KR100483599B1 - 광학헤드및정보기록재생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광디스크 등의 정보 기록매체에 광학적으로 정보를 기록, 재생 또는 소거하는 광학 헤드 및 그것을 이용한 정보기록·재생장치에 관한 것으로, 대물렌즈(2)와, 3개의 분할선(3a∼3c)에 의해 분할된 6개의 영역을 갖는 복합 회절 소자(3)와, 발광 소자 및 복수의 수광 소자가 배치된 기판(5)에 의해 광학 헤드가 구성되어 있으며, 복합 회절 소자(3)에 의해 분할된 복수의 광속(光束)중 분할선(3b)과 분할선(3c) 사이를 통과하여 생성된 광속을 수광한 수광 소자로부터의 신호에 따라 포커스 에러신호와 트래킹 에러신호를 생성하고, 그 트래킹 에러신호의 생성시에 분할선(3b)과 분할선(3c)의 외측을 통과하여 생성된 광속을 수광한 수광 소자로부터의 신호를 이용하여 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 구성이다.

Description

광학 헤드 및 정보기록 재생장치
본 발명은 광디스크 등의 정보 기록매체에 광학적으로 정보를 기록, 재생 또는 소거하는 광학 헤드 및 그것을 이용한 정보기록·재생장치에 관한 것이다.
종래부터 푸시풀 신호에 의해 트래킹 에러신호를 생성하는 방식의 광학헤드는 간단한 구성의 광학 시스템으로 실현할 수 있다는 이점 때문에 널리 이용되고 있으나, 트래킹 방향의 대물렌즈 이동에 따라 트래킹 에러신호에 오프셋이 생긴다는 결점이 있다. 이 결점을 보충하는 기술이 일본국 특개평 8-306057 및 일본국 특원평 7-280372에 개시(開示)되어 있다.
이하 도면을 참조하여 종래 기술에 대하여 설명하기로 한다. 도 18에 제 1 종래 기술인 일본국 특개평 8-306057의 광학 헤드의 구성을 도시한다. 도 18에서 74는 광학 헤드의 광축, 75는 광원, 76, 77은 하프미러, 78은 대물렌즈, 79는 대물렌즈를 X 및 Y 방향으로 이동시키는 액추에이터, 80은 정보 기록매체인 광디스크, 81은 6분할 수광 소자(도면에서는 광축(74)과의 위치 관계를 도시한 도면과 검출 상태를 도시한 도면을 병기함), 81a∼81c는 6분할 수광 소자(81)의 분할선, 82a∼82f는 분할된 각 수광 영역, 83은 연산회로인 차동 증폭기, 84는 6분할 수광 소자(81)상의 광속(光束), 88은 포커스 제어부, 89는 트래킹 제어부이다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 광원(75)으로부터 발생한 광은 하프미러(76)에서 반사후 대물렌즈(78)에 의해 광디스크(80)의 정보 기록면에 집광되어 광 스포트를 형성한다. 광디스크(80) 상에는 정보 트랙이 형성되어 있고, 이 정보 트랙의 방향은 도 18에서는 지면에 수직 방향이다. 광디스크(80)로부터의 반사광은 대물렌즈(78) 및 하프미러(76)를 투과한 후 하프미러(77)에서 2개의 광속으로 분리된다. 하프미러(77)에서 반사한 광속은 포커스 제어부(88)에 입사하고, 투과한 광속은 6분할 수광 소자(81)에 입사한다.
도면중의 결선에 의한 가산과, 차동 증폭기(83)에 의한 차동 연산으로 트래킹 에러신호가 생성되어 트래킹 제어부(89)에 유도된다. 포커스 제어부(88)는 포커스 에러신호를 검출하여 광디스크의 정보 기록면에 집광하기 위해 액추에이터(79)를 제어한다. 트래킹 제어부(89)는 검출된 트래킹 에러신호에 의해 정보 트랙의 중심에 광 스포트 유도하도록 액추에이터(79)를 제어하고, 대물렌즈(78)를 광학 헤드의 광축(74)을 기준으로 하여 X방향의 ＋ 및 －의 방향으로 이동시킨다.
도 19의 (a)에 대물렌즈(78)가 기준 위치에 있는 경우 도 19의 (b)에 대물렌즈가 X방향의 ＋방향으로 이동한 경우에 대하여 각각 6분할 수광 소자(81) 상의 광속(84)의 위치를 도시한다. 광속(84)의 2개의 사선부는 광디스크(80)에서 회절된 0차의 회절 광속과 ＋1차 및 －1차 회절 광속이 간섭하는 영역을 나타낸다.
도 19의 (a)에서 광속(84)은 분할선(81a)에 관해서 대칭으로 위치하기 때문에 차동 증폭기(83)의 출력신호는 오프셋이 없는 트래킹 에러신호가 된다. 한편 제19의 (b)에서는 광속(84)이 오른쪽방향으로 이동하고 있기 때문에 분할선(81a)에 관한 대칭성은 무너지고, 각 영역에 포함되는 광속의 면적은 영역(82b, 82d 및 82f)이 증가하고, 영역(82a, 82c 및 82e)이 감소한다. 각 수광 영역에서 검출된 신호를 각 영역명으로 나타내고, 트래킹 에러신호를 TE로 하면 차동 증폭기(83)에 의한 연산은 다음의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서 k는 보정계수이다. 푸시풀 신호성분은 사선부의 간섭 영역을 주로 포함하는 영역(82c, 82d)에 나타나고, 다른 영역에는 주로 광속의 이동에 의한 오프셋 성분이 나타나고 있다. 따라서 보정계수 k에 적절한 값을 설정하면 상기 수학식 1의 연산에 의해 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호를 얻을 수 있다.
다음으로 제 2 종래의 기술인 일본국 특원평 7-280372의 광학 헤드에 대하여 설명하기로 한다. 이 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 종래 기술의 구성과, 수광 소자의 분할 방법 이외에는 마찬가지이므로 그 구성도를 생략하고 다분할된 수광 소자의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 20의 (a)는 8분할된 수광 소자의 평면도이다. 85a∼85c는 8분할 수광 소자(85)의 분할선, 86a로부터 86h는 분할된 각 수광 영역, 87은 8분할 수광 소자(85) 상의 광속, 도 20의 (a) 중 사선부는 차광된 영역이다.
이 제 2 종래 기술의 광학 헤드의 동작은 대부분 상술한 제 1 종래 기술의 광학 헤드와 마찬가지이므로 그 동작의 설명은 생략하고, 상기한 바와 같이 8분할 수광 소자를 구성한 것에 의해 갖추어진 특징에 대해서만 설명하기로 한다. 도 20의 (b)는 광디스크가 방사상 방향으로 경사했을 때에 생기는 광속(87)의 광량 분포를 모식적으로 도시한 것으로, 광강도의 크기를 사선의 농도로 나타내었다. 또 도 20의 (b)에서는 사선의 밀도가 높을수록 광 강도가 강한 것을 나타낸다. 도 20의 (b)는 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 광속의 중앙부에 광 강도가 비대칭인 부분이 발생하는 것을 나타내고 있고, 이 강도 분포의 비대칭에 의해 푸시풀 신호에 오프셋이 발생한다. 이 때 도 20의 (a)에 도시된 사선부와 같이 차광된 영역이 중앙부에 존재하면 도 20의 (b)에 도시된 바와 같은 광 강도가 비대칭인 부분의 영향을 저감할 수 있다. 트래킹 에러신호(TE)는 각 영역에서 검출된 신호를 영역명으로 나타내면, 다음의 수학식 2와 같은 연산으로 얻어진다.
[수학식 2]
상기 수학식 2에서 k는 보정계수이다.
이상과 같이 제 1 종래 기술에 의하면 대물렌즈의 트래킹 방향의 이동에 따라 발생하는 트래킹 신호의 오프셋을 보정하는 것이 가능하게 되고, 제 2 종래 기술에 의하면 더욱 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 발생하는 트래킹 신호의 오프셋 저감도 가능하게 된다.
그러나 이상과 같은 종래 기술에서는 트래킹 에러검출을 위한 광속 분할을 수광 소자상에서 하기 때문에 포커스 에러신호 검출과, 트래킹 에러신호 검출에서 각각의 광학 시스템을 필요로 한다. 따라서 트래킹 에러검출 광학 시스템의 구성은 간단해도 광학 헤드의 소형화 및 집적화는 곤란하다는 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 고려하여 포커스 에러검출 및 트래킹 에러검출을 위한 광학시스템을 공통화하고, 광디스크의 방사상 방향의 경사나 대물렌즈의 이동 때문에 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감함으로써 소형화 및 집적화가 가능하면서도 안정된 동작을 특징으로 하는 광학 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 광학 헤드는 발광 소자와,
복수의 수광 소자와,
상기 발광 소자로부터의 광을 정보 기록매체의 면에 집광시키는 대물렌즈와,
상기 발광 소자와 상기 대물렌즈 사이의 광로중에 배치되고, 상기 정보 기록매체에서 반사하여 다시 상기 대물렌즈를 통과한 광속을 공간적으로 복수의 광속으로 분할하여 상기 복수의 수광 소자에 유도하는 복합 회절 소자와,
상기 복수의 수광 소자에서 검출된 신호의 전부 또는 일부에 기초하여 포커스 에러신호와 트래킹 에러신호를 생성하는 신호 생성수단을 구비하며,
상기 트래킹 에러신호의 상기 생성시에 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기거나 또는 상기 정보 기록매체면의 경사에 의해 생기는 트래킹 신호의 오프셋을 보정하는 것이 고려되어 있는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는, 상기 복합 회절 소자는 상기 정보 기록매체의 정보 트랙 방향과 실질적으로 평행한 제 1 분할선과, 그 제 1 분할선과 실질적으로 직교하면서 상기 대물렌즈의 광축에 대하여 실질적으로 대칭인 제 2 및 제 3 분할선에 의해 분할된 6개의 영역을 갖고 있고,
상기 신호 생성수단은, (1) 상기 6개의 영역내에 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에 배치된 2개의 영역을 통과함으로써 생성된 복수 광속의 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호와 트래킹 신호를 생성하고, 또 (2) 상기 6개의 영역내에 상기 제 2 및 제 3 분할선의 외측에 배치된 4개의 영역을 통과함으로써 생성된 복수 광속의 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정신호를 생성하고, 상기 트래킹 에러신호의 생성시에 상기 생성된 오프셋 보정신호를 이용하는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는, 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 2개의 영역의 각각은 회절 격자 패턴에 의해 형성되어 있고, 이들 2개의 영역을 통과한 광속은 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 4개의 광속으로 분할되는 것이며,
상기 신호 생성수단은 이들 4개의 광속중 2개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 다른 2개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는, 상기 복합 회절 소자는 상기 정보 기록매체의 정보 트랙의 방향과 실질적으로 평행한 제 1 분할선과, 그 제 1 분할선과 실질적으로 직교하면서 상기 대물렌즈의 광축에 대하여 실질적으로 대칭인 제 2 및 제 3 분할선과, 그들 제 2 및 제 3 분할선과 평행하면서 등거리에 위치하는 제 4 분할선에 의해 분할된 8개의 영역을 갖고 있고,
상기 신호 생성수단은 (1) 상기 8개의 영역중 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에 배치된 4개의 영역을 통과함으로써 생성된 광속의 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호와 트래킹 에러신호를 생성하고, 또 (2) 상기 8개의 영역내에 상기 제 2 및 제 3 분할선의 외측에 배치된 4개의 영역을 통과함으로써 생성된 광속의 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여, 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정신호를 생성하고, 상기 트래킹 에러신호의 생성시에 상기 생성된 오프셋 보정신호를 이용하는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는, 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 4개의 영역의 각각은 회절 격자 패턴에 의해 형성되어 있고, 이들의 영역을 통과하는 광속은 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 8개의 광속으로 분할되는 것이며,
상기 신호 생성수단은 이들 8개의 광속중 4개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 다른 4개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는 상기 복합 회절 소자의 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 4개의 영역에 추가하여 상기 제 4 분할선에 관하여 대칭인 제 5 및 제 6 분할선과 상기 제 4 분할선에 의해 분할된 2개의 영역을 갖고 있고,
상기 제 5 및 제 6 분할선 사이의 영역 내부의 회절 격자 패턴의 형성 및 상기 수광 소자의 배치는,
상기 2개의 영역을 통과하여 생성된 복수의 광속이 상기 포커스 에러신호를 검출하는 수광 소자에는 수광되면서 상기 트래킹 에러신호를 생성하기 위한 수광 소자에는 수광되지 않도록 구성되어 있는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는 상기 복합 회절 소자의 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 4개의 영역에 추가하여 상기 제 4 분할선에 관해서 대칭인 제 5 및 제 6 분할선과 상기 제 4 분할선에 의해 분할된 2개의 영역을 갖고 있고,
상기 제 4 및 제 5 분할선 사이의 영역을 통과하여 생성된 광속과, 상기 제 4 및 제 6 분할선 사이의 영역을 통과하여 생성된 광속이 상기 보정의 대상이 되는 푸시풀 신호를 검출하는 쌍으로 되는 수광 소자에 각각 균등하게 수광되도록 상기 제 5 및 제 6 분할선 사이의 2개의 영역 내부의 회절 격자 패턴이 구성되어 있는 광학 헤드이다.
