를 사용하면 유효지름(d)으로 나타내면 제16도와 같이 되어, 광디스크 드라이브 전체를 6 내지 15mm로 할 수가 있다.

제2도는 광헤드의 광학계를 나타낸 것으로, 닛게이 일렉트로닉스 1983. 11.21호의 189페이지 내지 213페이지에 기재되어 있는 광학계이다.

제2도에 나타낸 바와 같이, 메모리(이하, 광디스크를 사용하여 설명한다)는, 기판(143) 및 기록막(142)에 의하여 구성되어 있고, 기판(143)에는 피치 약 1.6㎛의 트랙 안내홈(144) 및 직경 약 0.8㎛의 피트(145)가 형성되어 있다. 광디스크의 기판(143)은, 기록막(142)에 부착하는 먼지 대책으로서 약 1.2mm의 두께를 가진다.

한편, 광헤드는 반도체 레이저(211), 평행광 작성을 위한 콜리메이트렌즈(212), 빔 스프리터(214), 광로 변환용의 전반사 미러(218), 디스크에 빛을 집광하기 위한 대물렌즈(219), 빔스프리터(214)로 부터의 빛을 광센서계에 집속하여 넣기 위한 검출렌즈(22),트래킹용 신호검출계와 초점 신호 검출계에 빛을 분리하기 위한 하프미러(222), 초점신호 검출을 위한 원통모양(cylindrical)렌즈(223), 에지프리즘(224) 및 초점오차검출과 트래킹 오차 검출을 위한 센서(221a)와 센서(221b)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성의 광학계에서 반도체 레이저(211)로부터 출사된 빛은, 빔스프리터(214)에서 반사되고, 대물렌즈(219)에서 광디스크의 기록막(142)에 집광된다. 또, 광디스크로부터 반사된 빛은 빔 스프리터(214)를 투과하고, 센서(221a)에서 초점 오차 신호로서 계측된다. 초점에 오차가 있는 경우, 도시하지는 않았으나, 대물렌즈(219)의 구동용 작동기에 신호를 피이드 백(feed back) 하여, 대물렌즈(219)의 위치를 합초점의 위치로 이동시킨다. 또, 센서(221b)에서는 트래킹오차 신호를 검출하고, 전반사 미러(218)를 회전시켜 트랙안내홈(144)를 추적시킨다. 이와 같은 상태에서 종래의 광헤드는 초점제어와 추적 제어를 실시하면서 신호의 기록 및 재생을 실시한다.

기록시에는 반도체 레이저(211)로부터약 20mW정도의 레이저 광을 출사하여 기록막에 피트(구멍)를 내고, 또, 신호의 재생시에는 반도체 레이저(211)로부터 약 4mW 정도의 레이저광을 출사하여, 피트의 유무에 의한 반사율의 변화에 의하여 정보를 재생한다.

상기한 광헤드는, 제2도에 나타낸 바와 같이 두께 1.2mm의 기판너머로 빛을 조사한다. 따라서, 기록막 표면상에 1㎛ 정도의 광스포트를 집광하는 경우에도 기판 표면상에서는, 광 빔은 1mm정도의 큰 광스포트이면 된다. 이 때문에, 기판 표면에 있는 먼지는 기록막 표면에서 1/1000 정도의 노이즈에 상당하게 되어 기판표면의 먼지에 의한 신호의 열화를 작게하는 장점이 있다.

기판 두께를 1.2mm(등가 광로길이는 약 0.8mm), 디스크의 면진동을 ±1.0mm, 여유를 0.2mm로 하면, 대물렌즈의 초점거리는 4.0mm정도 이상이 되는 것을 알았다.

그런데, 초점위치의 기록막면에서 얻어지는 광스포트 지름(d)은,

d=λ/NA …… (1)

로 표시된다.

여기서, NA : D/2f

λ : 사용하는 빛의 파장

D : 대물렌즈의 유효지름

f : 대물렌즈의 초점거리이다.

