KR100477275B1 - 광학픽업장치및디스크플레이어장치 - Google Patents

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KR100477275B1
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Abstract

수발광(受發光)소자 (레이저커플러)를 사용한 소형, 고성능의 광학픽업장치로서, 더욱 상세하게는 광자기기록매체에 대한 양호한 기록재생을 행할 수 있는 광학픽업장치를 제공한다.
광검출기상에 배설되는 프리즘을 복굴절성(複屈折性) 결정(結晶)재료에 의하여 형성하고, 이상(異常)광선을 수광하는 광검출기를, 이상광선의 이른바 워크오프(walk -off)에 대응시켜 횡방향으로 벗어난 위치에 형성한다. 반사광속(光束)이 각 광검출기의 수광면상에 형성하는 스폿의 강도분포로부터, 트래킹에러신호를 검출한다.

Description

광학픽업장치 및 디스크플레이어장치
본 발명은, 광디스크나 광자기디스크와 같은 광자기기록매체에 대하여 정보신호의 기입 및 독출을 행하는 광학픽업장치, 및 이 광학픽업장치를 구비하고, 이 광디스크나 광자기디스크에 대하여 정보신호의 기록 및 재생을 행하는 디스크플레이어장치에 관한 기술분야에 속한다.
종래, 광디스크 (이른바 피트(pit)기록디스크나, 상변화형(相變化型) 디스크, 재기입형 디스크 등)나 광자기디스크와 같은 각종 타입의 광학기록매체가 제안되어 있다. 이와 같은 광학기록매체는, 투명한 기판과 이 기판에 피착형성된 신호기록층을 가지고 구성되어 있다. 광디스크나 광자기디스크에 있어서는, 상기 기판은, 원반형의 디스크기판으로서 형성되어 있다. 또, 이 광디스크나 광자기디스크에 있어서는, 상기 신호기록층에 있어서, 정보신호는, 대략 동심원형으로 이루어진 나선형으로 형성된 기록트랙에 따라서 기록된다.
그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 광학기록매체인 광자기디스크(101)에 대한 정보신호의 기입 및 독출을 행하는 광학픽업장치가 제안되어 있다. 이 광학픽업장치는, 광원으로서 반도체레이저(201)를 가지고, 이 반도체레이저(201)로부터 발하는 광속을 대물렌즈(205)에 의하여 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면, 즉 상기 신호기록층(102)의 표면부상에 집광(集光)하여 조사(照射)하도록 구성되어 있다. 상기 반도체레이저(201)로부터 발하여진 광속은, 그레이팅(回折格子)(202), 빔스플리터(203) 및 콜리메이터렌즈(204)를 통하여, 상기 대물렌즈(205)에 유도된다. 상기 그레이팅(202)은, 후술하는 트래킹에러신호의 검출을 가능하게 하는 것이다.
그리고, 이 광학픽업장치에 있어서는, 상기 신호기록면에 조사된 광속의 이 신호기록면에 의한 반사광을 광검출기 (P.D.：포토다이오드)(209)에 의하여 검출함으로써, 상기 광자기디스크(101)의 신호기록층(102)에 기록된 정보신호의 독출이나, 상기 광속의 이 신호기록면상에의 집광을 유지하기 위한 에러신호, 즉 포커스에러신호 및 트래킹에러신호의 검출이 행해진다.
상기 반사광은, 상기 대물렌즈(205) 및 상기 콜리메이터렌즈(204)를 경유하여, 상기 빔스플리터(203)에 귀환한다. 이 반사광은, 상기 빔스플리터(203)에 의하여 반사되고, 월라스톤(Wollaston)프리즘(207) 및 멀티렌즈(208)를 통하여, 상기 광검출기(209)에 입사(入射)된다. 상기 월라스톤프리즘(207)은, 입사된 광속의 편광성분에 따라서, 이 광속을 분할하는 프리즘이다. 상기 멀티렌즈(208)는, 입사면이 실린드리칼(원통)면으로 이루어지고, 출사면(出射面)이 요면(凹面)으로 이루어진 렌즈이고, 입사광속에 상기 포커스에러신호의 검출을 위한 비점수차(非点收差)를 생기게 하는 동시에, 이 입사광속의 집광점을 후방측으로 이동시키는 렌즈이다.
상기 포커스에러신호는, 상기 광속의 집광점과 상기 신호기록면과의, 상기 대물렌즈(205)의 광축방향에 대한 거리를 나타내는 신호이다. 상기 광학픽업장치에 있어서는, 상기 포커스에러신호가 0으로 되도록, 도 1중 화살표 F로 나타낸 바와 같이, 상기 대물렌즈(205)의 이 대물렌즈(205)의 광축방향으로의 이동조작, 즉 포커스서보동작이 행해진다.
상기 트래킹에러신호는, 상기 광속의 집광점과 상기 기록트랙과의 이 기록트랙의 접선 및 상기 대물렌즈(205)의 광축에 직교하는 방향, 즉 상기 광자기디스크(101)의 경(徑)방향에 대한 거리를 나타내는 신호이다. 상기 광학픽업장치에 있어서는, 상기 트래킹에러신호가 0으로 되도록, 도 1중 화살표 T로 나타낸 바와 같이, 상기 대물렌즈(205)의 이 대물렌즈(205)의 광축에 직교하는 방향으로의 이동조작, 즉 트래킹서보동작이 행해진다.
또, 종래, 독출전용의 광디스크, 예를 들면, 이른바 CD(compact disc)와 같은 피트디스크의 재생에 사용되는 광학픽업장치로서는, 도 2에 나타낸 바와 같은, 일체형의 수발광소자를 사용하여 구성한 것이 채용되고 있다.
이 광학픽업장치(210)는, 대물렌즈(211), 광로절곡용 미러(212, 213) 및 수발광소자(214)를 구비하고 있으며, 수발광소자(214)로부터 사출(射出)된 광속을 이 광로절곡용 미러(212, 213) 및 이 대물렌즈(211)를 통하여, 광디스크(CD)(103)의 신호기록면에 수속합초(收束合焦)시킨다.
상기 수발광소자(214)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 발광소자와 수광소자를 일체적 광학블록으로 하여 구성되어 있다. 이 수발광소자(214)는, 제1의 반도체기판(215)상에 제2의 반도체기판(216)이 재치되고, 이 제2의 반도체기판(216)상에 발광소자인 반도체레이저칩(217)이 탑재되어 구성되어 있다.
반도체레이저칩(217)의 전방의 제1의 반도체기판(215)상에는, 반도체레이저칩(217)측에 경사면 (광로분기면)을 가진 사다리꼴형상의 프리즘(218)이 배설되어 있고, 이 광로분기면에는, 빔스플리터로서의 무편광반투과막(半透過膜)(218a)이 형성되어 있다. 또, 프리즘(218)은, 그 상면부에, 전반사막(全反射膜)(218b)이 형성되어 있고, 그 저면부에, 무편광반투과막(218c)이 형성되어 있다.
이로써, 프리즘(218)은, 상기 반도체레이저칩(217)으로부터 출사된 광속을, 그 광로분기면에 의하여 반사하여, 이 수발광소자(214)의 외부에 출사한다. 이 수발광소자(214)로부터 출사된 광속은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 광로절곡용 미러(213, 212)를 통하여 대물렌즈(211)에 입사되고, 이 대물렌즈(211)에 의하여 광디스크(103)의 신호기록면에 수속합초된다.
광디스크(103)의 신호기록면에 의하여 반사된 반사광속은, 상기 대물렌즈(211) 및 광로절곡용 미러(212, 213)를 통하여, 수발광소자(214)의 프리즘(218)의 경사면으로부터, 이 프리즘(218)내에 입사하고, 이 프리즘(218)의 저면부 및 상면부에서 순차로 반사됨으로써, 이 프리즘(218)의 저면부의 2개소에서, 프리즘(218)의 하방측에 출사하도록 되어 있다.
그리고, 상기 제1의 반도체기판(215)의 상면부에는, 프리즘(218)의 저면부의 2개소로부터 출사한 광을 수광하는 위치에, 제1 및 제2의 광검출기(219a, 219b)가 형성되어 있다.
광검출기(219a, 219b)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 중앙부근에 있어서 종방향으로 평행으로 뻗는 3개의 분할라인에 의하여, 각각 분할수광부 (a, b, c, d), (e, f, g, h)로 4분할되어 있다. 이로써, 광검출기(219a, 219b)에 있어서는, 광디스크(103)로부터의 독취된 신호 RF가 검출된다. 각 분할수광부로부터의 광검출 출력신호를 Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf, Sg, Sh라고 하면,
RF=Sa+Sb+Sc+Sd+Se+Sf+Sg+Sh
또, 광검출기 (219a, 219b)에 있어서는, 4분할된 센서소자중, 이른바 푸시풀(push -pull)방식에 의하여, 양측의 2개의 분할수광부로부터의 검출신호의 차를 취함으로써 트래킹에러신호 TRK가 검출된다.
TRK= (Sa+Se)-(Sd+Sh)
또한, 광검출기(219a, 219b)에 있어서는, 이른바 차동(差動) 3분할법에 의하여, 중앙측의 센서소자 및 양측의 2개의 센서소자에 의한 검출신호에 따라서 포커스에러신호 FCS가 검출된다.
FCS={(Sa+Sd)-(Sb+Sc)}-{(Se+Sh)-(Sf+Sg)}
또, 상기 트래킹에러신호 TRK에 대해서는, 상기 트래킹서보동작에 따른 상기 대물렌즈(211)의 광축에 직교하는 방향으로의 이동 (시야이동)에 의하여 생기는 DC오프셋을 캔슬하기 위하여, 이른바 TPP (top hold push -pull)방식이 제안되어 있다.