또 푸시풀 신호를 검출하는 쌍이 되는 수광 소자에 상기 영역을 통과한 광속을 균등하게 입사시키고 차동 연산에 의해 상쇄되도록 하는 구성이어도 된다.
또 본 발명의 광학 헤드는 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 2개의 영역은 각각 복수의 띠형상 분할부를 갖고,
상기 2개의 영역중 (1) 한쪽 영역에서 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 1 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지 띠형상 분할부의 집합을 제 2 띠형상 분할집합체로 하면, (2)다른쪽 영역에서 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 3 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지의 띠형상 분할부의 집합을 제 4 띠형상 분할집합체로 하는 것이며,
상기 복수의 수광 소자는 이들 제 1∼제 4 띠형상 분할집합체에서의 회절광을 수광하는 제 1의 3분할 수광 소자와, 제 2의 3분할 수광 소자와, 제 3으로부터 제 6의 수광 소자를 포함하는 것이며,
상기 제 1 및 제 4 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴은,
(1) 상기 제 1 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 －1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되고, 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되는 것과 함께,
(2) (a) 상기 제 1 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속과, 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속이 상기 제 1의 3분할 수광 소자의 다른 위치에 입사하고, (b) 상기 제 1 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른쪽 광속은 상기 제 3 수광 소자에 입사하고, 또 (c) 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른쪽 광속은 상기 제 4 수광 소자에 입사하도록 형성되어 있고,
상기 제 2 및 제 3 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴은,
(3) 상기 제 2 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되고, 상기 제 3 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되는 것과 함께,
(4) (a) 상기 제 2 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속과, 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속이 상기 제 2의 3분할 수광 소자가 다른 위치에 입사하고, (b) 상기 제 2 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른쪽 광속은 상기 제 5 수광 소자에 입사하고, 또 (c) 상기 제 3 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른쪽 광속은 상기 제 6 수광 소자에 입사하도록 형성되어 있고,
상기 제 1 및 제 2의 3분할 수광 소자에서 검출된 신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 상기 제 3∼제 6의 수광 소자에서 검출된 신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하며,
상기 복합 회절 소자의 제 2 및 제 3 분할선의 외측의 4개의 영역의 회절광을 수광하고, 검출된 신호에 기초하여 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정신호를 생성하는 광학 헤드이다.
또 본 발명의 광학 헤드는 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에는 상기 띠형상 분할집합체를 분할하는 위치에 상기 쌍방의 분할선에 실질적으로 평행한 제 5 및 제 6 분할선에 끼워진 영역이 설치되어 있고,
상기 제 5 및 제 6 분할선에 끼워진 영역은 복수의 띠형상 분할부를 갖고, 그들 복수의 띠형상 분할부중 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 5 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지 띠형상 분할부의 집합을 제 6 띠형상 분할집합체로 하는 것이며,
상기 제 5 및 제 6 띠형상 분할집합체를 통과하여 생성된 광속이 상기 포커스 에러신호를 검출하는 수광 소자에는 수광되면서 상기 트래킹 에러신호를 생성하기 위한 수광 소자에는 수광되지 않도록 상기 제 5 및 제 6 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴과 수광 소자가 구성되어 있는 광학 헤드이다.
또 푸시풀 신호를 검출하는 쌍이 되는 수광 소자에 상기 영역을 통과한 광속을 균등하게 입사시키고 차동 연산에 의해 상쇄되도록 하는 구성이어도 된다.
또 본 발명의 광학 헤드는 상기 복합 회절 소자에서의 광속 분할은 통과하는 광속의 지름을 D, 상기 정보 기록매체측의 대물렌즈의 개구수를 NA, 파장을 λ, 정보 트랙의 피치를 d, 제 2 및 제 3 분할선의 간격을 V로 하였을 때 다음의 수학식 3을 만족하는 광학 헤드이다.
[수학식 3]
또 본 발명의 광학 헤드는 상기 복합 회절 소자에서의 광속 분할은 상기 제 5 및 제 6 분할선의 간격을 W, 상기 대물렌즈의 정보매체측의 개구수를 NA, 파장을 λ, 정보 트랙의 피치를 d, 복합 회절 소자상에서의 광속지름을 D로 하면, 다음의 수학식 4를 만족하는 광학 헤드이다.
[수학식 4]
또 본 발명의 정보기록·재생장치는 상기 어느 한 항의 광학 헤드와,
그 광학 헤드로부터의 신호에 기초하여 제어를 행하는 제어회로와,
그 제어회로로부터의 제어신호에 의해 기구적 구동을 행하는 구동부를 구비한 정보기록·재생장치이다.
또 발광 소자와 복수의 수광 소자를 동일 기판 상에 배치하고 복합 회절 소자를 상기 기판으로부터 소정의 간격을 두고 상기 기판과 일체로 고정함으로써, 상기 광학 헤드의 신호검출 광학 시스템을 집적화할 수 있다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 이용하여 설명하기로 한다.
( 제 1 실시예 )
도 1의 (a)는 본 발명의 제 1 실시예에서의 광학 헤드의 구성도, (b)는 복합 회절 소자의 상면 개념도, (c)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도이다.
도 1의 (a)에서 1은 정보 기록매체인 광디스크, 2는 대물렌즈, 3은 복합 회절 소자, 4는 발광 소자로서의, 예를 들면 반도체 레이저, 5는 발광 소자(4)와 일체가 된 수광 소자가 배치된 기판이다. 도 1의 (a)내에서의 각 화살표는 광의 진행 방향을 나타낸다. 도 1의 (b)는 복합 회절 소자(3)의 평면도이고, 도 1의 (b)의 3a∼3c는 영역 분할선, 6a∼6f는 분할된 영역, 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시하는 것이며, 12는 복합 회절 소자(3)를 통과하는 광속의 외형을 나타낸다. 도 1의 (c)는 기판(5)의 평면도이고, 도 1의 (c)에서 7a∼7d는 단체(單體)의 수광 소자, 8∼11은 3분할 수광 소자, 8a∼8c, 9a∼9c, 10a∼10c 및 11a∼11c는 각각 3분할 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 기입한 도형은 그곳에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한 것이다.
또 본 발명의 광학 헤드는 또한 신호 생성수단, 포커스 제어부 및 트래킹 제어부 등을 갖지만, 이들에 대해서는 도 14∼도 16에서 상세히 설명하기로 한다.
즉 도 14는 본 실시예의 광학 헤드의 제어부를 설명하기 위한 개략 구성도이다. 또 도 15는 도 14에 도시된 포커스 제어부에 입력되는 포커스 에러신호를 생성하는 회로 결선도를 도시한다. 또 도 16은 도 14에 도시된 트래킹 제어부에 입력되는 트래킹 에러신호를 생성하는 회로도를 도시한다.
도 14에서 액추에이터(1041)는 대물렌즈(2)를 X 및 Y 방향으로 이동시키기 위한 수단이다. 또 트래킹 제어부(1042)는 트래킹 에러신호를 이용하여 정보 트랙의 중심에 광 스포트를 유도하도록 액추에이터(1041)를 제어하는 수단이고, 도 18에서 서술한 트래킹 제어부(89)와 기본적으로 같은 구성이다. 또 포커스 제어부(1043)는 포커스 에러신호를 이용하여 광디스크(1)의 정보 기록면에 집광시키도록 액추에이터(1041)를 제어하는 수단이다.
또 본 발명의 제 1 분할선은 분할선(3a)에 대응하고 있으며, 마찬가지로 본 발명의 제 2∼제 3 분할선은 각각 분할선(3b, 3c)에 대응하고 있다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 발광 소자(4)로부터 발생된 광은 복합 회절 소자(3)를 투과하고, 대물렌즈(2)에 의해 광디스크(1)의 정보 기록면에 집광된다. 광디스크(1)의 정보 기록면에는 정보 트랙이 형성되어 있고, 이 정보 트랙의 방향은 도 1의 (a)에서는 지면에 수직인 방향이라고 한다. 광디스크(1)로부터의 반사광은 대물렌즈(2)를 통과한 후 다시 발광 소자(4)의 근방을 향하여 수속하면서 진행하여 복합 회절 소자(3)에 입사한다. 복합 회절 소자(3)의 분할선(3a)으로부터 분할선(3c)에 의해 분할된 각 영역을 통과한 광속은 ＋1차, 0차 및 -1차 회절광으로서 투과한다. 그 투과하는 광 중 ＋1차 및 -1차 회절광이 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다.
복합 회절 소자(3)의 영역(6a 및 6e)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(7a와 7d)에, 영역(6b 및 6f)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(7b와 7c)에, 영역(6c)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(9와 10)에, 영역(6d)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(8과 11)에 각각 입사한다. 이 때 예를 들면 3분할 수광 소자(9 및 11)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 3분할 수광 소자(8 및 10)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자(3)에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크(1)가 대물렌즈(2)의 합초점에 있을 때 3분할 수광 소자(8, 9, 10 및 11) 상에서의 광속의 수광 소자의 분할선에 직교하는 방향의 길이가 실질적으로 같아지도록 복합 회절 소자(3)의 영역(6c 및 6d)의 회절 격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면 대물렌즈(2)의 합초점 어긋남에 따라 각 3분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음의 수학식 5의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 5]
상기 연산을 실현하기 위한 결선도를 도 15에 도시한다. 도 15에서 도시하는 결선에 의한 가산과, 차동 증폭기(1051)에 의한 차동 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)가 생성되어 포커스 제어부(1043)에 유도된다.