즉, 광스포트 지름(d)은 NA에 반비례 한다. 즉, 광스포트지름(d)은, 렌즈지름(D)에 반비례하고, 초점거리(f)에 비례한다. 고밀도 기록용의 대물렌즈는 NA가 0.5 이상 필요하고, 초점거리와 동등 이상의 유효지름을 가지는 대물렌즈를 사용할 필요가 있다. 광헤드를 사용하는 정보처리 장치의 두께는 이 대물렌즈 유효지름의 2배 정도가 되므로, 이 유효지름을 가능한 한 소경화하지 않으면 장치의 박형화는 달성할수 없다.

정보처리장치에는 금전으로 바꿀수 없는 중요한 데이터가 기록되므로, 광헤드는 광디스크와 대물렌즈가 접촉하지 않는 거리를 설치할 필요가 있다. 바꾸어 말하면, 초점거리가 짧은 장치에서도 4mm이상인 초점거리의 대물렌즈가 필요하다는 것을 알았다.

식(1)에 있어서 파장이 830nm의 반도체 레이저를 사용하여, 광스포트 지름을 1.6㎛정도로 집광하고, NA를 0.5 이상으로 하는 경우에는, 초점거리가 4mm인 대물렌즈를 사용하면 그 유효지름은 4mm이상 필요하게 된다. 또, 이 대물렌즈의 NA를 유효하게 이용하는데는, 이 유효지름 이상의 광속을 입사시킬 필요가 있어, 제2도에 나타낸 빔 스프리터등의 광학소자는 당연히 그 이상의 치수가 된다. 즉, 대물렌즈의 유효지름이 결정되면 이에 따라 콜리메이트 렌즈, 기타 광학소자의 치수가 결정되는 것을 알았다. 이 때문에, 대물렌즈의 소경화가 가능하면 장치의 박형화, 소형화가 가능하게 된다는 것을 알았다.

제3도는 검출계를 제외한 광학계 전체를 나타낸다. (a)는 평면도, (b)는 단면도를 나타낸다. 제3도에 있어서, 반도체 레이저(211)의 확산광은 콜리메이트 렌즈(212)에 의하여 콜리메이트되어 광빔이 되고, 정형 프리즘(216)에 입사한다. 이 광빔은 반도체 레이저의 출력 패턴인 타원빔이나, 이 정형 프리즘(216)에 의하여 거의 구형이 된후, 편광 빔스프리터(213)을 투과한다. 이 투과한 광빔은 1/4 파장판(215)에 의하여 원 편광으로 편광된다. 다시 광빔은, (전반사 미러)(217)에 의하여 수직방향으로 광로가 바뀐후 대물렌즈(219)에 의하여 집광되어, 광디스크인 카드내의 광기록매체(144)의 막면상에 조사된다. 또한 콜리메이트 렌즈(212), 정형프리즘(216), 편광 빔 스프리터(213), 1/4파장판(215), 미러(217)를 일체 성형한 것이다.

제4도는 광디스크인 카드를 사용한 경우 광헤드의 광학계 전체구성도를 나타낸다. 또한 이 광헤드는, 나이프에지(knife edge)법에 의하여, 광빔의 초점 검출을 행하는 것이다.

제3도에서 설명한 바와 같이, 반도체 레이저(211)로부터 출사된 빛은, 콜리메이트 렌즈(212)에 의하여 평행광(이하, 광빔(100)이라 함)으로 변환된다. 이 광빔(100)은 반도체 레이저로부터 출사되는 패턴의 타원상인 빔 형상이다. 이 타원상의 빔형상은 정형 프리즘(216)에 의하여 광축이 굽혀짐으로써 거의 구형으로 빔이 정형된다. 그후, 편광 빔 스프리터(213)로 향한다. 반도체 레이저의 출사광은, 직선 편광이고, 이 편광 빔 스프리터(213)에 대하여, P파가 되도록 설정되므로 편광 빔 스프리터(213)를 투과한다. 다시 광 빔(100)은, 1/4 파장판(215)에 의하여 편광되어 원편광이 되고, 전반사 미러(217)에 의하여 수직 방향으로 굽혀진다. 이 원편광의 광빔(100)은 대물렌즈(219)에 의하여 집광되어, 광기록 매체(144)의 막면에 조사된다.