즉, 상기 푸시풀방식에 있어서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 광디스크(103)로부터의 반사광속이 광검출기(219)의 수광면상에 형성하는 광스폿 α의 양측 에지 부분 β1, β2의 강도분포의 비교에 의하여 트래킹에러신호 TRK를 얻고 있다. 상기 대물렌즈(211)로부터 사출되는 광속이 상기 광디스크(103)의 기록트랙상에 조사되고 있을 때에는, 상기 양측 에지부분 β1, β2의 강도는 동등하다. 그리고, 상기 대물렌즈(211)로부터 사출되는 광속의 조사위치가 상기 기록트랙으로부터 벗어났을 때에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 양측 에지부분 β1, β2의 강도가 서로 상이하게 된다. 그런데, 상기 대물렌즈(211)가 이동조작되어 상기 시야이동이 생기면, 상기 광검출기(219)의 수광면상의 광스폿 α 그것이 이동하여 버려, 트래킹에러신호 TRK에 DC오프셋이 생긴다.
상기 광스폿 α의 일측의 영역 β1을 수광한 분할수광부 E로부터의 검출출력 E에 대하여 보면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 검출신호 E의 RF 엔벨로프파형은, 시야이동에 따라서, 도 7중 화살표 a로 나타낸 범위에서, 피크가 변화한다. 푸시풀 방식에서 트래킹에러검출에 사용되는 것은, 상기 검출출력 E의 RF엔벨로프를 로패스필터(LPF)에 통하여 얻어지는 A신호이다. 이 A신호는, 상기 시야이동에 따라서, 도 7중 화살표 b로 나타낸 범위에서, 오프셋이 변화한다. 따라서, 상기 A신호로부터, 오프셋의 변화분 b을 빼면, DC오프셋을 캔슬할 수 있다. 여기서, b=Ka로 되는 상수 K (〈1)를 정하면, 오프셋을 캔슬한 신호는, (A신호-Ka)로 나타난다. 상기 광스폿 α의 타측의 영역 β2을 수광한 분할수광부 F로부터의 검출출력 F에 대해서도 동일하다고 할 수 있다. 이와 같이 하여 오프셋을 캔슬한 신호에 의하여 트래킹에러신호 TRK를 구하는 것이, TPP방식이다.
즉, 이 TPP방식에 있어서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 광스폿 α의 일측의 에지영역 β1을 수광한 분할수광부 E로부터의 검출출력 E의 톱홀드를 구하여 계수 K를 곱하고, 이 신호로부터 이 검출출력 E을 빼서 TPP(E)신호를 구한다. 한편, 상기 광스폿 α의 타측의 에지영역 β2을 수광한 분할수광부 F로부터의 검출출력 F의 톱홀드를 구하여 계수 K를 곱하고, 이 신호로부터 이 검출출력 F을 빼서 TPP(F)신호를 구한다. 그리고, 상기 신호 TPP(E)로부터 상기 TPP(F)신호를 빼서, TPP신호가 얻어진다 (TPP=TPP(E)-상기 TPP(F)).
또, 전술한 광자기디스크(101)의 하나인 워블그루브(wobble groove)를 가지는 그루브디스크에 대하여 트래킹에러신호의 오프셋을 해소하는 방법으로서는, 워블성분의 변화를 이용하는 것이 제안되어 있다.
그런데, 전술한 바와 같은 광자기기록매체용의 광학픽업장치에 있어서는, 반도체레이저(201), 광검출기(209)나 빔스플리터(203) 등의 다수의 광학디바이스를, 광학계 블록내에 개별적으로 마운트하여 조립하지 않으면 안되어, 각 광학디바이스 제조공정, 조립공정, 조정공정이 번잡하고, 또 소형화, 고성능화, 고내구성화(高耐久性化)가 곤란하다.
그리고, 전술한 바와 같은 수발광소자를 사용하여 구성한 광학픽업장치는, 조립공정, 조정공정이 용이하고, 소형화, 고성능화, 고내구성화를 도모할 수 있지만, 이른바 무편광광학계를 사용한 것이고, 광자기기록매체에 대하여 정보신호의 기입독출을 행하는 것으로서 사용할 수 없다.
그러므로, 전술한 수발광소자를 광자기디스크의 기록재생용의 광학픽업장치에 적용하기 위해서는, 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1의 반도체기판(15)상에 있어서, 프리즘(18)과 이 제1의 반도체기판(15)과의 사이에, 평행평판형의 반파장판(半波長板)(18d)을 배설하는 동시에, 빔스플리터로서의 무편광반투과막(218c)의 대신에, 검광자(檢光子)기능을 가지는 P빔스플리터 (polarized beam splitter)(18e)를 사용하는 등의 필요가 있다.
그런데, 종래의 수발광소자에 단지 전술한 바와 같이 빔스플리터로서 P빔스플리터(18e)를 사용하면, P빔스플리터로 되는 곳에 입사하는 광빔선의 입사각의 중심치가 21°정도로 작은 각도로 되어, 다층막에 의한 빔스플리터를 사용할 수 없고, 또 프리즘(18)의 부품개수가 많아져 버려, 제조공정이 복잡하게 되고, 제조코스트 및 조립코스트가 높아져 버린다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은, 전술한 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 조립공정, 조정공정이 용이화되고, 또한 소형화, 고성능화, 고내구성화를 도모할 수 있고, 광자기기록매체에 대하여 정보신호의 기입독출을 행할 수 있는 광학픽업장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 전술한 바와 같은 광학픽업장치를 구비함으로써 광자기기록매체에 대하여 양호한 기록재생특성을 가지는 디스크플레이어장치를 제공하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 광학픽업장치는, 반도체기판상에 배설된 광원, 제1의 신호독출용 광검출기, 제2의 신호독출용 광검출기, 제3의 신호독출용 광검출기, 및 복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지고, 광속분기면으로서 이 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고, 상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고, 상기 프리즘은, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고, 상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 광자기기록매체의 신호기록면상에 조사된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 상기 제1~제3의 신호독출용 광검출기중의 상기 반사광속중 이상광(異常光)을 수광하는 신호독출용 광검출기는, 최소한 그 중앙위치가 상기 광원으로부터 발한 광속의 광학축 및 상기 경사면부에 의하여 반사된 광속의 광학축으로 이루어지는 평면과 상기 반도체기판의 상면부 사이의 교차선에 대하여 서로 이격되고, 또한 상기 제1~제3의 신호독출용 광검출기는 상기 교차선에 대하여 서로 비대칭으로 배치된다.
또한, 본 발명에 관한 광학픽업장치는, 광자기기록매체를 지지하는 매체지지기구, 반도체기판상에 배설된 광원, 제1의 신호독출용 광검출기, 제2의 신호독출용 광검출기, 제3의 신호독출용 광검출기, 및 복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고, 상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고, 상기 프리즘은, 또한 광속분기면으로서 상기 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지고, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고, 상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 집광수단에 의하여 광자기기록매체의 신호기록면상에 집광된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 집광수단을 통하여 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 또한, 상기 각 신호독출용 광검출기로부터 출력되는 광검출출력에 따라서 연산을 실행하는 연산회로를 구비하고, 상기 제1~제3의 신호독출용 광검출기중의 상기 반사광속중 이상광을 수광하는 신호독출용 광검출기는, 최소한 그 중앙위치가 상기 광원으로부터 발한 광속의 광학축 및 상기 경사면부에 의하여 반사된 광속의 광학축으로 이루어지는 평면과 상기 반도체기판의 상면부 사이의 교차선에 대하여 서로 이격되고, 또한 상기 제1~제3의 신호독출용 광검출기는 상기 교차선에 대하여 서로 비대칭으로 배치된다.
다음에, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 제1의 실시의 형태는, 본 발명에 관한 광학픽업장치를, 도 10에 나타낸 바와 같이, 광자기기록매체로서 광자기디스크(101)를 사용하여, 정보신호의 기입 및 독출을 행하는 장치로서 구성한 것이다. 이 광자기디스크(101)는, 폴리카보네이트 (polycarbonate)나 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate)와 같은 투명재료로 이루어지는 원반형의 디스크기판과, 이 디스크기판에 피착형성된 신호기록층(102)을 가지고 구성되어 있다. 이 신호기록층(102)은, 자성(磁性)재료막으로 형성되어 있다. 이 신호기록층(102)의 상기 디스크기판에 접합된 표면부는, 신호기록면으로 되어 있다.
그리고, 본 발명에 관한 광학픽업장치는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 수발광소자(1)를 가지고 구성된다. 이 수발광소자(1)로부터는, 레이저광속이 사출된다. 이 수발광소자(1)로부터 사출된 레이저광속은, 절곡미러(3,4)에 의하여 반사되고, 후술하는 디스크플레이어장치를 구성하는 집광수단인 대물렌즈(5)에 의하여, 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면상에 상기 디스크기판을 통하여 집광된다.
상기 수발광소자는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 광원으로 되는 반도체레이저칩(8), 제1 내지 제3의 신호독출용 광검출기(11)(PD1), (12)(PD2), (13)(PD3)가 상면부상에 배설, 형성된 제1의 반도체기판(6)을 가지고 구성되어 있다.
상기 반도체레이저칩(8)은, 상기 제1의 반도체기판(6)의 상면부상에 배설된 제2의 반도체기판 (히트싱크부)(7)의 상면부에 배설되어 있다. 상기 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)는, 상기 제1의 반도체기판(6)의 표면부에 형성되어 있다.