또 대물렌즈(2)가 정보 트랙에 직교하는 방향으로 이동했을 때 생기는 트래킹 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는, 상술한 종래 기술의 광속 분할에 따라 복합 회절 소자(3)의 영역 분할선(3b, 3c)의 외측의 영역을 통과한 광속을 검출하여 다음의 수학식 6에서 얻어진다.
[수학식 6]
푸시풀 신호(TE2)는 복합 회절 소자(3)의 영역 분할선(3b, 3c) 사이의 영역을 통과한 광속을 검출하여 다음의 수학식 7에서 얻어진다.
[수학식 7]
따라서 대물렌즈(2)의 이동에 따라 생기는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 8로 된다.
[수학식 8]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출 신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
상기 연산을 실현하기 위한 결선도를 도 16에 도시한다. 도 16에 도시하는 결선에 의한 가산과 차동 증폭기(1061, 1062)에 의한 차동 연산에 의해 트래킹 오프셋 보정신호(TE1)와 푸시풀 신호(TE2)가 생성된다. 그들 각 신호는 또한 차동 증폭기(1063)에 입력되어 상술한 바와 같이 차동 연산된다. 이렇게 하여 차동 증폭기(1063)는 트래킹 에러신호(TE)를 생성하여 트래킹 제어부(1042)에 유도된다.
본 구성에서 복합 회절 소자(3)의 분할선(3b)과 분할선(3c)의 간격을 V, 대물렌즈의 광디스크측의 개구수를 NA, 파장을 λ, 정보 트랙의 피치를 d, 복합 회절 소자(3)를 통과하는 광속의 지름을 D로 하면 다음의 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 9]
그 이유를 도 19의 (a)를 이용하여 설명하기로 한다. 복합 회절 소자(3)의 영역 분할선(3a∼3d)은 도 19의 (a)의 분할선(81a∼81c)에 각각 대응한다. 도 19의 (a)에서 사선부는 광디스크의 정보 트랙으로 회절된 + 1차 및 -1차 회절광이 0차 회절광과 간섭하는 영역을 나타내고 있고, 이 영역에는 푸시풀 신호성분이 포함되어 있다. 상기 수학식 9를 만족하는 것은 분할선(81b, 81c)의 외측 영역에 사선부 영역이 혼입하는 양을 제한하면서 트래킹 신호의 오프셋을 보정하는 데 충분한 검출 신호량을 얻을 수 있는 것을 의미한다. 반대로 상기 수학식 9를 만족하지 않으면 보정신호(TE1)의 신호량이 작아서 보정이 충분히 행해지지 않거나 보정신호(TE1)로의 푸시풀 신호의 혼입량이 많아져서 상기 수학식 8의 연산에 의해 신호(TE)의 진폭을 저하시키게 된다.
이상과 같이 광학 헤드를 구성함으로써 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 수단을 가지면서 포커스 에러신호와, 트래킹 에러신호가 동일한 검출 광학시스템에서 검출 가능하게 되고, 또 그들이 복합 회절 소자와, 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판의 2개의 광학부품으로 실현됨으로써 광학 헤드의 소형화를 도모할 수 있다.
또 본 실시예에서는 영역(6c, 6d)에서 회절된 4개의 광속이 수광되는 4개의 3분할 수광 소자로부터의 신호에 기초하여 포커스 에러신호를 생성한다고 하였으나, 이것에 한정되지 않고 예를 들면 2개의 3분할 수광 소자로부터의 신호에 기초해서도 포커스 에러신호가 생성되는 것을 이하에 도시한다.
상술한 바와 같이 포커스 에러신호는 3분할 수광 소자의 분할선에 수직인 방향의 광속 길이의 변화에 따라 발생하기 때문에, 예를 들면 입사하는 광속이 그 수광 소자의 위치보다 먼 곳에서 초점을 맺고 있는 3분할 수광 소자(9)에서의 검출신호와, 입사하는 광속이 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고 있는 3분할 수광 소자(10)에서의 검출신호를 이용하면 다음의 수학식 10에 의해 포커스 에러신호를 얻을 수 있다.
[수학식 10]
4개의 3분할 수광 소자로부터 2개의 3분할 수광 소자를 선택하는 조합은 한쪽에 입사하는 광속의 초점을 맺는 위치가 그 수광 소자보다 가까운 것과 먼 것과의 조합이므로 다른 조합도 가능하다.
( 제 2 실시예 )
도 2의 (a)는 본 발명의 제 2 실시예에서의 광학 헤드의 구성도, (b)는 복합 회절 소자의 상면 개념도, (c)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 같은 구성요소에는 같은 번호를 붙여 그 설명을 생략하고, 다른 것에 대해서만 그 구성을 설명하기로 한다.
도 2의 (a)에서 13은 복합 회절 소자, 14는 발광 소자(4)와 일체가 된 수광 소자가 배치된 기판이다. 도 2의 (b)에서 13a∼13c는 복합 회절 소자(13)의 영역 분할선, 15a∼15f는 분할된 영역, 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시한 것이다. 도 2의 (c)는 기판(14)의 평면도이고, 도 2의 (c)에서 16a∼16d는 단체의 수광 소자, 17∼20은 3분할 수광 소자, 17a∼17c, 18a∼18c, 19a∼19c 및 20a∼20c는 각각 3분할 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 기입한 도형은 거기에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만 설명하기로 한다. 광디스크(1)에서 반사하고, 다시 복합 회절 소자(3)에 입사한 광속은 3개의 분할선(13a)부터 분할선(13c)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되고 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다.
복합 회절 소자(13)의 영역(15a 및 15c)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(16a와 16d)에, 영역(15b 및 15f)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(16b와 16c)에, 영역(15c)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(17과 20)에, 영역(15d)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(18과 19)에 각각 입사된다. 이 때 예를 들면 3분할 수광 소자(17 및 18)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다도 먼 곳에 초점을 맺고, 3분할 수광 소자(19 및 20)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자(13)에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크(1)가 대물렌즈(2)의 합초점에 있을 때 3분할 수광 소자(17, 18, 19 및 20) 상에서의 광속의 3분할 수광 소자의 분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 영역(15c 및 15d) 내부의 회절 격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면, 대물렌즈(2)의 합초점 어긋남에 따라 각 3분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음의 수학식 11의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 11]
또한 제 1 실시예와 같이 트래킹 에러신호 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 다음의 수학식 12로 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 13과 같이 된다.
[수학식 12]
[수학식 13]
따라서 대물렌즈 이동에 따라 생기는 오프셋을 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 14와 같게 된다.
[수학식 14]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출 신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
본 구성에서 복합 회절 소자(13)의 영역 분할선 13b와 13c의 간격을 V로 하였을 때 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직한 것은 제 1 실시예와 같다.
이상으로 나타낸 제 2 실시예의 특징은 제 1 실시예와 비교하여 각 3분할 수광 소자의 배치를 발광 소자로부터 등거리로 한 것이다. 이렇게 하면 수광 소자(14)의 가로방향의 폭이 작아진다는 이점이 있다. 또한 복합 회절 소자의 제조과정에서의 에칭조건 등의 불균형이 있어서 회절격자의 피치에 의존하여 회절 효율이 변해도 본 실시예에서는 각 영역마다의 회절격자 피치가 같게 되어 있으므로 검출신호의 밸런스 변화가 작아지는 이점이 있다.
( 제 3 실시예 )
도 3의 (a)는 본 발명의 제 3 실시예의 복합 회절 소자의 상면 개념도, (b)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시하는 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하고 다른 구성요소인 복합 회절 소자와 수광 소자의 배치에 대해서만 그 구성을 설명하기로 한다.
도 3의 (a)에서 21a∼21d는 복합 회절 소자의 영역 분할선, 23a∼23h는 분할된 각 영역, 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시한 것이다. 도 3의 (b)에서 22는 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 24a∼24d는 단체의 수광 소자, 25∼28은 2분할 수광 소자, 25a∼25b, 26a∼26b, 27a∼27b 및 28a∼28b는 각각 2분할 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 도시된 도형은 그곳에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
또 본 발명의 제 1 분할선은 분할선(21a)에 대응하고 있고, 마찬가지로 본 발명의 제 2∼제 4 분할선은 각각 분할선(21b, 21c, 21d)에 대응하고 있다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만 설명하기로 한다. 광디스크에서 반사하고, 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 3개의 분할선(21a∼21d)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되고, 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다. 영역(23a 및 23g)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(24a와 24d)에, 영역(23b 및 23h)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(24b와 24c)에, 영역(23c)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(25)와 수광 영역 (28b)에, 영역(23d)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(25)와 수광 영역 (28a)에, 영역(23e)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(27)와 수광 영역(26b)에, 영역(23f)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(27)와 수광 영역(26a)에 각각 입사한다. 이 때 예를 들면 2분할 수광 소자(25)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 2분할 수광 소자(27)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 2분할 수광 소자(25 및 27) 상에서의 광속의, 2분할 수광 소자의 분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 영역(23c, 23d, 23e 및 23f)의 회절 격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면 대물렌즈의 합초점 어긋남에 따라 각 2분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음의 수학식 15의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 15]
또 제 1 실시예와 같이 트래킹 에러신호 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 다음의 수학식 16에 의해 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 17과 같게 된다.
[수학식 16]
[수학식 17]
따라서 대물렌즈의 이동에 따르는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 18과 같게 된다.
[수학식 18]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출 신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
본 구성에서 복합 회절 소자의 분할선(21b와 21c)의 간격을 V로 하였을 때, 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 각 실시예와 마찬가지이다.
이상으로 도시한 제 3 실시예의 특징은 제 1 및 제 2 실시예와 비교하여 2분할 수광 소자를 사용한 검출방식으로 하였기 때문에, 배치되는 수광 영역수가 감소한 데다가 포커스 에러신호와 트래킹 에러신호에서 전혀 별개의 수광 소자의 검출신호를 연산에 사용하기 때문에 수광 소자 사이의 결선에 의한 신호 가산연산도 가능해지고, 검출된 수광신호를 연산부로 유도하기 위한 신호 배선이 단순화된다는 이점이 있다.
( 제 4 실시예 )
도 4는 본 발명의 제 4 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하기로 한다. 또한 상술한 제 3 실시예와는 수광 소자의 배치만 다르고, 그 밖의 것은 동일하므로 복합 회절 소자의 설명을 생략하며, 각 수광 소자의 번호도 제 3 실시예와 대응시켜 기입하고 그 설명을 생략한다.
다음으로 본 광학 헤드의 동작에 대하여 설명하겠지만, 제 3 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점에 대해서만 설명하기로 한다. 복합 회절 소자의 영역(23c∼23f) 내부의 회절 격자 패턴이 갖는 렌즈의 굴절력은 제 3 실시예와는 달리 도 4의 각 수광 소자 배치에 있어서, 2분할 수광 소자(25)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 2분할 수광 소자(27)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 2분할 수광 소자(25 및 27) 상에서의 광속의 2분할 수광 소자의 분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 각각 설정된다. 이렇게 해서 상술한 것과 마찬가지로 포커스 에러신호는 다음의 수학식 19의 연산에 의해 얻어진다.