이 광기록 매체ㅐ(144)에 결상된 스포트로부터의 반사광은, 대물렌즈(219)에 의하여, 평행광으로 변환된 후, 전반사 미러(217)에 의하여 광로가 변경되고, 1/4 파장판(215)에 의하여 편광되어 S파가 된다. S파인 광빔(100)은, 편광빔 스프리터(213)에 의하여 반사되어, 푸코 프리즘(230)의 방향으로 광로가 변경된다. 이 광빔(100)은, 나이프에지를 이루는 푸코프리즘(23)에 의하여, 그의 약 절반이 방향이 바뀐후, 검출렌즈(22)에 의하여, 수광면이 2분할되어 있는 트래킹 서보용의 광검출기(221Ta,221Tb)에 결상된다. 그 이외의 부분은 푸코프리즘(23)의 단부가 나이프에지의 작용을 하여, 상하 방향으로 수광면이 2분할되어 있는 추점 서보용의 광 검출기(221Fa,221aFb)에 결상된다.

대물렌즈와 디스크와의 상대 거리에 대응하여 221Fa,221Fb의 검출전압이 변한다. 이 차신호를 이후 포커스에러 신호라고 부른다. 이 포커스에러 신호는 대물렌즈와 디스크와의 상대거리가 대물렌즈의 초점 거리 부근에 있을 때 거리에 비례하고, 초점거리의 전후에서 극성도 반전한다. 그러므로, 대물렌즈와 디스크와의 상대거리가 이 영역내가 된후, 포커스에러 신호를 도시하지 않은 서보 회로에 피이드백 함으로써, 오토포커스가 행해진다.

한편, 푸코 프리즘(230)에 의하여 방향이 바뀐 약 절반의 광다발은, 트래킹 방향으로 수광면이 2분할 되어 있는 트래킹 서보용의 광검출기(221Ta,221Tb)에 결상된다. 그리고, 포커스 에러 신호와 마찬가지로 미리 설치된 디스크의 반경방향의 안내홈으로 부터의 위치 오차로서 검출된다. 이것을 트래킹 에러 신호라고 부른다. 이 트래킹에러 신호를 도시하지 않은 서보 회로의 비교기에 피이드백 함으로써, 트래킹이 행해진다. 이들의 오토 포커스, 트래킹 제어에 의하여 수 10㎛이상으로 변위하는 광 디스크에 대하여, 상기한 바와 같이 1.6㎛ 피치의 트랙상에 스포트 지름을 1㎛ 정도로 줄인 레이저 빔이 조사된다. 재생신호는, 상기한 광검출기(221Ta,221Tb,221Fa,221Fb) 신호의 가산회로에 의하여 얻어진다.

제5도는 제4도의 광학계를 실제로 광헤드로서 조립한 평면도(a) 및 단면도(b)를 나타낸다. 반도체 레이저(211)는 복합 프리즘(210)에 대하여, 빔을 정형하기 위하여, 또 디스크에 대한 광축을 수직으로 설정하기 위하여 상대 설치각도를 정밀도 좋게 설치할 필요가 있다. 또 확산하는 반도체레이저(211)의 빛을 효율좋게 사용하기 위하여 콜리메이트렌즈(212)의 NA값을 크게하면, 반도체 레이저(211)와 콜리메이트 렌즈(212)와의 상대 위치도 정밀도 좋게 설치할 필요가 있다. 이를 위하여, 정형 프리즘으로부터 전반사 미러 까지의 광학계는 복합 프리즘(210)으로 하여 일체 정형하여, 반도체 레이저(211)와 검출계를 제외한 광학계의 광축 편차를 거의 없게하고 있다. 이 정형 프리즘으로부터 전반사 미러까지의 광학계를 복합 프리즘(210)이라 부른다. 또, 이 광헤드 뿐만아니라, 공디스크인 카드의 회전계를 포함하여 소형화하기 위하여, 반도체 레이저와 광검출기와의 배선부가 동일 방향이 되도록 구성하고 있다. 또한, 제5도중, 부호 350은 대물렌즈 작동기, 219는 대물렌즈, 220은 검출렌즈, 221은 광검출기를 각각 나타낸다.