상기 반도체레이저칩(8)은, 광속을, 상기 제1의 반도체기판(6)의 상면부에 평행으로, 상기 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)가 배설된 측에 향하여 사출한다. 이 반도체레이저칩(8)으로부터 발하는 광속은, 단면형상이 타원형의 발산(發散)광속이고, 이 반도체레이저칩(8)에 있어서의 반도체층의 접합면에 수직의 방향의 수직발산각보다, 이 접합면에 평행한 방향의 평행발산각의 쪽이 좁다. 또, 이 반도체레이저칩(8)은, 이른바 자려발진형(自勵發振型)의 반도체레이저이고, 발광광속의 광출력을 높게 하면, 이 광출력의 상승에 따라서, 상기 평행발산각이 좁아진다. 이 반도체레이저칩(8)은, 상기 평행발산각의 방향을 제1의 반도체기판(6)의 표면부에 평행으로 하여 배설되어 있다.
그리고,이 광학픽업장치는, 서로 평행의 상면부(2b) 및 저면부(2c)를 가지고, 일단부가 광속분기면(分岐面)으로 되는 이 저면부(2c)에 대하여 경사진 경사면부(2a)로 이루어진 프리즘(2)을 가지고 있다. 이 프리즘(2)은, 상기 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)상에 위치하고, 상기 저면부(2c)를 상기 제1의 반도체기판(6)상의 상면부에 접합시켜, 이 제1의 반도체기판(6)상에 배설되어 있다. 상기 경사면부(2a)는, 상기 저면부에 대한 경사각이, 45°로 되어 있다. 이 경사면부(2a)상에는, 예를 들면 유전체(誘電體) 다층막으로 이루어지는 편광빔스플리터 (PBS)막(9)이 피착형성되어 있다.
상기 프리즘(2)은, 복굴절성 재료인 1축성 결정(結晶), 또는 2축성 결정에 의하여 형성되어 있다. 1축성 결정으로서는, 예를 들면, LN (LiNbO3)을 사용할 수 있다. 또, 2축성 결정으로서는, 예를 들면, KTP (KTiOPO4)를 사용할 수 있다. 또한, 1축성 결정으로서는, 예를 들면, YVO4를 사용할 수 있다.
3차원 방위의 굴절율 또는 3굴절 방위의 굴절율을 nx, ny, nz라고 가정하면, 1축성 결정은 다음의 관계가 성립되는 결정이다.
nx = ny 〈 nz 또는 nx 〈 ny = nz
2축성 결정은 다음의 관계가 성립되는 결정이다.
nx 〈 ny 〈 nz
이 프리즘(2)을 형성하는 결정재료가 1축성 결정의 경우에는, 광학축 (결정축)은, 이 프리즘(2)내의 반사면 (즉, 상면부 및 저면부)의 법선(法線)에 수직의 면내에 설정되어 있다. 그리고, 이 프리즘(2)을 형성하는 결정재료가 2축성 결정의 경우에는, 결정의 굴절율방위중 중간의 굴절율과의 차가 큰 쪽의 굴절율에 대응하는 방위가, 이 프리즘(2)내의 반사면 (즉, 상면부 및 저면부)의 법선에 수직의 면내에 설정되어 있다.
상기 프리즘(2)은, 상기 반도체레이저칩(8)으로부터 발사된 광속이, 상기 경사면부(2a)에 입사된다. 이 경사면부(2a)에는, 상기 반도체레이저칩(8)으로부터의 광속이, S편광상태로 입사된다. 즉, 상기 경사면부(2a)상의 편광빔스플리터막(9)은, 상기 반도체레이저칩(8)으로부터의 광속의 대부분을 반사시키는 동시에, 상기 광자기디스크(101)로부터의 반사광속의 대부분을 투과시키도록 구성되어 있다. 이 편광빔스플리터막(9)에 의하여 반사된 광속은, 상기 제1의 반도체기판(6)의 표면부에 대하여 수직의 방향으로 편향(偏向)되어, 이 수발광소자로부터 사출된다.
상기 수발광소자(1)로부터 사출된 광속은, 전술한 바와 같이, 상기 대물렌즈(5)에 입사된다. 이 대물렌즈(5)는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 후술하는 대물렌즈구동기구(19)에 의하여 지지되어 있다 (그리고, 이 도 21에 있어서는, 상기 대물렌즈(5)에 입사되기 전의 광속을 콜리메이터렌즈(16)에 통함으로써 평행광속으로 하고 있다). 이 대물렌즈구동기구(19)는, 상기 대물렌즈(5)를, 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면에 대향시킨다. 상기 대물렌즈(5)는, 입사된 광속을, 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면상에 집광시킨다.
그리고, 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면에 의하여 상기 광속이 반사된 광속인 반사광속은, 이른바 커 (Kerr)효과에 의하여, 편광면이 회전된 광자기신호성분을 포함하고 있다. 이 반사광속은, 상기 대물렌즈(5)를 통하여, 상기 편광빔스플리터막(9)을 투과하고, 상기 프리즘(2)의 경사면부(2a)로부터 이 프리즘(2)내에 입사하여, 이 프리즘(2)의 저면부(2c)에 달한다.
그리고, 상기 편광빔스플리터막(9)은, P편광에 대한 투과율 Tp이 S편광에 대한 투과율 Ts보다 크게 선정되어 있으면, 광자기신호의 이른바 인핸스 (enhance)기능을 가지게 되어, 광자기신호의 S/N비를 향상시켜, 보다 정확한 광자기신호의 검출이 행해지는 것을 가능하게 한다.
상기 프리즘(2)의 저면부(2c)중 상기 반사광속이 입사하는 영역에는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 반투과막(10)이 선택적으로 (상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)에 겹치지 않도록) 형성되어 있는 동시에, 이 영역의 하방에 상당하는 상기 제1의 반도체기판(6)의 상면부에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)가 형성되어 있다. 이 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 수광면상에는, 상기 반사광속에 의하여, 광스폿 α이 형성된다.
또, 상기 반투과막(10)에 의하여 반사되고, 또한 상기 프리즘(2)의 상면부(2b)에서 반사된 반사광속이, 다시 이 프리즘(2)의 저면부(2c)에 달하는 영역에는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 반사광속의 투과율을 촉진하기 위하여, 후술하는 바와 같이, 반사방지막 또는 유전체 다층막(14)이 형성되어 있는 동시에, 이 영역의 하방에 상당하는 상기 제1의 반도체기판(6)의 상면부에는, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)가 형성되어 있다. 이 제2의 신호독출용 광검출기(12)의 수광면상에는, 상기 반사광속에 의하여, 광스폿 I이 형성된다. 또, 상기 제3의 신호독출용 광검출기(13)의 수광면상에는, 상기 반사광속에 의하여, 광스폿 J이 형성된다.
여기서, 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)는, 상세하게는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 발광점인 반도체레이저칩(8)과 공역의 위치 (즉, 도시의 경우, 프리즘(2)의 상면부(2b)에서 반사되는 위치, 반사광속의 집광점)의 전후에 배설되어 있다.
이 경우, 상기 프리즘(2)이 복굴절성 재료로 구성되어 있으므로, 상기 반사광속이 이 프리즘(2)내에 입사하면, 이 반사광속은, 상광 (常光： o -ray)이나 상광형 이상광(異常光) 및 이상광 (e -ray)의 2개의 광선으로 그 광로가 분리된다. 즉, 상기 프리즘(2)의 상면부(2b)에서 반사된 2개의 반사광속은, 각각 이 프리즘(2)의 저면부(2c)에 분리된 상태로 달한다. 따라서, 이들 2개의 반사광속을 각각 수광하도록 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)가 배설되어 있다.
여기서, 「상광형 이상광」에 대하여 설명한다. KTP 등의 2축성 결정에 있어서, 3개의 굴절율 방위의 굴절율 nx, ny, nz중 2개의 굴절율은 종종 유사한 값이다. 따라서, 예를 들면, KTP의 nx ≒ ny 〈 nz 대신에 nx ≒ ny = n0, nz = n0를 가정하면, 1축성 결정과 동일한 방식으로 2축성 결정을 취급할 수 있다. 이 경우, nx ≠ ny이므로, 1축성 결정의 상광에 대응하는 성분은 약간 워크오프현상이 나타나게 된다. 그러나, 이것은 상광에 가까우므로, 「상광형 이상광」이라고 한다.
그리고, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 입사하는 반사광속은, 이 제1의 신호독출용 광검출기(11)가 상기 경사면부(2a)에 가깝기 때문에, 상기 상광과 이상광과의 분리가 근소하므로, 실질적으로 하나의 광속으로서 처리가능하고, 이 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 의하여 상광과 이상광과의 쌍방이 수광된다.
여기서, 상기 반투과막(10)에서 반사된 광빔은, 상기 프리즘(2)의 상면부(2b)에 있어서, 이 프리즘(2)을 구성하는 복굴절성(複屈折性) 재료의 굴절율과 외측의 공기의 굴절율과의 차이에 따라서 반사된다. 즉, 상기 프리즘(2)을 구성하는 복굴절성 재료를 높은 굴절율의 재료로 하면, 이 프리즘(2)의 상면부(2a)를 전반사와 같이 작용시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상기 프리즘(2)을 구성하는 복굴절성 재료를 높은 굴절율의 재료로 하면, 상기 프리즘(2)의 상면에 전반사막을 배설할 필요는 없지만, 도 13에 나타낸 바와 같이, 복굴절성 재료를 낮은 굴절율의 재료로 하면, 이 프리즘(2)의 상면에, 광빔의 광량저하를 방지하기 위하여 고반사층(15)을 배설해도 된다. 이 고반사층(15)은, 예를 들면, 반사율 98% 정도의 유전체 고반사막으로 구성되지만, Al, Ag 등의 금속막이나 금속판으로 구성되어 있어도 된다.