[수학식 19]
또한 트래킹 에러신호 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 다음의 수학식 20에 의해 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 21과 같게 된다.
[수학식 20]
[수학식 21]
따라서 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 22와 같게 된다.
[수학식 22]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출 신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
이상으로 나타낸 제 4 실시예는 제 3 실시예와 같은 특징을 갖는다. 또 각 신호연산에서 수광 영역(25b와 27a, 26b와 28b 및 26a와 28a)은 각각 2개씩 가산되는 신호이고, 또 수광 영역이 이웃하고 있으므로 그들을 연속된 1개의 수광 영역으로 바꾸어 다시 수광 영역 배치의 단순화를 도모할 수도 있다.
( 제 5 실시예 )
도 5의 (a)는 본 발명의 제 5 실시예의 복합 회절 소자의 상면 개념도, (b)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하고, 다른 구성요소인 복합 회절 소자와 수광 소자의 배치에 대해서만 그 구성을 설명하기로 한다.
도 5의 (a)에서 29a∼29c는 복합 회절 소자의 영역 분할선, 31a∼31d, 32a∼32d는 분할된 각 영역, 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시한 것이다. 여기에서 영역(32a∼32d)은 영역 분할선(29b와 29c) 사이를 영역 분할선(29a)에 평행한 복수의 띠형상 분할부에 분할한 것을 하나 건너 교대로 정리한 띠형상 분할집합체이다. 도 5의 (b)에서 30은 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 33a∼33d는 단체의 수광 소자, 34 및 36은 3분할 수광 소자, 35 및 37은 2분할 수광 소자, 34a∼34c, 36a∼36c, 35a∼35b 및 37a∼37b는 각각 3분할 또는 2분할의 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 기입한 도형은 그곳에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
또 본 발명의 제 1 띠형상 분할집합체는 예를 들면 영역(32a)에 대응하고 있고, 마찬가지로 본 발명의 제 2∼제 4 띠형상 분할집합체는 각각 영역(32b, 32c, 32d)에 대응하고 있다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만을 설명하기로 한다. 광디스크로 반사하여 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 3개의 분할선(29a∼29c)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되어 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다. 영역(31a 및 31c)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(33a와 33d)에, 영역(31b 및 31d)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(33b와 33c)에 각각 입사한다. 또한 띠형상 분할집합체(32a)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(34)와 수광 영역(37b)에, 띠형상 분할집합체(32b)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(36)와 수광 영역(35b)에, 띠형상 분할집합체(32c)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(36)와 수광 영역(35a)에, 띠형상 분할집합체(32d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(34)와 수광 영역(37a)에 각각 입사한다. 이와 같이 각 띠형상 분할집합체의 회절광을 각 수광 소자에 분배하면 영역분할선(29b와 29c) 사이를 통과한 광속이 띠형상으로 공간적으로 반으로 분할되어 그들이 각각 2개의 3분할 수광 소자(34 및 36)에 입사하게 된다. 이것은 띠형상의 분할이 충분하게 세밀하다면 이 광속 분할이 소위 진폭 분할과 동등하게 되는 것을 의미하고, 그 경우 제 1 및 제 2 실시예와 같이 취급할 수 있다.
이 때 예를 들면 3분할 수광 소자(34)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 3분할 수광 소자(36)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 3분할 수광 소자(34 및 36) 상에서의 광속의, 그 수광 소자분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 각 띠형상 분할집합체(32a∼32d)의 내부의 회절 격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면 대물렌즈의 합초점 어긋남에 따라 각 3분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음의 수학식 23의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 23]
또한 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 24로 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 25와 같게 된다.
[수학식 24]
[수학식 25]
따라서 대물렌즈 이동에 따라 생기는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호 (TE)는 다음의 수학식 26과 같게 된다.
[수학식 26]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호를 수광 영역신호로 나타내었다.
본 구성에서 복합 회절 소자의 분할선(29b와 29c)의 간격을 V로 하였을 때, 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 각 실시예와 마찬가지이다.
이상으로 나타낸 제 5 실시예의 특징은 제 1 실시예와 비교하여 3분할 수광 소자를 사용한 검출방식이면서, 배치되는 수광 영역수가 감소한 데다가 포커스 에러신호와 트래킹 에러신호에서 전혀 별개의 수광 소자의 검출신호를 연산에 사용하기 때문에, 수광 소자간의 결선에 의한 신호 가산연산도 가능해져 검출된 수광신호를 연산부로 유도하기 위한 신호 배선이 단순화된다는 이점이 있다.
( 제 6 실시예 )
도 6은 본 발명의 제 6 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략한다. 또한 상술한 제 5 실시예와는 수광 소자의 배치만 다르고 그 밖에는 동일하므로 복합 회절 소자의 설명을 생략하며, 각 수광 소자의 번호도 제 5 실시예와 대응시켜 기입하고 그 설명을 생략한다.
다음으로 본 광학 헤드의 동작에 대하여 설명하겠지만, 제 5 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점에 대해서만 설명하기로 한다. 띠형상 분할집합체(32a∼32d)의 내부의 회절 격자 패턴이 갖는 렌즈의 굴절력은 제 5 실시예와는 달리 도 6의 각 수광 소자 배치에 있어서, 3분할 수광 소자(34)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 3분할 수광 소자(36)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 3분할 수광 소자(34 및 36) 상에서의 광속의 그 수광 소자분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 각각 설정된다. 이 때 상술한 바와 같이 포커스 에러신호는 다음의 수학식 27과 같은 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 27]
또 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 28에 의해 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 29와 같이 된다.
[수학식 28]
[수학식 29]
따라서 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 30과 같게 된다.
[수학식 30]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
이상으로 나타낸 제 6 실시예는 제 5 실시예와 같은 특징을 갖는다. 또 각 신호연산에서 수광 영역(35b와 37b 및 35a와 37a)은 각각 2개씩 가산되는 신호이면서 수광 영역이 이웃하고 있으므로 그들을 연속한 1개의 수광 영역으로 바꾸고, 또 수광 소자 배치의 단순화를 도모할 수도 있다.
( 제 7 실시예 )
도 7의 (a)는 본 발명의 제 7 실시예의 복합 회절 소자의 상면 개념도, (b)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시하는 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하며, 다른 구성요소인 복합 회절 소자와 수광 소자의 배치에 대해서만 그 구성을 설명하기로 한다.
도 7의 (a)에서 38a∼38f는 복합 회절 소자의 영역 분할선, 40a∼40h 및 41a∼41b는 분할된 각 영역, 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시한 것이다. 도 7의 (b)에서 39는 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 42a∼42d는 단체의 수광 소자, 43 및 45는 2분할 수광 소자, 44 및 46은 3분할 수광 소자, 43a∼43b, 44a∼44c, 45a∼45b 및 46a∼46c는 각각 2분할 및 3분할 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 기입한 도형은 거기에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만을 설명한다. 광디스크로 반사하고, 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 6개의 분할선(38a∼38f)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되어 대응하는 각 수광 소자에 향하여 회절된다. 영역(40a 및 40g)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(42a와 42d)에, 영역(40b 및 40h)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(42b와 42c)에, 영역(40c)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(43)와 수광 영역(46c)에, 영역(40d)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(43)와 수광 영역(46a)에, 영역(40e)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(45)와 수광 영역(44c)에, 영역(40f)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(45)와 수광 영역(44a)에, 또한 영역(41a)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(43)와 수광 영역(46b)에, 영역(41b)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(45)와 수광 영역(44b)에 각각 수광된다. 이 때 예를 들면 2분할 수광 소자(43)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 2분할 수광 소자(45)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 2분할 수광 소자(43 및 45) 상에서의 광속의 2분할 수광 소자의 분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 영역(40c, 40d, 40e, 40f, 41a 및 41b)의 회절 격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면, 대물렌즈의 합초점 어긋남에 따라 각 2분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음과 같은 수학식 31의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 31]
또 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 32에 의해 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 33과 같게 된다.
[수학식 32]
[수학식 33]
따라서 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 34와 같이 된다.
[수학식 34]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
여기에서 상기 수학식에서 수광 영역(44b 및 46b)의 검출신호는 트래킹 에러신호연산에는 이용하고 있지 않다. 즉 본 실시예의 신호 검출방식은 복합 회절 소자의 영역 분할선(38e와 38f) 사이의 광속은 포커스 에러신호 검출에는 사용하지만 트래킹 에러신호 검출에는 사용하지 않는다. 이것은 종래의 제 2 기술에서 설명한 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감하는 기술에 상당한다.
본 구성에 있어서, 복합 회절 소자의 분할선(38b와 38c)의 간격을 V로 하였을 때, 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 각 실시예와 마찬가지이지만, 또한 분할선(38e와 38f)의 간격을 W, 대물렌즈의 광디스크측의 개구수를 NA, 파장을 λ, 정보 트랙의 피치를 d, 복합 회절 소자상에서의 광속지름을 D로 하면 다음과 같은 수학식 35를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 35]
반대로 상기 수학식 35를 만족하지 않고 간격(W)이 커지면 푸시풀 신호성분을 검출하기 위한 영역(40c, 40d, 40e 및 40f)의 면적이 작아지고, 검출되는 푸시풀 신호의 진폭이 저하하여 충분한 트래킹 에러신호를 얻을 수 없게 된다. 한편 상기 수학식 35를 만족하지 않고 간격(W)이 작아지면 광디스크의 방사상 방향의 경사에 대한 오프셋 저감의 효과가 저하된다.
이상으로 나타낸 제 7 실시예의 특징은 유사한 구성인 제 3 또는 제 4 실시예의 특징에 덧붙여서 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 발생하는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감하는 것이 가능해지고, 한층 안정되게 동작하는 광학 헤드를 실현할 수 있다.
또 본 실시예에서는 수광 소자의 배치를 상술한 바와 같은 것으로 하였지만, 제 3과 제 4 실시예의 유사성과 같이 수광 소자가 단순한 위치의 치환과 복합 회절 소자의 각 영역 내부의 회절 격자 패턴의 변경에 의해서만 같은 신호 검출이 가능한 것은 물론이다.
( 제 8 실시예 )
도 8의 (a)는 본 발명의 제 8 실시예의 복합 회절 소자의 상면 개념도, (b)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하며, 다른 구성요소인 복합 회절 소자와 수광 소자의 배치에 대해서만 그 구성을 설명하기로 한다.