제6도는 제4도에서 검출계를 제외하고, 복합프리즘(21)은 반도체 레이저(211), 대물렌즈(219)를 시각을 바꾸어 나타낸 것이다. 주로 복합 프리즘(210)을 구성하고 있는 정형 프리즘으로부터 전반사 미러 까지의 광학계를 설명하기 위하여 광학 유리로 작성한 소자의 정점을 a 내지 ℓ로 나타내고 있다.

제7도는 정형 프리즘 반도체 레이저(211)를 출사한 타원상의 광빔은 면(a b c d)으로부터 입사되어 굴절함으로써 빔은 거의 구형이 된다. 이 광빔은 편광막을 이루는 면(e f g h)에 45도로 입사하여 대개 투과한다. 이것은 직선 편광을 출사하는 반도체 레이저를 면(e f g h)에 대하여 P편광이 되도록 설정하고, 또 면(e f g h)에 편광 빔 스프리터(213)가 되는 막을 형성하고 있기 때문이다. 면(a b c d)에는 입사각 72도 전후의 큰 각도로 입사시키므로, 반사방지막을 형성하여 두는 것이 바람직하다.

제8도는 2등변 3각 주(柱)상의 프리즘이고 면(e f g h)이 제7도의 면(e f g h)과 접합한다. 광빔은 이면(e f g h)에 45도로 입사하여 면(i j g h)에 형성한 1/4 파장판을 투과한다. 이에 의하여 광빔은 P편광으로 부터 원편광으로 변한다.

제9도도 2등변 3각 주상의 프리즘이고, 면(j g h i)이 제8도의 면(e f g h)과 접합한다. 광빔은 이 면(e f g h)에 수직으로 입사하여 면(k l h i)에서 반사되어 면(j g l k)을 수직으로 투과한다. 이 면(j g l k)를 투과한 빛은 대물렌즈에 입사하여 디스크의 기록막 면에 집광된다. 또, 디스크 면으로 부터의 반사광은 대물렌즈에 의하여 평행광이 되어 면(j g l k)으로 되돌아오므로 이 면에는 반사방지막을 형성해두는 것이 바람직하다.

여기서는, 제8도와 제9도에 있어서 각각 2등변 3각 주상의 프리즘 2개로 이루어진 형상으로 설명하였으나, 제8도와 제9도는 상기한 j g h i에서 접합된 형상의 일체물 이더라도 좋다.

이와 같은 광학계는 종래에도 여러 가지의 조합으로 사용되고 있으나, 소형, 경량을 도모하여 본 발명의 광헤드에서는 제5도에 나타낸 바와 같이 반도체 레이저(211)와 동일측에 광검출기(221)를 배치한 것이 특징이다. 이상 설명한 제7도 내지 제9도 까지의 블록은 현재의 가공기술로 극히 정밀도 좋게 제작할수 있다. 이 고정밀도의 블록을 일체로 접합함으로서, 제6도에서 나타낸 빔 정형 프리즘으로부터 편광 빔 스프리터, ¼ 파장판, 전반사 미러 까지의 4개의 기능을 가지는 복합프리즘(210)이 실현된다. 이 복합프리즘(210)은 소형이고, 또 광축의 경사가 적다는 특징이 있다.

이상 설명한 바와 같이 디스크의 면진동을 일정치 이하로 억제하는 광디스크인 카드의 구성에 의하여 광헤드의 박형화가 도모된다. 다음에 정보처리 장치의 전체구성에 대하여 설명한다.

제10도에 있어서, 정보처리장치는, 광디스크인 카드(100), 광디스크 드라이브(200), 프로세서(400), 입력수단(500), 출력수단(600)으로 구성되어 있다. 광디스크인 카드(100)는, 광기록매체(144)와 투명보호케이스(120)에 의하여 구성되고, 광디스크 드라이브(200)로부터 탈착가능하게 되어 있다.