여기서, 상기 프리즘(2)은, 상기 제1의 반도체기판(6)에 대하여 접착제에 의하여 저면부(2c)가 고정된다. 일반적으로, 접착제의 굴절율은, 예를 들면 780㎚의 근적외역(近赤外域)에서는 약 1.5이다. 따라서, 상기 프리즘(2)을 구성하는 복굴절성 재료와 상기 접착제의 굴절율의 차가 큰 경우에는, 이 프리즘(2)과 이 접착제의 층과의 사이에, 반사방지막(14)을 배설하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프리즘(2)내에서는, 상기 편광빔스플리터막(9), 상기 반투과막(10) 등의 특성의 각도분포나, 이 프리즘(2)을 구성하는 복굴절성 재료의 결정의 고유편광방향의 광속내 분포 등에 의하여, 입사하는 반사광속의 광속내에 광량분포가 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 광량분포는, 경우에 따라서는, 광자기재생신호에 악영향을 미칠 뿐만 아니고, 서보신호에도 악영향을 주게 된다. 그러므로, 전술한 광량분포를 보정하기 위하여, P편광과 S평광에 대한 광학특성에 차를 가지는 유전체다층막(14)을, 상기 프리즘(2)의 저면부(2c)에 배설해도 된다.
그리고, 상기 프리즘(2)내를 진행하는 반사광속에 대해서는, 이 프리즘(2)이 복굴절성을 가지는 결정재료에 의하여 형성되어 있으므로, 이상광에 대하여, 워크오프라고 하는 현상이 생긴다. 이 워크오프는, 스넬(Snell)의 법칙에 따르는 파면(波面)법선방향 (파면법선벡터 k)과, 광의 에너지가 진행하는 방향인 광선방향(광선벡터 S)과 일치하지 않은 현상이다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 이 워크오프에 의하여, 상기 프리즘(2)을 1축성 결정인 LN (LiNbO3)으로 형성하고 있는 경우에는, 이상광에 의하여 상기 제1 및 제2의 신호독출용 광검출기(11,12)의 수광면상에 형성되는 스폿 α, I은, 스넬의 법칙에 따라서 구해지는 위치에 대하여, 이 1축성 결정의 C축 설정방향에 따른 동일 방향으로 이동한 위치에 형성된다. 그리고, 상기 제1의 신호독출용 광검출기상에 형성되는 스폿 α은, 상광과 이상광이 겹쳐진 스폿이다. 워크오프에 따라서 이동하는 것은, 이 스폿 α중의 이상광의 성분이다. 상광에 대해서는, 워크오프는 생기지 않고, 상광에 의하여 제3의 신호독출용 광검출기(13)의 수광면상에 형성되는 스폿 J과, 상기 스폿 α중의 상광성분은, 스넬의 법칙에 따라서 구해지는 위치에 형성된다.
따라서, 도 23에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 및 제2의 신호독출용 광검출기(11,12)는, 각각 스폿 α, I의 중심에 수광면의 중심이 일치하는 위치에 형성되어 있다.
즉, 대물렌즈(5)로부터 사출된 광속이 광자기디스크(101)의 신호기록면에 집광될 때, 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광면상에 형성된 반사광속의 스폿 α, I, J은 실질적으로 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광면의 중심에 형성된다. (프리즘(2)의 굴절율을 no = 2.258, ne = 2.178, 입사광속의 집광각의 개구수를 NA= 0.1, 그리고 광속의 파장을 λ=780㎚로 가정하면, 도 24에 나타낸 광로가 구해진다.)
그리고, 상기 프리즘(2)을 2축성 결정인 KTP (KTiOPO4)로 형성하고 있는 경우에는, 이 KTP가 도 25에 나타낸 바와 같이, 플러스의 1축성 결정에 가까운 특성을 가지고 있으므로, 이상광에 의하여 상기 제1 및 제3의 신호독출용 광검출기(11,13)의 수광면상에 형성되는 스폿 α, J은, 스넬의 법칙에 따라서 구해지는 위치에 대하여, 이 2축성 결정의 Nc축 설정방향에 따른 동일 방향으로 이동한 위치에 형성된다. 스폿 α에 대해서는, 이상광의 성분만이 이동한다. 상광형 이상광에 대해서는, 워크오프는 생기지 않고, 상광형 이상광에 의하여 제2의 신호독출용 광검출기(12)의 수광면상에 형성되는 스폿 I과, 상기 스폿 α중의 상광형 이상광의 성분은, 스넬의 법칙에 따라서 구해지는 위치에 형성된다.
따라서, 도 26에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 및 제3의 신호독출용 광검출기(11,13)는, 각각 스폿 α, J의 중심에 수광면의 중심이 일치하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 광속이 집광될 때, 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광면상에 형성된 반사광속의 스폿 α, I, J은 도 27에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광면의 중심에 형성된다. (프리즘(2)의 굴절율을 na= 1.7509, nb= 1.7591, nc= 1.8448, 입사광속의 집광각의 개구수를 NA= 0.1, 그리고 광속의 파장을 λ= 780㎚로 가정하면, 도 27에 나타낸 광로가 구해진다.)
또한, 상기 프리즘(2)을 1축성 결정인 YVO4로 형성하고 있는 경우에는, 도 28에 나타낸 바와 같이, 이상광에 의하여 상기 제1 및 제3의 신호독출용 광검출기(11,13)의 수광면상에 형성되는 스폿 α, J은, 스넬의 법칙에 따라서 구해지는 위치에 대하여, 이 1축성 결정의 C축 설정방향에 따른 동일 방향으로 이동한 위치에 형성된다. 스폿 α에 대해서는, 이상광의 성분만이 이동한다. 상광에 대해서는, 워크오프는 생기지 않고, 상광에 의하여 제2의 신호독출용 광검출기(12)의 수광면상에 형성되는 스폿 I과, 상기 스폿 α 중의 상광성분은, 스넬의 법칙에 따라서 구해지는 위치에 형성된다.
따라서, 도 29에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 및 제3의 신호독출용 광검출기(11,13)는, 각각 스폿 α, J의 중심에 수광면의 중심이 일치하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 광속이 집광될 때, 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광면상에 형성된 반사광속의 스폿 α, I, J은 도 30에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광면의 중심에 형성된다. (프리즘(2)의 굴절율을 no= 1.974, ne = 2.188, 입사광속의 집광각의 개구수를 NA = 0.1, 그리고 광속의 파장을 λ= 780㎚로 가정하면, 도 30에 나타낸 광로가 구해진다.)
또, 상기 프리즘(2)은, 도 11에 있어서는, 상기 경사면부(2a)가, 이 프리즘(2)의 상면부(2b)로부터 저면부(2c)까지 뻗어 있다. 그러므로, 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 반도체레이저칩(8)으로부터의 광속의 일부가, 경사면부(2a)에 형성된 편광빔스플리터막(9)을 투과하여, 미광으로서 직접 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 입사하여 버리는 경우가 있다. 이 경우, 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 검출신호가 이 미광에 의하여 변화하여 버린다. 그러므로, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 프리즘(2)의 경사면부(2a)중, 광자기디스크(101)로부터의 반사광속이 입사할 때에 불필요한 하방측 부분(9b)이 컷오프됨으로써, 전술한 미광의 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)로의 입사가 배제된다.
또한, 상기 제1의 반도체기판(6)상에는, 상기 반도체레이저칩(8)으로부터 보아 상기 프리즘(2)의 후방측에 위치하여, 도시하지 않은 광출력검출기로 되는 수광부가 형성되어 있다. 이 광출력검출기는, 상기 반도체레이저칩(8)으로부터 발하여 상기 프리즘(2)을 투과한 광속을 수광하여, 이 반도체레이저칩(8)의 발광출력을 검출한다. 상기 반도체레이저칩(8)의 발광출력은, 상기 광출력검출기로부터 출력되는 검출출력에 따라서, 일정한 출력으로 제어된다 (이른바 front auto power control (FAPC)).
전술한 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)는, 각각 상기 광자기디스크(101)의 반경방향에 관하여, 분할되어 있다. 즉, 제1의 신호독출용 광검출기(11)는, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 3개의 평행한 분할선을 통하여, 이 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 중앙부분을 이루는 1쌍의 분할수광부 b, c와, 이들 분할수광부 b, c의 양측에 위치하는 1쌍의 분할수광부 a, d의 4개의 분할수광부 a, b, c, d로 분할되어 있다.
또, 제2의 신호독출용 광검출기(12)는, 3개의 평행의 분할선을 통하여, 이 제2의 신호독출용 광검출기(12)의 중앙부분을 이루는 1쌍의 분할수광부 y1, y2와, 이들 분할수광부 y1, y2의 양측에 위치하는 1쌍의 분할수광부 x1, x2의 4개의 분할수광부 x1, y1, y2, x2로 분할되어 있다.
또한, 제3의 신호독출용 광검출기(13)는, 3개의 평행한 분할선을 통하여, 이 제3의 신호독출용 광검출기(13)의 중앙부분을 이루는 1쌍의 분할수광부 z1, z2와, 이들 분할수광부 z1, z2의 양측에 위치하는 1쌍의 분할수광부 w1, w2의 4개의 분할수광부 w1, z1, z2, w2로 분할되어 있다.