도 8의 (a)에서 47a∼47f는 복합 회절 소자의 영역 분할선이다. 분할선(47e)은 분할선(47a)의 오른쪽만, 분할선(47f)은 분할선(47a)의 좌측만으로 되어있다. 49a∼49h는 분할된 각 영역, 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시하는 것이다. 도 8의 (b)에서 48은 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 50a∼50d는 단체의 수광 소자, 51∼54는 2분할 수광 소자, 51a∼51b, 52a∼52b, 53a∼53b 및 54a∼54b는 각각 2분할 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 기입한 도형은 거기에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만 설명하기로 한다. 광디스크에서 반사하고, 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 6개의 분할선(47a∼47f)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되어 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다. 복합 회절 소자의 영역(49a 및 49g)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(50a와 50d)에, 영역(49b 및 49h)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(50b와 50c)에, 영역(49c)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(51)와 수광 영역(54b)에, 영역(49d)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(51)와 수광 영역(54a)에, 영역(49e)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(53)와 수광 영역(52b)에, 영역(49f)에서의 회절광은 예를 들면 2분할 수광 소자(53)와 수광 영역(52a)에 각각 수광된다. 이 때 예를 들면 2분할 수광 소자(51)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 2분할 수광 소자(53)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 2분할 수광 소자(51 및 53) 상에서의 광속의 2분할 수광 소자의 분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록 영역(49c, 49d, 49e 및 49f)의 회절 격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면, 대물렌즈의 합초점 어긋남에 따라 각 2분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음의 수학식 36의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 36]
또 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 37에 의해 얻어지고, 푸시풀 신호(TE2)는 다음의 수학식 38과 같게 된다.
[수학식 37]
[수학식 38]
따라서 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 39와 같게 된다.
[수학식 39]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
본 실시예의 신호검출 방식은 복합 회절 소자의 영역 분할선(47e와 47f) 사이의 영역을 통과한 광속을 영역 분할선(47d)에서 2개의 영역으로 나누어 푸시풀 신호를 검출하는 신호(52a와 54b)에 그들 2개의 영역이 각각 1개씩 균등하게 포함되도록 회절되고, 상기 수학식 38에서의 차동 연산에 의해 상쇄하고, 트래킹 신호로부터 그들 영역의 신호를 제외하고 있다. 이것은 광디스크로부터의 반사광의 광량 분포가 복합 회절 소자의 영역 분할선(47d)에 관해서 실질적으로 대칭이므로 공간적으로는 다른 2개의 영역이기는 해도 양호하게 상쇄할 수 있다. 이 신호검출 방식은 상술한 제 7 실시예와 같은 목적, 즉 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감하는 목적을 제 7 실시예와는 다른 방법으로 실현한 것이다.
또한 본 구성에서 복합 회절 소자의 분할선(47b와 47c)의 간격을 V로 하였을 때 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 각 실시예와 마찬가지이지만, 또 분할선(47e와 47f)의 간격을 W로 하였을 때 상기 수학식 35를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 제 7 실시예와 마찬가지이다.
이상으로 나타낸 제 8 실시예의 특징은 유사한 구성인 제 7 실시예의 특징에 덧붙여서 검출해야 할 광속의 수를 감소하였기 때문에 수광 영역의 수 및 면적이 감소되고, 광학 헤드의 내부에서 산란한 광, 말하자면 광이 산란되는 영향을 저감할 수 있는 것이다. 이에 따라 더욱 품질이 높은 검출신호를 생성하는 광학 헤드를 실현할 수 있다.
또 본 실시예에서는 수광 소자의 배치를 상술한 바와 같은 것으로 하였지만, 제 3과 제 4 실시예의 유사성과 같이 수광 소자의 위치의 치환과, 복합 회절 소자의 각 영역 내부의 회절 격자 패턴의 변경만으로, 같은 신호 검출이 가능한 것은 물론이다.
( 제 9 실시예 )
도 9의 (a)는 본 발명의 제 9 실시예의 복합 회절 소자의 상면 개념도, (b)는 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시하는 상면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하며, 다른 구성요소인 복합 회절 소자와 수광 소자의 배치에 대해서만 그 구성을 설명하기로 한다.
도 9의 (a)에서 55a∼55e는 복합 회절 소자의 영역 분할선, 57a∼57d, 58a∼58h 및 59a∼59d는 분할된 각 영역, 각 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시한 것이다. 여기에서 영역(58a∼58h 및 59a∼59d)은 분할선(55b와 55c) 사이를 분할선(55a)에 평행한 복수의 띠형상 분할부로 분할하고, 분할선(55a, 55d 및 55e)에 의해 분할된 6개의 영역마다 하나 건너 교대로 정리한 띠형상 분할집합체이다. 이 띠형상 분할집합체의 정리는 분할선(55b와 55d) 사이에 4개, 분할선(55d와 55e) 사이에 4개 및 분할선(55e와 55c) 사이에 4개로, 합계 12개이다.
도 9의 (b)에서 56은 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 60a∼60d는 단체의 수광 소자, 61 및 62는 3분할 수광 소자, 63 및 64는 2분할 수광 소자, 61a∼61c, 62a∼62c, 63a∼63b 및 64a∼64b는 각각 3분할 또는 2분할의 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 적은 도형은 거기에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
또 본 발명의 제 5 띠형상 분할집합체는 예를 들면 영역(59a)과 영역(59c)에 대응하고 있고, 본 발명의 제 6 띠형상 분할집합체는 영역(59b)과 영역(59d)에 대응하고 있다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만 설명하기로 한다. 광디스크에서 반사하고, 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 5개의 분할선(55a∼55e)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되어 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다. 영역(57a 및 57c)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(60a와 60d)에, 영역(57b 및 57d)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(60b와 60c)에 각각 입사한다. 또한 띠형상 분할집합체(58a)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(62)와 수광 영역(63b)에, 띠형상 분할집합체(58b)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(61)와 수광 영역(64a)에, 띠형상 분할집합체(58c)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(61)와 수광 영역(64b)에 띠형상 분할집합체(58d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(62)와 수광 영역(63a)에 띠형상 분할집합체(58e)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(62)와 수광 영역(63b)에, 띠형상 분할집합체(58f)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(61)와 수광 영역(64a)에, 띠형상 분할집합체(58g)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(61)와 수광 영역(64b)에, 띠형상 분할집합체(58h)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(62)와 수광 영역(63a)에 각각 입사한다.
또한 띠형상 분할집합체(59a 및 59c)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(61)와, 2분할 수광 소자(64)에 이웃한 수광 영역이 없는 장소에 띠형상 분할집합체(59b와 59d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(62)와, 2분할 수광 소자(63)에 이웃한 수광 영역이 없는 장소에 각각 입사한다. 이와 같이 광속을 분할하면 영역 분할선(55b와 55c) 사이의 광속이 띠형상으로 공간적으로 균등하게 반으로 분할되어 2개의 3분할 수광 소자에 그들이 분배된다. 이것은 띠형상의 분할이 충분하게 세밀하면 이 광속분할은 소위 진폭분할과 동등하게 되는 것을 의미하며, 그 경우 제 1 및 제 2 실시예와 같이 취급할 수 있다.
이 때 예를 들면 3분할 수광 소자(61)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 3분할 수광 소자(6)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 3분할 수광 소자(61 및 62)상에서의 광속의 그 수광 소자 분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록, 각 띠형상 분할집합체(58a∼58g 및 59a∼59d)의 내부의 회절격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면 대물렌즈의 합초점 어긋남에 따라 각 3분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로, 다음의 수학식 40의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 40]
또 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 41에 의해 얻어진다.
[수학식 41]
푸시풀 신호(TE2)는 복합 회절소자의 영역 분할선(55a)의 좌측에 있는 띠형상 분할집합체(58a, 58b, 58e 및 58f)를 통과한 강속의 검출신호와 분할선(55a)의 우측에 있는 띠형상 분합집합체(58c, 58d, 58g 및 58h)를 통과한 광속의 검출신호와의 차동검출에 의해 얻어지므로, 다음의 수학식 42와 같이 된다.
[수학식 42]
또 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 43과 같이 된다.
[수학식 43]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
본 실시예의 신호 검출방식은 분할선(55d와 55e) 사이의 영역을 통과한 광속이 푸시풀 신호를 검출하는 수광 소자에 입사하지 않도록 회절각과 수광 소자 배치를 설정하고 있다. 따라서 이 신호 검출방식은 상술한 제 7 실시예와 같은 목적, 즉, 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해서 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감할 목적을 제 7 실시예와는 다른 방법으로 실현한 것이다.
또한 본 구성에 있어서, 복합 회절 소자의 분할선(55b와 55c)의 간격을 V로 했을 때 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하고, 또 분할선(55d와 55e)의 간격을 W로 하였을 때 상기 수학식 35를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 제 7 실시예와 마찬가지다.
이상으로 도시한 제 9 실시예는 상술한 제 7 실시예와 같이, 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 발생하는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감하고, 또 영역분할선(55a)의 좌우 영역에 회절격자의 피치가 조밀한 것과 거친 두 가지의 띠형상 분할집합체를 형성하고 있기 때문에, 복합 회절 소자의 제조과정에서 에칭조건 등의 분산이 있어서 회절격자의 피치에 의존하여 회절효율이 변했을 때에도 푸시풀 신호를 검출하는 영역의 회절효율의 밸런스는 실질적으로 균등하게 되므로 트래킹 신호의 밸런스 변화가 작아진다는 특징을 갖고 있다. 또 영역(58b, 58d, 58f 및 58h)의 각각은 회절격자의 피치가 세밀한 띠형상 분할집합체이다. 또 영역(58a, 58c, 58e, 58g 및 59a∼59d)의 각각은 회절격자의 피치가 거친 띠형상 분할집합체이다.
또 여기에서는 각 띠형상 분할집합체를 구성하는 복수의 띠형상 분할부를 제 1 분할선(55a)에 평행으로 되는 장방형으로 하였지만, 띠형상 분할부의 형상이 삼각형, 평행 사변형 또는 사다리꼴이어도, 혹은 그들 형상의 조합이어도 같은 기능을 실현할 수 있다.
( 제 10 실시예 )
도 10은 본 발명의 제 10 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도이다. 본 광학 헤드의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 그 구성도를 생략하며, 또 복합 회절 소자의 분할영역은 상술한 제 9 실시예와 같기 때문에 그 상면 개념도도 생략하고, 제 9 실시예와 다른 점만 그 구성을 설명하기로 한다.
복합 회절 소자에 있어서, 도 9의 (a)에서의 분할선(55d와 55e) 사이의 4개의 띠형상 분할집합체의 내부에 형성된 회절격자에 의한 회절각이 상술한 제 9 실시예와 다르다. 이 회절각에 있어서는 본 발명의 동작 설명에서 설명하기로 한다.
도 10에서 65는 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 66a∼66d는 단체의 수광 소자, 67 및 68은 3분할 수광 소자, 69 및 70은 2분할 수광 소자, 67a∼67c, 68a∼68c, 69a∼69b 및 70a∼70b는 각각 3분할 또는 2분할의 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자내부에 기입한 도형은 거기에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
또 본 발명의 제 5 띠형상 분할집합체는 예를 들면 영역(59b)에 대응하고 있고, 마찬가지로 하여 본 발명의 제 6∼제 8 띠형상 분할집합체는 각각 영역(59a, 59c, 59d)에 대응하고 있다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 이 동작도 상술한 제 1 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만 설명하기로 한다. 또한 복합 회절격자에서의 광속의 분할에 있어서는 도 9의 (a)를 참조하여 설명하기로 한다. 광디스크에서 반사하고, 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 5개의 분할선(55a∼55e)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되어 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다. 영역(57a 및 57c)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(66a와 66d)에, 영역(57b 및 57d)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(66b와 66c)에 각각 입사한다. 또한 띠형상 분할집합체(58a)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(68)와 수광 영역(69b)에, 띠형상 분할집합체(58b)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(67)와 수광 영역(70a)에, 띠형상 분할집합체(58c)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(67)와 수광 영역(70b)에, 띠형상 분할집합체(58d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(68)와 수광 영역(69a)에, 띠형상 분할집합체(58e)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(68)와 수광 영역(69b)에, 띠형상 분할집합체(58f)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(67)와 수광 영역(70a)에, 띠형상 분할집합체(58g)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(67)와 수광 영역(70b)에, 띠형상 분할집합체(58h)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(68)와 수광 영역(69a)에 각각 입사한다. 또 띠형상 분할집합체(59a 및 59c)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(67)와 수광 영역(70b)에, 띠형상 분할집합체(59b와 59d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(68)와 수광 영역(69b)에 각각 입사한다.