또, 광디스크 드라이브(200)는, 기록, 재생, 소거용의 광헤드(210), 광기록매체(144)의 회전용 모터(240)와의 제어 드라이브 회로(260)에 의하여 구성되어 있다.

드라이브 회로(260)는, 프로세서(400)로부터의 지령에 의하여, 모터(240)의 회전수를 제어함과 동시에, 기록, 소거용 데이터의 변조 및 재생용 데이터의 복원 기능을 한다.

또, 프로세서(400)는 입력 수단(500)으로 부터의 지령에 의하여 연산 처리 또는 광기록 매체에의 기록, 재생, 소거를 실시함과 동시에 필요에 따라 출력수단(600)를 거쳐 광기록 매체가 기록되어 있는 정보 또는 연산결과를 출력한다.

제11도는 본 발명을 실현하기에 적합한 광디스크인 카드의 일실시예를 나타낸 것이다. (a)는 평면도, (b)는 단면도를 나타낸다. 제11도에 나타낸 바와 같이 광디스크인 카드에서는, 광기록매체(144)가 카드 사이즈의 보호케이스(120)내에 수납되어 있다. 여기서 본 기록매체(144)의 특징은 보호케이스(120)의 적어도 광빔 입사부(152)가 투명한 보호판으로 구성되어 있다는 것이다.

종래의 정보처리장치에서는, 빛을 입사할때에 보호케이스의 문을 열어, 광기록 매체의 기판에 직접 빛을 입사하고 있었다. 이 때문에, 광 입사용 문으로부터 티끌이나 먼지가 들어가기 때문에, 그 대책으로 기판으로 1.2mm의 투명 기판을 사용할 필요가 있었다. 이것에 대하여, 본 발명에 사용되는 광디스크 인 카드에서는 ㅏ광 빔 입사부(152)를 투명한 보호판으로 커버하고 있기 때문에, 티끌이나 먼지가 기판(143) 또는 광기록 매체의 기록매체(144)에 직접 부착하는 일은 적으며, 따라서, 광기록 매체를 지지하기 위한 기판의 두께가 1.2mm일 필요성이 없게 되었다. 또, 광디스크인 카드에서는 보호케이스에 고착되어 있지 않고 광기록 매체가 자유롭게 회전할 수 있게 되어 있다.

제12도 및 제13도를 사용하여 광디스크인 카드의 개념을 설명한다. 광기록 매체(144)를 지지하는 기판(143)은, 그것을 보호하기 위한 투명보호케이스(120)내에서 회전하므로, 디스크의 면진동은 이 스페이스 이하이다. 그외에 디스크를 회전시키기 위한 모터(140) 및 광헤드(210)로 구성되어 있다. 광헤드(210)의 내용은 제5도 등에 나타낸 바와 같이 광헤드의 박형화에 대한 배려가 되어있는 것이 바람직하나, 종래의 광학계이더라도 실현 가능하다. 이와 같은 구성에서, 광디스크의 기록, 재생, 소거는 다음과 같이 하여 실현된다.

즉, 기록소거시는, 광헤드(210)에 내장되어 있는 반도체 레이저의 파워를 제14도에 나타낸 바와 같이 소거파워와 기록파워의 사이에서 변조함으로써, 낡은 정보의 위에 새로운 정보를 기록한다. 또, 재생시는 반도체 레이저의 파워를 비교적 작은 파워로 줄여 연속적으로 조사함으로써 광디스크의 반사율을 판독한다. 여기서, 본 발명에 사용하는 광디스크인 카드의 특징은, 투명보호케이스(120)를 거쳐 광기록매체(144)에 레이저광을 조사하는 점에 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 공기중의 먼지가 기판이나 기록막에 부착하는 일이 적고, 이에 의한 신호의 열화가 적다. 또, 투명보호케이스(120)의 판두께(d₂)와 기판(143) 두께(d₁)의 합계를 약 1.2mm로 하면 종래 불가결한 것으로 되어 있던 1.2mm두께의 기판을 박형화 할 수 있는 효과를 가지고 있다.