그리고, 각 분할수광부 a, b, c, d와 x1, y1, y2, x2, w1, z1, z2, w2로부터의 검출신호 Sa, Sb, Sc, Sd 및 Sx1, Sx2, Sy1, Sy2, Sw1, Sw2, Sz1, Sz2는, 각각 도시하지 않은 앰프에 의하여 전류-전압변환된 후, 예를 들면 상기 수발광소자(1)의 제1의 반도체기판(6)상에 형성된 도시하지 않은 연산회로, 또는 각 분할수광부 a, b, c, d, x1, y1, y2, x2, w1, z1, z2, w2와 접속된 이 수발광소자(1)의 외부의 연산회로에 의하여, 다음과 같이 하여, 광자기재생신호 MO·RF, 피트재생신호 (이른바 피트디스크를 재생한 경우의 독출신호) PIT·RF, 포커스에러신호 FCS 및 트래킹에러신호 TRK가 연산된다.
그리고, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 입사하는 반사광속에 있어서의 상광과 이상광과의 분리는, 근소하므로, 하나의 광속으로서 취급하는 것이 가능하다. 즉, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 수광면상에 형성되는 상기 반사광속에 의한 광스폿 α은, 도 18에 나타낸 바와 같이, 상광 또는 상광형 이상광에 의하여 형성된 광스폿 α1과 이상광에 의하여 형성된 광스폿 α2이 약간 벗어나서 겹쳐져 형성된 것이다. 이들 각 광스폿 α1, α2의 양측 에지부분은, 상기 광자기디스크(101)의 기록트랙에 있어서 생긴 회절의 영향에 의하여, 강도분포가 강한 영역 β1, β2, β3, β4 으로 되어 있다 (이들 영역 β1, β2, β3, β4의 강도밸런스에 의하여, 후술하는 트래킹에러신호의 검출이 가능하게 된다).
광자기재생신호 MO·RF는,
MO·RF = (Sx1+Sx2+Sy1+ Sy2)-(Sw1+Sw2+Sz1+Sz2)
에 의하여 얻을 수 있고, 피트재생신호 PIT·RF는,
PIT·RF = (Sa+Sb+Sc+Sd)+(Sx1+Sx2+Sy1+Sy2)+(Sw1+Sw2+Sz1+Sz2)
에 의하여 얻을 수 있다.
그리고, 피트재생신호 PIT·RF는, (Sa+Sb+Sc+Sd), (Sx1+Sx2+Sy1+Sy2) 및 (Sw1+Sw2+Sz1+Sz2)중, 최소한 하나로부터 얻을 수 있다.
그리고, 상기 포커스에러신호 FCS는, 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)로부터의 검출신호(Sa, Sb, Sc, Sd), (Sx1, Sx2, Sy1, Sy2) 및 (Sw1, Sw2, Sz1, Sz2)중, 최소한 하나의 검출신호에 따라서 얻을 수 있다. 또, 트래킹에러신호 TRK는, 상기 검출신호(Sa, Sb, Sc, Sd), (Sx1, Sx2, Sy1, Sy2) 및 (Sw1, Sw2, Sz1, Sz2)중, 어느 1조의 검출신호를 연산하면 얻을 수 있다.
상기 트래킹에러신호 TRK의 검출에 대해서는, 상기 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 수광감도가 낮은 것 등에 의하여, 상기 광자기재생신호 MO·RF의 검출에 있어서의 CNR (carrier -to -noise -ratio： 이른바 CN비)의 유지가 엄한 시스템에서는, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 의하여 수광되는 광스폿 α만을 트래킹에러신호 TRK의 검출에 사용함으로써, 이 광자기재생신호 MO·RF의 CNR을 확보할 수 있다. 즉,
TRK = (Sa+Sb)-(Sc+Sd)
이 경우, 광학기록매체는, 광자기디스크라도, 이른바 피트디스크라도 된다. 또, 상기 광자기디스크(101)가 워블을 가지는 그루브디스크인 경우에는, 워블성분 Saw, Sdw, (Sa -Sd)w 및 계수 Kw를 사용하여,
TRK = 〔{(Sa+Sb)-(Sc+Sd)}/(Sa+Sb+Sc+Sd)〕-Kw (Saw-Sdw)/ (Sa-Sd)w
로 함으로써, 트래킹에러신호 TRK의 DC오프셋의 제거를 도모할 수 있다.
그리고, 트래킹오차의 남음에 대한 요구가 엄한 시스템에 있어서는, 상기 제2의 신호독출용 광검출기(12)에 의하여 수광되는 광스폿 I, 또는 상기 제3의 신호독출용 광검출기(13)에 의하여 수광되는 광스폿 J, 또는 이들 광스폿 I, J의 양쪽을 트래킹에러신호 TRK의 검출에 사용함으로써, 그루브디스크, 피트디스크 모두, 양호한 트래킹제어가 가능하게 된다. 즉,
TRK = (Sx2+Sy2) - (Sx1+Sy1)
TRK = (Sw1+Sz1) - (Sw2+Sz2)
TRK = {(Sx2+Sy2) + (Sw1+Sz1)} - {(Sx1+Sy1)+(Sw2+Sz2)}
그런데, 상기 스폿 I, J중 어느 한쪽은, 전술한 바와 같이, 워크오프현상의 영향을 크게 받아 광로가 이동되어 있다. 그래서, 상기 스폿 I, J중의 워크오프의 영향이 작은 쪽을 트래킹에러신호 TRK의 검출에 사용함으로써, 워크오프의 영향에 의한 상기 대물렌즈(5)의 시야이동에 대한 비대칭성을 억제할 수 있다 (상기 대물렌즈(5)의 시야이동은, 후술하는 트래킹서보동작에 의하여 생긴다).
또, 상기 스폿 I, J의 양쪽을 트래킹에러신호 TRK의 검출에 사용함으로써, 편광성분의 변화 (상광과 이상광과의 광량비의 변화)에 의한 트래킹에러신호 TRK에의 영향을 경감할 수 있다.
또한, 디포커스가 크고, 상기 신호기록면상에 있어서의 광스폿경에 의한 영향을 받기 쉬운 시스템에서는, 상기 광스폿 α, I, 또는 이 광스폿 α, J, 또는 이 광스폿 α, I, J의 모두를 상기 트래킹에러신호 TRK의 검출에 사용함으로써, 이 신호기록면상의 광스폿경의 변화의 트래킹에러신호 TRK에 대한 영향을 경감할 수 있다. 즉,
TRK = {(Sa+Sb) + K1 (Sx2+Sy2)} - {(Sc+Sd) +K1 (Sx1+Sy1)}
TRK = {(Sa+Sb) + K2 (Sw1+Sz1)} - {(Sc+Sd) +K2 (Sw2+Sz2)}
TRK = {(Sa+Sb) + K1 (Sx2+Sy2) + K2 (Sw1+Sz1)} - {(Sc+Sd) +K1 (Sx1+Sy1) +K2 (Sw2+Sz2)}
여기서, 상기 상수 K1, K2는, 상기 반투과막(10)에 의하여 분배되는 광량비에 따라서 결정된다. 즉, 상기 상수 K1, K2는, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)가 수광하고 있는 상기 반사광속의 강도 (Pα)와, 상기 제2 또는 제3의 신호독출용 광검출기(12, 13)가 수광하고 있는 이 반사광속의 강도 (PI, PJ)와의 비 (Pα／PI), 또는 (Pα／PJ)에 의하여 결정된다. 즉,
K1 = Pα／PI = (Sb+Sc+Sa+Sd)／(Sy1+Sy2+Sx1+Sx2)
K2 = Pα／PJ = (Sb+Sc+Sa+Sd)／(Sz1+Sz2+Sw1+Sw2)
또한, 상기 트래킹에러신호 TRK의 검출에 있어서, 상기 광스폿 α만, 상기 광스폿 I만, 상기 광스폿 J만, 상기 광스폿 I, J, 상기 광스폿 α, I, 상기 광스폿 α, J, 또는 상기 광스폿 α, I, J 을 사용하는 어느 경우에 있어서도, 전술한 TPP(top hold push -pull)방식을 채용하는 것으로 해도 된다. 예를 들면,
TRK = { K·(Sa+Sb)top hold - (Sa+Sb)} - { K·(Sc+Sd)top ho1d - (Sc+Sd)}
그리고, 상기 포커스에러신호 FCS는, 상기 프리즘(2)내에서 2회 반사된 반사광속이, 상광과 이상광과의 2개로 분리되어 있으므로, 도 2 내지 도 4에서 나타낸CD용의 수발광소자(214)의 경우와 동일한 연산에 의해서는 얻을 수 없다. 그러므로, 포커스에러신호 FCS는, 다음과 같이 하여 산출된다.
상기 각 신호독출용 광검출기(11,12,13)상에 있어서의 상기 반사광속이 이루는 스폿의 형상은, 상기 대물렌즈(5)의 초점위치와 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면과의 차에 따라서 변화한다. 전술한 바와 같이, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 입사하는 반사광속에 있어서의 상광과 이상광과의 분리는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 근소하므로, 하나의 광속으로서 취급하는 것이 가능하다. 따라서, 도 17에 나타낸 바와 같이, 4개로 분할된 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 각 분할수광부 a, b, c, d 로부터의 검출신호 Sa, Sb, Sc, Sd 와, 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)중의 한쪽의 각 분할수광부 x, y, w, z 로부터의 검출신호 Sx, Sy, Sw, Sz 와에 따라서, 포커스에러신호 FCS는, G를 플러스의 상수로 하였을 때,
FCS = G·{(Sb+Sc)-(Sa+Sd)}-{(Sy1+Sy2)-(Sx1+Sx2)}
또는
FCS = G·{(Sb+Sc)-(Sa+Sd)}-{(Sz1+Sz2)-(Sw1+Sw2)}
에 의하여 얻을 수 있다.