이와 같이 광속을 분할하면 영역분할선(55b와 55c) 사이의 광속이 기어의 톱니형상으로 공간적으로 균등하게 반으로 분할되고, 2개의 3분할 수광 소자(67과 68)에 그들이 균등하게 분배된다. 이것은 기어의 톱니형상 분할이 충분히 세밀하다면 이 광속 분할이 소위 진폭 분할과 동등이 되는 것을 의미하고, 그 경우 제 1 및 제 2 실시예와 같이 취급할 수 있다.
이 때 예를 들면 3분할 수광 소자(67)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 먼 곳에 초점을 맺고, 3분할 수광 소자(68)에 입사하는 광속은 그 수광 소자보다 복합 회절 소자에 가까운 곳에서 초점을 맺고, 또 광디스크가 대물렌즈의 합초점에 있을 때 3분할 수광 소자(67 및 68) 상에서의 광속의 그 수광 소자분할선에 직교하는 방향의 크기가 실질적으로 같아지도록, 각 띠형상 분할집합체(58a∼58h 및 59a∼59d) 내부의 회절격자 패턴에 렌즈의 굴절력을 갖게 하면, 대물렌즈의 합초점 어긋남에 따라 각 3분할 수광 소자상에서 광속의 크기가 각각 다른 크기로 변화하므로 다음의 수학식 44와 같은 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 44]
또 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 45에 의해 얻어진다.
[수학식 45]
푸시풀 신호(TE2)는 복합 회절소자의 영역 분할선(55a)의 좌측에 있는 띠형상 분할집합체(58a, 58b, 58e 및 58f)를 통과한 광속의 검출신호와, 분할선(55a)의 우측에 있는 띠형상 분합집합체(58c, 58d, 58g 및 58h)를 통과한 광속의 검출신호와의 차동검출에 의해 얻어지므로 다음의 수학식 46에 의해 연산된다.
[수학식 46]
이 때 푸시풀 신호 검출에 사용하는 영역 이외의 영역, 즉 복합 회절 소자의 영역 분할선(55d와 55e) 사이의 4개의 띠형상 분할집합체(59a∼59d) 중, 수광 영역(69b)에는 띠형상 분할집합체(59b와 59d)에서의 회절광속이, 수광 소자(70b)에는 띠형상 분할집합체(59a와 59c)에서의 회절광속이 각각 입사하고 있다. 그러나 띠형상 분할집합체의 띠형상 분할이 충분하게 세밀하면 소위 진폭분할과 동등하게 되므로, 영역 분할선(55d와 55e) 사이의 영역을 통과한 광속이 공간적으로 균등하게 2분할되어 수광 영역(69b와 70b)에 입사하게 되므로 상기 수학식 46의 차동 검출로 그들의 광속의 영향은 상쇄된다.
대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 47과 같이 된다.
[수학식 47]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
본 실시예의 신호 검출방식은 분할선(55d와 55e) 사이의 영역을 통과한 광속이 푸시풀 신호를 검출하는 수광 소자에 균등하게 입사되도록 복합 회절 소자의 회절각과 수광 소자 배치를 설정하고 있다. 이것은, 상술한 제 7 실시예와 같은 목적, 즉 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감할 목적을 제 7 실시예와는 다른 방법으로 실현한 것이다.
또한 본 구성에서 복합 회절 소자의 분할선(55b와 55c)의 간격을 V로 하였을 때 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하고, 또 분할선(55d와 55e)의 간격을 W로 하였을 때 상기 수학식 35를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 제 7 실시예와 마찬가지이다.
이상으로 도시한 본 실시예의 광학 헤드에 의하면 상술한 제 7 실시예와 같이 광디스크의 방사상 방향의 경사에 의해 발생하는 트래킹 에러신호의 오프셋을 저감하는 것이 가능하고, 또 영역 분할선(55a)의 좌우 영역에 회절격자의 피치가 조밀한 것과 거친 것의 두 가지의 띠형상 분할집합체를 형성하였기 때문에 복합 회절 소자의 제조과정에서 에칭조건 등의 편차가 있고, 회절격자 피치에 의존하여 회절효율이 변했을 때에도 푸시풀 신호를 검출하는 영역의 회절효율의 밸런스는 실질적으로 균등하게 되기 때문에 트래킹 신호의 밸런스 변화를 작게 할 수 있다.
( 제 11 실시예 )
도 11은 본 발명의 제 11 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도이다. 본 실시예는 제 9 및 제 10 실시예와 유사하므로 복합 회절 소자에 있어서는 도 9의 (a)를 참조하여 다른 점만 그 구성을 설명하기로 한다.
복합 회절 소자에 있어서, 도 9의 (a)에서의 분할선(55d와 55e) 사이의 4개의 띠형상 분할집합체의 내부에 형성된 회절격자에 의한 회절각이 상술한 제 10 실시예와 다르다. 이 회절각에서는 본 발명의 동작 설명에서 설명하기로 한다.
도 11에서 101은 발광 소자 및 수광 소자가 배치된 기판, 102a∼102d는 단체의 수광 소자, 103 및 104는 3분할 수광 소자, 105 및 106은 2분할 수광 소자, 103a∼103c, 104a∼104c, 105a∼105b 및 106a∼106b는 각각 3분할 또는 2분할의 수광 소자를 구성하는 각 수광 영역이다. 각 수광 소자 내부에 기입한 도형은 그곳에 입사하는 광속의 형상을 모식적으로 도시한다.
다음으로 이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작을 설명하기로 한다. 이 동작도 상술한 제 9 및 제 10 실시예와 공통점이 많으므로 다른 점만 설명하기로 한다. 광디스크에서 반사하고, 다시 복합 회절 소자에 입사한 광속은 5개의 분할선(55a∼55e)에 의해 분할된 각 영역에서 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 광속이 분할되고, 대응하는 각 수광 소자를 향하여 회절된다. 영역(57a 및 57c)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(102a와 l02d)에 영역(57b 및 57d)에서의 회절광은 예를 들면 수광 소자(102b와 102c)에 각각 입사한다. 또한 띠형상 분할집합체(58a)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(104)와 수광 영역(105b)에, 띠형상 분할집합체(58b)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(103)와 수광 영역(106a)에, 띠형상 분할집합체(58c)에서의 회절광은 예를 들면 3분할 수광 소자(103)와 수광 영역(106b)에, 띠형상 분할집합체(58d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(104)와 수광 영역(105a)에, 띠형상 분할집합체(58e)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(104)와 수광 영역(105b)에, 띠형상 분할집합체(58f)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(103)와 수광 영역(106a)에, 띠형상 분할집합체(58g)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(103)와 수광 영역(106b)에, 띠형상 분할집합체(58h)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(104)와 수광 영역(105a)에 각각 입사한다. 또 띠형상 분할집합체(59a)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(103)와 수광 영역(106a)에, 띠형상 분할집합체(59b)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(104)와 수광 영역(105a)에, 띠형상 분할집합체(59c)에서의 회절광은 3분할 수광 영역(103)과 수광 영역(106b)에, 띠형상 분할집합체(59d)에서의 회절광은 3분할 수광 소자(104)와 수광 영역(105b)에 각각 입사한다. 이 때 제 9 및 제 10 실시예와 같이 포커스 에러신호는 다음의 수학식 48의 연산에 의해 포커스 에러신호(FE)를 얻을 수 있다.
[수학식 48]
또 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 신호(TE1)는 이전과 마찬가지로, 다음의 수학식 49에 의해 얻어진다.
[수학식 49]
푸시풀 신호(TE2)는 복합 회절소자의 영역 분할선(55a)의 좌측에 있는 띠형상 분할집합체(58a, 58b, 58e 및 58f)를 통과한 광속의 검출신호와 분할선(55a)의 우측에 있는 띠형상 분합집합체(58c, 58d, 58g 및 58h)를 통과한 광속의 검출신호와의 차동검출에 의해 얻어지므로 다음의 수학식 50에 의해 연산한다.
[수학식 50]
이 때 푸시풀 신호 검출에 사용하는 영역 이외의 영역, 즉 복합 회절 소자의 영역 분할선(55d와 55e) 사이의 4개의 띠형상 분할집합체(59a∼59d) 중, 상기 수학식 50에서 양의 부호를 갖는 항인 수광 영역에 분할선(55a)의 양측에 위치하는 59a와 59d에서의 회절광이, 음의 부호를 갖는 항인 수광 영역에는 마찬가지로 분할선(55a)의 양측에 위치하는 59b와 59c에서의 회절광속이 각각 입사된다. 그러나 띠형상 분할집합체의 띠형상 분할이 충분하게 세밀하면 소위 진폭분할과 동등하게 되므로 영역 분할선(55d와 55e) 사이의 영역을 통과한 광속이 공간적으로 균등하게 2분할되어 상기 수학식 50에서의 양과 음의 부호를 갖는 항인 수광 영역에 균등하기 입사하게 되므로 상기 수학식 50의 차동 검출로 그들의 광속의 영향은 상쇄된다.
대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋이 보정된 트래킹 에러신호(TE)는 다음의 수학식 51과 같다.
[수학식 51]
여기에서 k는 보정계수이고, 상기 4개의 식에서 검출신호명을 수광 영역명으로 나타내었다.
본 실시예의 신호 검출방식은 분할선(55d와 55e) 사이의 영역을 통과한 광속이 푸시풀 신호를 검출하는 수광 소자에 균등하게 입사되도록 복합 회절 소자의 회절각과 수광 소자 배치를 설정하고 있는 점에서는 상술한 제 10 실시예와 마찬가지이지만, 수광 소자상의 광속의 형상을 정돈하고, 회절에 의한 확대가 있어도 3분할 수광 소자에 입사하는 각 광속이 같은 광량 분포를 갖도록 한 점을 특징으로 한다. 이에 따라 광 스포트의 트랙 횡단시에 광속이 변조를 받더라도 그 변조는 각 수광 영역에 균등하게 수광되므로 포커스 에러신호는 그 변조의 영향을 받기 어렵다.
또한 본 구성에 있어서 복합 회절 소자의 분할선(55b와 55c)의 간격을 V로 하였을 때, 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하고, 또 분할선(55d와 55e)의 간격을 W로 하였을 때 상기 수학식 35를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 제 7 실시예와 마찬가지다.
이상으로 도시한 본 실시예의 광학 헤드에 의하면 상술한 제 10 실시예가 갖는 효과에 덧붙여서 광 스포트의 트랙 횡단시의 변조성분의 혼입이 적은 포커스 에러신호를 얻을 수 있다.