마찬가지로 제13도에 나타낸 바와 같이 본 발명에 사용되는 광디스크인카드의 투명보호케이스의 두께(d₂)를 적당히 하면 기판(143)측으로부터 빛을 입사할 필요는 없고, 기판(143)에 광투과성이 없는 재료를 사용할 수가 있다. 또, 투명 보호케이스의 두께(d₂)를 1.2mm로 하면, 종래의 대물렌즈의 수단에서, 기판(143)은 광투과성이 없는 재료를 사용할 수가 있다. 또, 광기록 매체는 회전축(241)에 고정되어 회전되고 있으나, 안정되게 회전하기 위하여, 디스크 캡(242)에 의하여 압입되어 있다. 또 광입사부가 아닌 보호케이스는, 투명이거나 불투명이더라도 좋다. 또한 보호 219는 대물렌즈이다.

본 발명을 실현하기 위해 적합한 광기록매체로서는, 컴팩트 디스크와 같은 재생 전용형의 광기록 매체, 천공이나 상변화를 이용하는 추기형 광기록 매체, 광자기 효과나 상변화를 이용하는 재기입형 광기록 매체를 사용할 수가 있다. 즉, 레이저 광에 의하여, 기록, 재생, 소거할 수 있는 매체이면 어떠한 매체이더라도 사용할 수가 있다.

제15도는 드라이브 회로(260)를 상세하게 설명한 것이다. 드라이브 회로(260)는 데이터 관리부(261), 트랙 어드레스 제어부(262), 트랙 제어부(263), 포커스 제어부(264), 광검출 증폭부(265), 데이터 복원부(266), 데이터 변조부(267), 레이저 드라이브(268), 모터 제어부(269)로 구성된다. 이와 같은 구성에서, 데이터의 기록, 소거시는 트랙어드레스 제어부(262)에서 기록해야 할 트랙 어드레스를 결정하고, 데이터 변조부(267)가 프로세서(400)로부터 가해진 데이터를 변조 방식에 의하여 광기록 매체(104)에 기록하는 "0", "1"패턴으로 변환한다. 변조 방식에는 2-7 변조나 4-15 변조가 있으나, 시스템에 따라 분별 사용되고 있다.

레이저 드라이브(268)에서는 데이터 변조부(267)에 의하여 결정된 "0", "1"의 패턴에 따라 제14도에 나타낸 바와 같이 레이저 파워를 소거용 파워와 기록용 파워의 사이에서 변조한다.

또, 데이터의 재생시에는 프로세서(400)에 의하여 지정된 드라이브 어드레스를 선택하고, 레이저 파워를 약 1 내지 2mW의 일정치로 하여, 광검출 증폭기(265)에 의하여 광기록 매체(144)의 반사율을 독출하고, 데이터 복원부(266)에 의하여 데이터를 복원한다.

또, 광검출 증폭기(265)의 결과는 트랙 제어(263)나 포커스 제어(264)의 신호로서도 이용되나, 이 부분의 기능은 종래 콤팩트 디스크로 대표되는 정보처리장치에서 사용되고 있던 기능으로 실현할 수 있다.

또, 모터 제어부(269)는 광기록 매체(144)를 회전시키기 위한 모터(240)의 회전수를 제어한다.

Claims

케이스 내에 격납된 두께 0.8mm 이하의 투명기판을 가지는 광디스크 매체에 광학적으로 정보의 기록을 행하는 정보처리장치로서, 개구수가 0.5이상, 유효지름이 3.83mm 이하인 대물렌즈를 가지고 상기 대물렌즈에 의하여 빛을 상기 투명기판측으로부터 상기 광디스크 매체에 수속(收束)하는 광헤드와, 상기 광디스크 매체를 회전시키는 회전 수단과, 상기 광헤드의 동작 및 상기 회전수단의 회전수를 제어하는 드라이브 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 케이스의 광 입사부가 투명보호판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 정보처리장치.
제1항에 있어서,

상기 대물렌즈의 유효지름이 2.73mm 이하인 것을 특징으로 하는 정보처리장치.