여기서, 상기 상수 G는, 상기 반투과막(10)에 의하여 분배되는 광량비에 따라서 결정된다. 즉, 상기 상수 G는, 상기 제1의 신호독출용 광검출기(11)가 수광하고 있는 상기 반사광속의 강도 (Pα)와, 상기 제2 또는 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)가 수광하고 있는 이 반사광속의 강도 (PI, PJ)와의 비 (PI／Pα), 또는 비 (PJ／Pα)에 의하여 정해지고 있다, 즉,
G = PI／Pα= (Sy1+Sy2+Sx1+Sx2)／(Sb+Sc+Sa+Sd)
또는
G = PJ／Pα= (Sz1+Sz2+Sw1+Sw2)／(Sb+Sc+Sa+Sd)
상기 포커스에러신호 FCS는, 상기 대물렌즈(5)로부터 사출된 반사광속의 집광점과 상기 신호기록면과의, 이 대물렌즈(5)의 광축방향에 대한 거리를 나타내는 신호이다. 상기 디스크플레이어장치에 있어서는, 상기 포커스에러신호 FCS가 0으로 되도록, 도 10중 화살표 F로 나타낸 바와 같이, 상기 대물렌즈(5)의 이 대물렌즈(5)의 광축방향으로의 이동조작, 즉 포커스서보동작이 행해진다. 또, 상기 트래킹에러신호 TRK는, 상기 대물렌즈(5)로부터 사출된 광속의 집광점과 상기 기록트랙과의, 이 기록트랙의 접선 및 이 대물렌즈(5)의 광축에 직교하는 방향, 즉 상기 광자기디스크(101)의 경방향에 대한 거리를 나타내는 신호이다. 상기 디스크플레이어장치에 있어서는, 상기 트래킹에러신호 TRK가 0으로 되도록, 도 10중 화살표 T로 나타낸 바와 같이, 상기 기록트랙의 접선방향 및 상기 대물렌즈(5)의 광축에 직교하는 방향으로의 이 대물렌즈(5)의 이동조작, 즉 트래킹서보동작이 행해진다.
다음에, 본 발명의 제2의 실시의 형태를 도 19, 도 20 및 도 31에 나타낸다. 다른 부분의 구성은 전술한 제1의 실시의 형태와 동일하다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 제2의 신호독출용 광검출기(12)는 2개의 평행한 분할선, 즉 제2의 신호독출용 광검출기(12)의 중앙부 y 및 이 부분 y의 양측에 위치한 1쌍의 분할부 x, x에 의하여 3개의 분할수광부로 분할된다.
또한, 제3의 신호독출용 광검출기(13)는 2개의 평행선, 즉 제3의 신호독출용 광검출기(13)의 중앙부 z 및 이 부분 z의 양측에 위치한 1쌍의 분할부 w, w에 의하여 3개의 분할수광부로 분할된다.
각각의 분할수광부 a, b, c, d 및 x, y, w, z 로부터의 검출신호 Sa, Sb, Sc, Sd, Sx (2개의 분할수광부 x, x 로부터의 검출신호의 합), Sy, Sw (2개의 분할수광부 w, w 로부터의 검출신호의 합), Sz는 도시하지 않은 각 증폭기에 의하여 변환된 전류전압이다. 광자기재생신호 MO·RF, 피트재생신호 (이른바 피트디스크의 재생시는 독출신호, PIT·RF, 포커스에러신호 FCS 및 트래킹에러신호 TRK는 수발광소자(1)의 제1의 반도체기판(6)상에 형성된 도시하지 않은 연산회로 또는 각 분할수광부 a, b, c, d, x, y, w, z 에 접속된 수발광소자(1) 외측의 연산회로에 의하여 다음 식과 같이 계산된다.
즉, 광자기재생신호 MO·RF는,
MO·RF = (Sx+Sy)-(Sw+Sz)
로부터 구할 수 있고, 피트재생신호 PIT·RF는
PIT·RF = (Sa+Sb+Sc+Sd)+(Sx+Sy)+(Sw+Sz)
로부터 구할 수 있다.
한편, 피트재생신호 PIT·RF는 (Sa+Sb+Sc+Sd), (Sx+Sy) 및 (Sw+Sz)중 최소한 하나로부터 구할 수 있다.
포커스에러신호 FCS는 각각의 신호독출용 광검출기(11,12,13)로부터 구한 검출신호 (Sa,Sb,Sc,Sd), (Sx,Sy) 및 (Sw+Sz)중 최소한 하나에 따라서 구할 수 있고, 트래킹에러신호 TRK는 (Sa,Sb,Sc,Sd), (Sx,Sy) 및 (Sw,Sz)중 어느 하나의 군의 검출신호의 계산에 의하여 구할 수 있다.
포커스에러신호 FCS는, 프리즘(2)에 2번 반사된 반사광이 2군의 광으로 분리되므로, 다음과 같이 계산된다.
반사광에 의하여 각각의 신호독출용 광검출기(11,12,13)상에 형성된 스폿형상은 대물렌즈(5)의 포커스포인트와 광자기디스크(101)의 신호기록면과의 차에 따라서 변한다. 제1의 신호독출용 광검출기(11)상에 입사되는 반사광이 2군의 광으로 분리되는 것은 도 31에 나타낸 바와 같이 근소하므로, 분리된 광은 하나의 광으로서 취급될 수 있다. 따라서, 포커스에러신호 FCS는, G가 플러스의 상수일 때, 도 20에 나타낸 바와 같이 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 각각의 분할수광부 a, b, c, d 로부터의 검출신호 Sa, Sb, Sc, Sd 및 도 19에 나타낸 바와 같이 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)중 하나의 분할수광부 x, y, w, z 로부터의 검출신호 Sx, Sy, Sw, Sz 에 따라서 다음 식으로 구할 수 있다.
FCS = G·{(Sb+Sc)-(Sa+Sd)}-(Sy-Sx)
또는
FCS = G·{(Sb+Sc)-(Sa+Sd)}-(Sz-Sw)
여기서, 상수 G는 반투과막(10)에 의하여 분배된 광량비에 따라서 결정된다. 즉, 상수 G는 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 의하여 수광된 반사광의 강도(Pα)와 제2의 신호독출용 광검출기(12)에 의하여 수광된 반사광의 강도(PI) 사이의 비(PI／Pα)에 따라서 결정된다. 즉,
G = PI／Pα = (Sy+Sx)／(Sb+Sc+Sa+Sd)
포커스에러신호 FCS는 대물렌즈(5)로부터 발사된 반사광의 포커스포인트와 신호기록면 사이의 거리를 대물렌즈(5)의 광축방향으로 나타내는 신호이다. 디스크플레이어장치에 있어서, 대물렌즈(5)는 도 10에 화살표 F로 나타낸 바와 같이 광축방향으로 이동하므로, 포커스에러신호 FCS가 제로로 되고, 즉 포커스서보동작이 행해진다. 트래킹에러신호 TRK는 대물렌즈(5)로부터 발사된 광의 포커스포인트와 기록트랙 사이의 거리를 기록트랙과 대물렌즈(5)의 광축의 접선과 직각을 이루는 방향, 즉 광자기디스크(101)의 반경방향으로 나타내는 신호이다. 디스크플레이어장치에 있어서, 대물렌즈(5)는 도 10에 화살표 T로 나타낸 바와 같이 기록트랙과 대물렌즈(5)의 광축의 접선과 직각을 이루는 방향으로 이동하여, 트래킹에러신호 TRK가 제로로 되고, 즉 트래킹서보동작이 행해진다.
전술한 바와 같이, 바람직한 포커스서보제어는 귀환광의 워크오프에 대응하는 스폿의 편차에 따라서 신호를 독출하는 각각의 신호독출용 광검출기를 배설함으로써 행해질 수 있다. 또한, 신호독출용 광검출기(11,12,13)의 위치를 미조정함으로써, 포커스서보특성을 개선할 수 있다.
도 32 (A)~(C)에 나타낸 바와 같이, 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기(12,13)의 가상중심선은, 제1의 신호독출용 광검출기(11)에 입사하는 상광 및 이상광이 도달하는 메인광의 도달포인트와 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 가상중심선 사이의 편차에 대응하는 거리만큼 각 메인광의 도달포인트에 대하여 제1의 중심선의 편향방향에 반대의 방향으로 이동한다.
도 32 (A)에 있어서, 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 중심선(파선)은 하나의 메인광의 도달포인트로부터 소정의 거리만큼 좌측으로 편향되고, 따라서 제2의 신호독출용 광검출기(12)의 중심선(파선)은 메인광의 도달포인트로부터 소정의 거리만큼 우측으로 편향된다.
도 32 (B)에 있어서, 제1의 신호독출용 광검출기(11)의 중심선(파선)은 다른 메인광의 도달포인트로부터 소정의 거리만큼 우측으로 편향되고, 따라서 제3의 신호독출용 광검출기(13)의 중심선(파선)은 메인광의 도달포인트로부터 소정의 거리만큼 좌측으로 편향된다.
도 32 (C)는 도 32 (A),(B)에 나타낸 각각의 신호독출용 광검출기를 결합하여 배설한 경우를 나타내고, 상기 구성으로, 대물렌즈의 시야가 이동할 때 디포커스량이 감소된다.
그리고, 본 발명에 관한 디스크플레이어장치는, 상기 광자기디스크(101)를 지지하여 회전조작하는 회전조작기구와, 전술한 본 발명에 관한 광학픽업장치와, 상기 대물렌즈(5)와, 이 대물렌즈(5)를 지지하는 대물렌즈구동기구와, 제어수단을 구비하여 구성된다.