( 제 12 실시예 )
도 12의 (a)는 본 발명의 제 12 실시예의 복합 회절 소자의 상면 개념도이다. 도 12의 (b)는 도 12의 (a)에서의 분할선(107d와 107e) 사이의 띠형상 분할집합체의 개념도이다. 본 실시예는 상술한 제 10 또는 제 11 실시예의 띠형상 분할집합체의 구성을 바꾼 것이므로 그 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 12의 (a)에서 107a로부터 107f는 복합 회절 소자의 영역 분할선이다. 본 복합 회절 소자는 도 9의 (a)와 공통점이 많으므로 도 12의 (a)에서 영역 분할선 이외에는 그 구성을 생략하고, 상술한 제 10 및 제 11 실시예와 다른 점인 분할선 107d와 107e 사이의 띠형상 분할집합체의 구성을 도 12의 (b)에 도시한다. 도 12의 (b)에서 107a, 107d, 107e 및 107f는 복합 회절 소자의 영역 분할선, l08a∼108d는 분할된 각 영역, 각 영역 내부의 해칭선은 회절격자의 방향을 개념적으로 도시한 것이다. 여기에서 영역(108a∼l08d)은 분할선(107d와 107e) 사이를 분할선(107a)에 평행한 복수의 띠형상 분할부로 분할하고, 또 그들의 띠형상 분할부를 분할선(107f)에 의해 반으로 분할하여 분할선(107f)의 상하의 띠형상 분할부의 나열이 하나씩 어긋나도록 정리한 4개의 띠형상 분할집합체이다.
또 본 발명의 제 4 분할선은 분할선(107f)에 대응하고, 또 본 발명의 제 5 및 제 6 분할선은 각각 분할선(107d, 107e)에 대응한다.
이상과 같이 구성된 광학 헤드의 동작은 상술한 제 10 및 제 11 실시예와 공통이기 때문에 생략하고, 분할선(107d와 107e) 사이의 띠형상 분할집합체와 상기 2개의 실시예의 띠형상 분할집합체와의 대응에 대해서만 설명하기로 한다.
예를 들면 영역(108a∼108d)을 각각 차례로 도 9의 (a)에서의 영역(59a∼59d)에 대응시킨다. 영역(108a∼108d)에서의 회절광은 상술한 제 10 또는 제 11 실시예가 대응하는 영역에서의 회절광과 같이 소정의 수광 소자에 입사하여 각 신호를 얻을 수 있다.
다음으로 분할선(107d와 107e)의 사이의 띠형상 분할집합체를 이상과 같은 구성으로 한 것에 의한 효과를 설명하기로 한다. 가령 띠형상 분할집합체의 각 띠형상 분할부를 실질적으로 진폭분할과 동등하게 되도록 충분히 세밀한 피치로 형성하면, 상술한 제 10 또는 제 11 실시예와 같은 띠형상 분할집합체이어도 하등 불량은 발생하지 않는다. 그런데 실제의 광학 헤드의 구성에서는 복합 회절 소자와 수광 소자의 거리를 작은 값으로 제한되는 일이 있고, 그 때문에 복합 회절 소자상의 광속직경이 작아져서 광속직경에 대하여 충분히 세밀한 띠형상 분할집합체로 하는 것이 어려운 경우가 있다. 도 13의 (a)는 제 10 실시예에서의 상기 수학식 46에 의해 상쇄되는 신호를 발생시키는 띠형상 분할집합체, 즉 영역(59a와 59c)의 합과, 영역(59b와 59d)의 합을 설명하는 개념도이다. 복합 회절 소자에 입사하는 광속의 광량분포는 일반적으로 균일하지 않고, 특히 분할선(55a)에 수직인 방향으로 큰 변화가 있다. 가령 도 13의 (a)의 개념도와 같은 눈이 거친 띠형상 분할집합체로 복합 회절 소자를 구성하면 분할선(55a)에 관한 광속의 광량분포의 비대칭성에 의해 그들의 띠형상 분할집합체를 통과하는 광량에 차가 생기고 상기 수학식 46에 의한 정밀도가 높은 상쇄를 할 수 없게 된다.
한편 본 실시예의 띠형상 분할집합체는 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 분할선(107a)에 수직인 방향에는 어느쪽도 빈틈없게 배치되어 있으므로 분할선(107a)에 관한 광속의 광량분포의 비대칭성의 영향은 받지 않는다. 또한 광디스크로부터의 반사광속은 분할선(107a)에 평행한 방향, 즉 트랙방향에는 거의 대칭이고 변화가 작은 광량분포를 갖기 때문에 분할선(107d와 107e) 사이의 띠형상 분할집합체의 신호는 상기 수학식 46에 의해 정밀도 높게 상쇄된다. 따라서 간격이 거친 띠형상 분할집합체로 구성된 복합 회절 소자이어도 제 10 및 제 11 실시예가 의도하는 트래킹 에러신호를 검출할 수 있다.
또한 본 구성에 있어서, 복합 회절 소자의 분할선(107b와 107c)의 간격을 V로 하였을 때 상기 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하고, 또 분할선(107d와 107e)의 간격을 W로 하였을 때 상기 수학식 35를 만족하는 것이 바람직한 것은 상술한 제 7 실시예와 마찬가지이다.
이상으로 도시한 본 실시예의 복합 회절 소자에 의하면 광학 헤드의 소형화에 의해 복합 회절 소자와 수광 소자의 거리가 작아져도 상술한 제 10 및 제 11 실시예의 광학 헤드가 갖는 원래의 성능 및 특징을 확보할 수 있다.
( 제 13 실시예 )
도 17은 본 발명의 제 13 실시예의 광학 헤드의 구성도이다. 본 실시예의 구성은 상술한 제 1 실시예와 유사하므로 다른 점만 설명하기로 한다. 도 17에서 71은 상술한 각 실시예에서의 본 발명의 복합 회절 소자, 72는 발광소자(4)와 수광 소자가 상술한 실시예에서의 본 발명과 같이 배치된 기판, 73은 금속 또는 수지 등의 강성을 갖는 재료로 형성된 부재이고, 복합 회절 소자(71)와 기판(72)은 부재(73)에 의해 일체로 고정되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 실시예의 광학 헤드의 동작은 상술한 각 실시예에 따르는 것이므로 생략하기로 한다.
본 실시예의 광학 헤드는 상술한 각 실시예의 광학 헤드의 특징에 덧붙여서 복합 회절 소자(71)와 발광 소자와, 수광 소자가 배치된 기판(72)이 일체로 되어 1개의 신호 검출 소자에 집적화된 것을 특징으로 한다. 따라서 본 실시예에 의하면 대물렌즈와 상기 1개의 신호 검출 소자의 2개의 광학부품으로 이루어지는 광학시스템에 의해 광학 헤드가 구성되기 때문에 조립 공정이 간단하고 광학 헤드의 소형화가 용이하게 실현된다.
또 이상에서 설명한 각 실시예에서는 복합 회절 소자의 각 영역과 그 회절광이 수광되는 수광 소자의 대응을 상술한 바와 같은 것으로 하였으나, 수광 소자의 배치와 복합 회절 소자의 각 영역 내부의 회절 격자 패턴이 단순한 치환에 의해 다른 대응의 조합이어도 같은 신호 검출이 가능한 것은 물론이다.
또한 2광속 간섭에 의한 간섭 해칭선의 생성을 예를 들면 제 1 광속과 제 2 광속과의 간섭으로 하면, 이 간섭 해칭선을 회절 격자 패턴으로서 갖는 회절소자는 제 1 광속과 같은 수속 또는 발산 상태의 광속이 입사했을 때에는 제 2 광속과 같은 방향으로 그것과 동일한 파면을 갖는 회절광속이 생긴다는 일반적인 원리가 알려져 있다.
따라서 이상의 각 실시예에서 그 복합 회절 소자의 각 영역 내부의 회절 격자 패턴을 발광 소자 위치 부근을 향하여 수속하는 구면파와, 소정의 위치를 향하여 수속하는 구면파의 2광속 간섭에 의해 회절격자가 형성되는 면상에 생기는 간섭 해칭선 패턴으로 함으로써 광선 수차가 적은 회절광속을 얻을 수 있다.
또는 이상의 각 실시예에서 그 복합 회절 소자의 각 영역 내부의 회절 격자 패턴을 발광 소자 위치 부근에서 발산하는 구면파와 소정의 위치로부터 발산하는 구면파의 2광속 간섭에 의해 회절격자가 형성되는 면상에 생기는 간섭 해칭선 패턴으로 함으로써 광선 수차가 적은 회절광속을 얻을 수 있다.