상기 회전조작기구는, 스핀들모터와, 이 스핀들모터의 구동축에 장착된 디스크테이블을 가지고 구성되어 있다. 이 디스크테이블은, 상기 광자기디스크(101)의 중심부분을 지지하도록 구성되어 있다. 상기 스핀들모터는, 상기 디스크테이블과 함께, 이 디스크테이블이 지지하고 있는 광자기디스크(101)를 회전조작한다. 그리고, 이 디스크플레이어장치에 있어서는, 상기 광학픽업장치는, 상기 디스크테이블에 지지된 광자기디스크(101)의 신호기록면에 상기 대물렌즈(5)를 통하여 대향된 상태로 지지된다. 또, 이 광학픽업장치는, 상기 광자기디스크(101)의 내외주에 걸쳐서, 상기 스핀들모터에 대한 접리(接離)방향으로 이동조작가능하게 되어 있다.
그리고, 상기 제어수단은, 상기 광학픽업장치의 광출력검출기로부터 출력되는 광검출출력에 따라서, 상기 반도체레이저칩(8)의 발광출력을 제어한다. 즉, 이 디스크플레이어장치에 있어서는, 상기 광출력검출기로부터 출력되는 광검출출력에 따라서 상기 반도체레이저칩(8)에 있어서의 발광출력이 제어됨으로써, 상기 광자기디스크(101)의 신호기록면상에 조사되는 광속의 양이 정확하게 제어된다.
그리고, 이 디스크플레이어장치에 있어서, 상기 포커스서보동작 및 트래킹서보동작은, 도 21에 나타낸 바와 같이, 상기 대물렌즈(5)를 이동조작가능하게 지지하는 대물렌즈구동기구 (2축 액튜에이터)(19)에 있어서 행해진다. 이 대물렌즈구동기구(19)는, 액튜에이터베이스(20)를 가지고 구성되어 있다. 이 액튜에이터베이스(20)는 대략 평판형으로 형성되어, 상기 수발광소자(1)의 상방측에 배설된다. 이 액튜에이터베이스(20)의 일단측에는, 지지벽부(21)가 배설되어 있다. 이 지지벽부(21)에는, 탄성지지부재(22)의 기단측이 고정되어 있다. 이 탄성지지부재(22)는, 금속재료나 합성수지재료로 이루어지는 판스프링과 같은 부재이고, 탄성 변위에 의하여, 선단측을 이동가능하게 하고 있다. 이 탄성지지부재(22)의 선단측에는, 렌즈홀더(23)가 장착되어 있다.
상기 렌즈홀더(23)는, 상기 탄성지지부재(22)의 변위에 의하여, 이동가능하게 되어 있다. 이 렌즈홀더(23)에는, 상기 대물렌즈(5)가 양면부를 외방측에 면하게 한 상태로 장착되어 있다. 상기 액튜에이터베이스(20)의 상기 대물렌즈(5)에 대향하는 부분에는, 이 대물렌즈(5)에 입사되는 광속이 통과하기 위한 투공(透孔)(31)이 배설되어 있다.
그리고, 상기 렌즈홀더(23)에는, 포커스코일(28) 및 트래킹코일(29)이 장착되어 있다. 상기 액튜에이터베이스(20)상에는, 상기 포커스코일(28) 및 트래킹코일(29)에 대향하여, 각각 마그네트(26,27)가 장착된 1쌍의 요크(24,25)가 세워 배설되어 있다. 이들 마그네트(26,27) 및 요크(24,25)는, 상기 각 코일(28,29)을, 발생하는 자계중에 위치시키고 있다.
이 대물렌즈구동기구(19)에 있어서는, 상기 포커스코일(28)에 포커스구동전류가 공급되면, 이 포커스코일(28)이 상기 마그네트(26,27)가 발하는 자계로부터 힘을 받아, 도 21중 화살표 F로 나타낸 바와 같이, 상기 렌즈홀더(23)를 상기 대물렌즈(5)의 광축방향, 즉 포커스방향으로 이동조작한다. 상기 포커스구동전류가 상기 포커스에러신호 FCS에 따라서 공급됨으로써, 상기 포커스서보동작이 실행된다. 또, 이 대물렌즈구동기구(19)에 있어서는, 상기 트래킹코일(29)에 트래킹구동전류가 공급되면, 이 트래킹코일(29)이 상기 마그네트(26,27)가 발하는 자계로부터 힘을 받아, 도 21중 화살표 T로 나타낸 바와 같이, 상기 렌즈홀더(23)를 상기 대물렌즈(5)의 광축에 직교하는 방향, 즉 트래킹방향으로 이동조작한다. 상기 트래킹구동전류가 상기 트래킹에러신호 TRK에 따라서 공급됨으로써, 상기 트래킹서보동작이 실행된다. 상기 트래킹방향은, 상기 광자기디스크(101)상에 있어서 상기 광속이 집광되어 형성되는 빔스폿의 기록트랙에 따르는 방향의 경을 작게 하기 위하여, 상기 반도체레이저칩(8)에 있어서의 평행발산각의 방향으로 되어 있다.
수발광소자(1)는 도 33 및 도 34에 나타낸 바와 같이, 케이스(17)내에 내장될 수 있다. 이 케이스는 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 투명한 재료로 형성된다. 수발광소자(1)로부터 발하여 경사면부(2a)상에 반사에 의하여 편광된 광속은, 케이스(17)의 경사진 상면부(17a)에 의하여 반사되고, 케이스(17)의 측면상에 형성된 경사판(17b)을 통과하고, 다음에 케이스(17)의 외측으로 투사된다. 경사판(17b)은 반도체레이저칩(8)으로부터 발한 광속에 의하여 광자기디스크(101)의 신호기록면상에 포함된 비점수차를 보정한다. 이 케이스(17)로부터 발한 광속은 콜리메이터렌즈(16)에 의하여 평행광으로 되어, 반사경(18)을 통하여 대물렌즈(5)에 투사된다. 콜리메이터렌즈(16)는 오목렌즈(16a)와 블록렌즈(16b)를 접합하여 형성된다.
그리고, 본 발명에 관한 디스크플레이어장치에 있어서, 상기 집광수단은, 전술한 대물렌즈에 대신하여, 홀로그램렌즈를 사용해도 된다. 이 경우에는, 이 홀로그램렌즈는, 빔스플리터나 월라스톤프리즘의 기능도 갖도록 제작할 수 있으므로, 상기 프리즘(2)도 이 홀로그램렌즈에 의하여 대용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 조립공정, 조정공정이 용이화되고, 또한 소형화, 고성능화, 고내구성화를 도모할 수 있고, 광자기기록매체에 대하여 정보신호의 기입독출을 행할 수 있는 광학픽업장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같은 광학픽업장치를 구비함으로써, 광자기기록매체에 대하여 양호한 기록재생특성을 가지는 디스크플레이어장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 광학픽업장치의 광학계의 구성을 나타낸 측면도.
도 2는 수발광(受發光)소자를 사용한 종래의 광학픽업장치의 구성을 일부를 파단(破斷)하여 나타낸 측면도.
도 3은 상기 종래의 광학픽업장치의 수발광소자의 구성을 나타낸 측면도.
도 4는 상기 종래의 광학픽업장치의 수발광소자의 구성을 나타낸 평면도.
도 5는 상기 종래의 광학픽업장치의 수발광소자에 있어서 형성되는 반사광속(光束)의 스폿의 형상을 나타낸 평면도.
도 6은 상기 종래의 광학픽업장치의 수발광소자에 있어서 시야이동이 생기고 있을 때에 형성되는 반사광속의 스폿의 형상을 나타낸 평면도.
도 7은 상기 종래의 광학픽업장치에 있어서 실행되는 TPP방식에 대하여 설명하는 파형도.
도 8은 상기 종래의 광학픽업장치에 있어서 TPP방식을 실행하는 연산회로의 구성을 나타낸 블록회로도.
도 9는 도 3에 나타낸 수발광소자의 변형예를 나타낸 확대종단면도.
도 10은 본 발명에 관한 광학픽업장치의 구성을 일부를 파단하여 나타낸 측면도.
도 11은 상기 광학픽업장치의 수발광소자의 측면도 및 평면도.
도 12는 상기 수발광소자에 있어서의 발광점과 광검출기의 공역(共役)관계를 나타낸 측면도.
도 13은 상기 수발광소자에 있어서의 프리즘의 구성을 나타낸 측면도.
도 14는 상기 수발광소자에 있어서의 프리즘내의 미광(迷光)을 나타낸 측면도.
도 15는 상기 수발광소자에 있어서의 프리즘의 변형예에서의 미광을 나타낸 측면도.
도 16은 상기 수발광소자의 구성을 나타낸 측면도.
도 17은 상기 수발광소자의 광검출기의 구성을 나타낸 평면도.
도 18은 상기 수발광소자에 있어서 제1의 신호독출용 광검출기상에 형성되는 광스폿의 형상을 나타낸 평면도.
도 19는 본 발명의 제2의 실시의 형태에 관한 수발광소자의 광검출기의 구성을 나타낸 측면도 및 평면도.
도 20은 제2의 실시예의 형태에 관한 수발광소자를 채용한 광학픽업장치에 있어서 포커스에러의 검출조건을 나타낸 신호파형도.
도 21은 본 발명에 관한 디스크플레이어장치의 대물렌즈를 지지하는 대물렌즈구동기구의 구성을 나타낸 종단면도.
도 22는 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 LN(LiNbO3)(lithium niobate)으로 만든 경우 생기는 상기 워크오프(walk -off)를 스폿형상을 사용하여 설명하는 평면도.
도 23은 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 LN (LiNbO3)으로 만든 경우 생기는 워크오프를 중앙포인트에 대하여 나타낸 평면도.
도 24는 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 LN (LiNbO3)으로 만든 경우, 프리즘내의 광로 및 신호독출용 광검출기상에 형성된 스폿형상을 나타낸 측면도 및 평면도.
도 25는 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 KTP (KTiOPO4)(Potassium Titanyl Phosphate)로 만든 경우 생기는 워크오프를 스폿형상을 사용하여 설명하는 평면도.
도 26은 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 KTP (KTiOPO4)로 만든 경우 생기는 워크오프를 중앙포인트에 대하여 나타낸 평면도.
도 27은 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 KTP (KTiOPO4)로 만든 경우, 프리즘내의 광로 및 신호독출용 광검출기상에 형성된 스폿형상을 나타낸 측면도 및 평면도.
도 28은 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 YVO4(Yttrium Orthovanadate)로 만든 경우 생기는 워크오프를 스폿형상을 사용하여 설명하는 평면도.
도 29는 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 YVO4로 만든 경우 생기는 워크오프를 중앙포인트에 대하여 나타낸 평면도.
도 30은 본 발명에 관한 수발광소자의 프리즘을 YVO4로 만든 경우, 프리즘내의 광로 및 신호독출용 광검출기상에 형성된 스폿형상을 나타낸 측면도 및 평면도.
도 31은 본 발명에 관한 수발광소자내의 신호독출용 광검출기의 배치조정을 나타낸 평면도.
도 32 (A),(B),(C)는 본 발명에 관한 수발광소자가 투명한 케이스내에 수용된 구성을 나타낸 평면도.
도 33은 본 발명에 관한 수발광소자가 투명한 케이스내에 수용된 구성을 나타낸 평면도.
도 34는 본 발명에 관한 수발광소자가 투명한 케이스내에 수용된 구성을 나타낸 종단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
2：프리즘, 2a：경사면부, 2b：상면부, 5：대물렌즈, 6：제1의 반도체기판, 8：반도체레이저칩, 11：제1의 신호독출용 광검출기, 12：제2의 신호독출용 광검출기, 13：제3의 신호독출용 광검출기, a, b, c, d, w1, w2, x1, x2, y1, y2, z1, z2：분할수광부.

Claims (11)

  1. 반도체기판상에 배설된 광원,
    제1의 신호독출용 광검출기,
    제2의 신호독출용 광검출기,
    제3의 신호독출용 광검출기, 및
    복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지고, 광속(光束)분기면으로서 이 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고,
    상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고,
    상기 프리즘은, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고,
    상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 광자기기록매체의 신호기록면상에 조사(照射)된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고,
    상기 제1~제3의 신호독출용 광검출기중의 상기 반사광속중 이상광(異常光)을 수광하는 신호독출용 광검출기는, 최소한 그 중앙위치가 상기 광원으로부터 발한 광속의 광학축 및 상기 경사면부에 의하여 반사된 광속의 광학축으로 이루어지는 평면과 상기 반도체기판의 상면부 사이의 교차선으로부터 상기 이상광의 워크오프에 대응하여 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 제1~제3의 신호독출용 광검출기의 상기 교차선에 대한 편향방향은 동일한 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 프리즘은 1축성 결정 LiNbO3(lithium niobate)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 프리즘은 1축성 결정 KTiOPO4(Potassium Titanyl Phosphate)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 프리즘은 1축성 결정 YVO4(Yttrium Orthovanadate)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  6. 광자기기록매체를 지지하는 매체지지기구,
    반도체기판상에 배설된 광원,
    제1의 신호독출용 광검출기,
    제2의 신호독출용 광검출기,
    제3의 신호독출용 광검출기, 및
    복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고, 상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고,
    상기 프리즘은, 또한 광속분기면으로서 상기 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지고, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고,
    상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 집광수단에 의하여 광자기기록매체의 신호기록면상에 집광된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 집광수단을 통하여 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고,
    또한, 상기 각 신호독출용 광검출기로부터 출력되는 광검출출력에 따라서 연산을 실행하는 연산회로를 구비하고,
    상기 제1~제3의 신호독출용 광검출기중의 상기 반사광속중 이상광을 수광하는 신호독출용 광검출기는, 최소한 그 중앙위치가 상기 광원으로부터 발한 광속의 광학축 및 상기 경사면부에 의하여 반사된 광속의 광학축으로 이루어지는 평면과 상기 반도체기판의 상면부 사이의 교차선으로부터 상기 이상광의 워크오프에 대응하여 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  7. 반도체기판상에 배설된 광원,
    제1의 신호독출용 광검출기,
    제2의 신호독출용 광검출기,
    제3의 신호독출용 광검출기, 및
    복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지고, 광속분기면으로서 이 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고,
    상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고,
    상기 프리즘은, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고,
    상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 광자기기록매체의 신호기록면상의 기록트랙상에 조사된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고,
    상기 제1의 신호독출용 광검출기의 수광면은, 최소한 2개의 분할수광부로 분할되어 있고, 이들 분할수광부로부터의 광출력신호의 차동(差動)에 의하여, 상기 광자기기록매체의 신호기록면에 있어서의 상기 광속의 조사위치와 상기 기록트랙과의 거리에 대응한 트래킹에러신호가 검출되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  8. 반도체기판상에 배설된 광원,
    제1의 신호독출용 광검출기,
    제2의 신호독출용 광검출기,
    제3의 신호독출용 광검출기, 및
    복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지고, 광속분기면으로서 이 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고,
    상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고,
    상기 프리즘은, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고,
    상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 광자기기록매체의 신호기록면상의 기록트랙상에 조사된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고,
    상기 제2 및/또는 제3의 신호독출용 광검출기의 수광면은, 최소한 2개의 분할수광부로 분할되어 있고, 이들 분할수광부로부터의 광출력신호의 차동에 의하여, 상기 광자기기록매체의 신호기록면에 있어서의 상기 광속의 조사위치와 상기 기록트랙과의 거리에 대응한 트래킹에러신호가 검출되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1의 신호독출용 광검출기의 수광면은, 최소한 2개의 분할수광부로 분할되어 있고, 이 제1의 신호독출용 광검출기의 분할수광부와 제2의 신호독출용 광검출기의 분할수광부 및/또는 제3의 신호독출용 광검출기의 분할수광부와로부터의 광출력신호의 차동에 의하여, 트래킹에러신호가 검출되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  10. 광자기기록매체를 지지하는 매체지지기구,
    반도체기판상에 배설된 광원,
    제1의 신호독출용 광검출기,
    제2의 신호독출용 광검출기,
    제3의 신호독출용 광검출기, 및
    복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고, 상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고,
    상기 프리즘은, 또한 광속분기면으로서 상기 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지고, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고,
    상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 집광수단에 의하여 광자기기록매체의 신호기록면상에 집광된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 집광수단을 통하여 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고,
    또한, 상기 각 신호독출용 광검출기로부터 출력되는 광검출출력에 따라서 연산을 실행하는 연산회로를 구비하고,
    상기 제1의 신호독출용 광검출기의 수광면은, 최소한 2개의 분할수광부로 분할되어 있고,
    상기 연산회로는, 이들 분할수광부로부터의 광출력신호의 차동에 의하여, 상기 광자기기록매체의 신호기록면에 있어서의 상기 광속의 조사위치와 상기 기록트랙과의 거리에 대응한 트래킹에러신호가 검출되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  11. 광자기기록매체를 지지하는 매체지지기구,
    반도체기판상에 배설된 광원,
    제1의 신호독출용 광검출기,
    제2의 신호독출용 광검출기,
    제3의 신호독출용 광검출기, 및
    복굴절성 재료에 의하여 형성되고, 서로 평행한 저면부 및 상면부를 가지는 프리즘으로 이루어지고, 상기 복굴절성 재료가 1축성 결정인 경우, 또는 상기 복굴절성 재료가 2축성 결정일 때 3개의 굴절율방위중 중간 굴절율보다 차이가 큰 굴절율에 대응하는 방위인 경우의 광학축이 상기 상면부 및 저면부의 법선에 수직의 면내에 설정되고,
    상기 프리즘은, 또한 광속분기면으로서 상기 저면부에 대하여 경사진 경사면부를 가지고, 상기 저면부가 상기 각 신호독출용 광검출기상에 위치되고, 상기 경사면부가 상기 광원에 대향하여 상기 반도체기판의 상면부에 접합되고,
    상기 프리즘은, 상기 광원으로부터 발하여 상기 경사면부에 의하여 반사되어 집광수단에 의하여 광자기기록매체의 신호기록면상에 집광된 광속이 이 신호기록면에 의하여 반사되어 반사광속으로서 상기 집광수단을 통하여 상기 경사면부에 귀환되고, 이 반사광속을 이 경사면부를 통하여 프리즘내에 진입시켜서 2군의 광속으로 분기시키고, 이들 반사광속의 일부를 상기 저면부를 통하여 상기 제1의 신호독출용 광검출기에 유도하고, 이들 반사광속중의 상기 저면부에 의하여 반사된 광속을 상기 상면부에 의하여 반사시킨 후, 상기 제2 및 제3의 신호독출용 광검출기에 유도하고,
    또한, 상기 각 신호독출용 광검출기로부터 출력되는 광검출출력에 따라서 연산을 실행하는 연산회로를 구비하고,
    상기 제2 및/또는 제3의 신호독출용 광검출기의 수광면은, 최소한 2개의 분할수광부로 분할되어 있고,
    상기 연산회로는, 이들 분할수광부로부터의 광출력신호의 차동에 의하여, 상기 광자기기록매체의 신호기록면에 있어서의 상기 광속의 조사위치와 상기 기록트랙과의 거리에 대응한 트래킹에러신호가 검출되는 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
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