또한 이상 설명한 본 발명에 관한 광학 헤드와 그 광학 헤드로부터의 신호에 기초하여 제어를 행하는 제어회로와, 그 제어회로로부터의 제어신호에 의해 기구적 구동을 하는 구동부를 구비함으로써 보다 뛰어난 광디스크 장치 등의 정보기록·재생장치를 실현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 대물렌즈의 트래킹 방향의 이동이나, 정보 기록매체의 방사상 방향의 경사에 의해서 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋의 발생이 적고, 안정된 광학 헤드를 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구의 범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제 1 실시예의 광학 헤드의 구성도, (b)는 본 실시예의 복합 회절 소자의 개념을 설명하기 위한 평면도, (c)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 2의 (a)는 본 발명의 제 2 실시예의 광학 헤드의 구성도, (b)는 본 실시예의 복합 회절 소자의 개념을 설명하기 위한 평면도, (c)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 3의 (a)는 본 발명의 제 3 실시예의 복합 회절 소자를 설명하기 위한 평면도, (b)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 4는 본 발명의 제 4 실시예의 수광 소자 배치를 설명한 평면도
도 5의 (a)는 본 발명의 제 5 실시예의 복합 회절 소자를 설명하기 위한 평면도, (b)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 6은 본 발명의 제 6 실시예의 수광 소자 배치를 설명한 도면
도 7의 (a)는 본 발명의 제 7 실시예의 복합 회절 소자를 설명한 평면도, (b)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 8의 (a)는 본 발명의 제 8 실시예의 복합 회절 소자를 설명한 평면도, (b)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 9의 (a)는 본 발명의 제 9 실시예의 복합 회절 소자와 수광 소자 배치를 설명한 평면도, (b)는 본 실시예의 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 도시한 평면도
도 10은 본 발명의 제 10 실시예의 수광 소자 배치를 설명한 도면
도 11은 본 발명의 제 11 실시예의 수광 소자를 설명한 도면
도 12의 (a)는 본 발명의 제 12 실시예의 복합 회절 소자를 설명한 평면도, (b)는 도 12의 (a)에서의 분할선(107d)과 분할선(107e) 사이의 띠형상 분할집합체의 개념도
도 13의 (a)는 눈이 거친 띠형상 분할집합체로 복합 회절 소자를 구성한 경우의 개념도, (b)는 제 12 본 실시예에서의 분할선(107a)에 수직인 방향으로 빈틈없게 배치된 띠형상 분할집합체를 설명한 도면
도 14는 본 발명의 제 1 실시예의 광학 헤드의 개략 구성도
도 15는 본 발명의 제 1 실시예의 포커스 에러신호를 생성하는 개략 회로도
도 16은 본 발명의 제 1 실시예의 트래킹 에러신호를 생성하는 개략 회로도
도 17은 본 발명의 제 13 실시예의 광학 헤드의 구성도
도 18은 종래의 광학 헤드의 구성도
도 19의 (a)는 대물렌즈가 기준 위치에 있는 경우에서의 제 1 종래 기술의 수광 소자 분할 방법을 설명한 도면, (b)는 대물렌즈가 X방향의 ＋방향으로 이동한 경우에서의 제 1 종래 기술의 수광 소자 분할 방법을 설명한 도면
도 20의 (a)는 제 2 종래 기술의 수광 소자 분할 방법을 설명한 도면이고, 8분할된 수광 소자의 평면도, (b)는 도 20의 (a)에 도시된 수광 소자에 있어서, 광디스크가 방사상 방향으로 기울었을 때에 생기는 광속의 광량 분포를 모식적으로 도시한 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 80 : 광디스크 2, 78 : 대물렌즈
3, 13, 71 : 복합 회절 소자
3a∼3c, 13a∼13c, 21a∼21d, 29a∼29c, 38a∼38f, 47a∼47f, 55a∼55e : 복합 회절 소자의 영역분할선
4 : 발광 소자
5, 14, 22, 30, 39, 48, 56, 65, 72 : 발광 소자와 수광 소자가 배치된 기판
6a∼6f, 15a∼15f, 23a∼23h, 31a∼31d, 32a∼32d, 40a∼40h, 41a∼41b, 49a∼49h, 57a∼57d, 58a∼58g, 59a∼59d : 복합 회절 소자의 분할된 영역
7a∼7d, 16a∼16d, 24a∼24d, 33a∼33d, 42a∼42d, 50a∼50d, 60a∼60d, 66a∼66d : 수광 소자
8∼11, 17∼20, 34, 36, 44, 46, 61, 62, 67, 68 : 3분할 수광 소자
25∼28, 35, 37, 43, 45, 51∼54, 63, 64, 69, 70 : 2분할 수광 소자
12 : 복합 회절 소자상의 광속 외형
73 : 고정부재 74 : 광축
79 : 액추에이터 76, 77 : 하프미러
81 : 6분할 수광 소자
82a∼83f : 6분할 수광 소자의 수광 영역
83 : 차동 증폭기 84 : 6분할 수광 소자상의 광속 외형
85 : 8분할 수광 소자
86a∼86h : 8분할 수광 소자의 수광 영역
87 : 8분할 수광 소자상의 광속 외형
101 : 발광 소자와 수광 소자가 배치된 기판
102a∼102d : 수광 소자 103, 104 : 3분할 수광 소자
105, 106 : 2분할 수광 소자 107a∼107f : 복합 회절 소자의 분할선
108a∼108d : 복합 회절 소자의 분할된 영역

Claims (21)

  1. 발광 소자와,
    복수의 수광 소자와,
    상기 발광 소자로부터의 광을 정보 기록매체의 표면에 집광시키는 대물렌즈와,
    상기 발광 소자와 상기 대물렌즈 사이의 광로 중에 배치되고, 상기 정보 기록매체에 의해 반사된 광속을 공간적으로 복수의 광속으로 분할하여 상기 복수의 수광 소자로 유도하는 회절 소자와,
    포커스 에러신호와 트래킹 에러신호를 생성하는 신호 생성수단을 구비하며,
    상기 회절 소자는 상기 정보 기록매체의 정보 트랙 방향과 실질적으로 평행한 제 1 분할선과, 상기 제 1 분할선과 실질적으로 직교하는 제 2 및 제 3 분할선에 의해 분할된 6개의 영역을 구비하며,
    상기 신호 생성수단은, (1) 상기 6개의 영역 중 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에 배치된 2개의 영역을 통과하는 광속에 기인하는 상기 수광 소자로부터의 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호와 트래킹 신호를 생성하고, 또 (2) 상기 6개의 영역 중 상기 제 2 및 제 3 분할선의 외측에 배치된 4개의 영역을 통과하는 광속에 기인하는 상기 수광 소자로부터의 검출신호에 기초하여 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 오프셋을 보정하는 오프셋 보정신호를 생성하는 오프셋 보정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 2개의 영역의 각각은 회절 격자 패턴에 의해 형성되어 있고, 이들 2개의 영역을 통과한 광속은 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 4개의 광속으로 분할되며,
    상기 신호 생성수단은 이들 4개의 광속중 2개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 다른 2개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 2개의 영역의 각각은 회절 격자 패턴에 의해 형성되어 있고, 이들 2개의 영역을 통과한 광속은 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 4개의 광속으로 분할되며,
    상기 분할된 4개의 광속의 각각은 대응하는 수광 소자에 의해 수광되고, 그들 대응하는 4개의 수광 소자중 적어도 2개는 수광 영역이 3분할된 수광 소자이며,
    상기 4개의 수광 소자로 검출된 신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호 및 트래킹 에러신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  4. 발광 소자와,
    복수의 수광 소자와,
    상기 발광 소자로부터의 광을 정보 기록매체의 표면에 집광시키는 대물렌즈와,
    상기 발광 소자와 상기 대물렌즈 사이의 광로 중에 배치되고, 상기 정보 기록매체에 의해 반사된 광속을 공간적으로 복수의 광속으로 분할하여 상기 복수의 수광 소자로 유도하는 회절 소자와,
    포커스 에러신호와 트래킹 에러신호를 생성하는 신호 생성수단을 구비하며,
    상기 회절 소자는 상기 정보 기록매체의 정보 트랙의 방향과 실질적으로 평행한 제 1 분할선과, 상기 제 1 분할선과 실질적으로 직교하면서 상기 대물렌즈의 광축에 대하여 실질적으로 대칭인 제 2 및 제 3 분할선과, 상기 제 2 및 제 3 분할선과 평행하면서 등거리에 위치하는 제 4 분할선에 의해 분할된 8개의 영역을 구비하고,
    상기 신호 생성수단은 (1) 상기 8개의 영역 중 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에 배치된 4개의 영역을 통과함으로써 생성된 광속의 상기 수광 소자로부터의 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호와 트래킹 에러신호를 생성하고, 또 (2) 상기 8개의 영역 중 상기 제 2 및 제 3 분할선의 외측에 배치된 4개의 영역을 통과함으로써 생성된 광속의 상기 수광 소자로부터의 검출신호에 기초하여, 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정신호를 생성하고, 상기 트래킹 에러신호의 생성시에 상기 생성된 오프셋 보정신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 4개의 영역의 각각은 회절 격자 패턴에 의해 형성되어 있고, 이들 영역을 통과하는 광속은 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 8개의 광속으로 분할되며,
    상기 신호 생성수단은 이들 8개의 광속중 4개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 다른 4개의 광속을 수광한 상기 수광 소자에 의한 검출신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 4개의 영역을 통과함으로써 생성된 상기 8개의 광속의 각각은 대응하는 상기 수광 소자에 의해 수광되며, 그들 대응하는 8개의 수광 소자중 2개의 수광 소자는 각각의 수광 영역이 2분할된 제 1 및 제 2의 2분할 수광 소자이고, 다른 수광 소자는 제 3 내지 제 6의 수광 소자이며,
    상기 제 2 및 제 4 분할선 사이의 상기 2개의 영역을 통과한 광속은, ＋1차 및 -1차 회절광으로서 4개의 광속으로 분할되는 것과 함께 이들 4개중 2개의 광속이 상기 제 1의 2분할 수광 소자의 분할선상의 다른 위치에 입사하고, 다른 2개의 광속은 각각 상기 제 3 및 제 4 수광 소자에 입사하도록 상기 제 2 및 제 4 분할선 사이의 상기 2개의 영역 내부에 회절 격자 패턴이 형성되고,
    상기 제 3 및 제 4 분할선 사이의 상기 2개의 영역을 통과한 광속은 ＋1차 및 －1차 회절광으로서 4개의 광속으로 분할되는 것과 함께, 이들 4개 중 2개의 광속이 상기 제 2의 2분할 수광 소자의 분할선상의 다른 위치에 입사하고, 다른 2개의 광속은 각각 상기 제 5 및 제 6 수광 소자에 입사하도록 상기 제 3 및 제 4 분할선 사이의 상기 2개의 영역 내부에 회절 격자 패턴이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2의 2분할 수광 소자에서 검출된 신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 상기 제 3 내지 제 6의 4개의 수광 소자에서 검출된 신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 3 내지 제 6의 4개의 수광 소자는 그들과 등가인 수광 영역을 갖는 2개의 수광 소자로 치환되며,
    이들 2개의 수광 소자에 의해 수광된 신호의 차동 연산에 의해 푸시풀 신호가 검출되도록 상기 회절 소자의 제 2 및 제 3 분할선 사이의 4개의 영역 내부의 회절 격자 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 회절 소자의 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 4개의 영역에 추가하여, 상기 제 4 분할선에 관하여 대칭인 제 5 및 제 6 분할선과 상기 제 4 분할선에 의해 분할된 2개의 영역을 구비하며,
    상기 제 5 및 제 6 분할선 사이의 영역 내부의 회절 격자 패턴의 형성 및 상기 수광 소자의 배치는,
    상기 2개의 영역을 통과하여 생성된 복수의 광속이 상기 포커스 에러신호를 검출하는 수광 소자에는 수광되면서, 상기 트래킹 에러신호를 생성하기 위한 수광 소자에는 수광되지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 회절 소자의 상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 상기 4개의 영역에 추가하여, 상기 제 4 분할선에 관해서 대칭인 제 5 및 제 6 분할선과 상기 제 4 분할선에 의해 분할된 2개의 영역을 구비하며,
    상기 제 4 및 제 5 분할선 사이의 영역을 통과하여 생성된 광속과, 상기 제 4 및 제 6 분할선 사이의 영역을 통과하여 생성된 광속이 푸시풀 신호를 검출하는 쌍으로 되는 수광 소자에 각각 균등하게 수광되도록 상기 제 5 및 제 6 분할선 사이의 2개의 영역 내부의 회절 격자 패턴이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이의 2개의 영역은 각각 복수의 띠형상 분할부를 구비하며,
    상기 2개의 영역 중 (1) 한쪽의 영역에서 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 1 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지 띠형상 분할부의 집합을 제 2 띠형상 분할집합체로 하며, (2) 다른쪽 영역에서 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 3 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지의 띠형상 분할부의 집합을 제 4 띠형상 분할집합체로 하며,
    상기 복수의 수광 소자는 이들 제 1~제 4 띠형상 분할집합체에서의 회절광을 수광하는 제 1의 3분할 수광 소자와, 제 2의 3분할 수광 소자와, 제 3 내지 제 6의 수광 소자를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 4 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴은,
    (1) 상기 제 1 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 －1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되어 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되는 것과 함께,
    (2) (a) 상기 제 1 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속과, 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속이 상기 제 1의 3분할 수광 소자의 다른 위치에 입사하고, (b) 상기 제 1 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속 중 다른 쪽 광속은 상기 제 3 수광 소자에 입사하고, 또 (c) 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른 쪽 광속은 상기 제 4 수광 소자에 입사하도록 형성되어 있고,
    상기 제 2 및 제 3 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴은,
    (3) 상기 제 2 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되고, 상기 제 3 띠형상 분할집합체를 통과한 광속이 ＋1차 및 -1차 회절광으로서 2개의 광속으로 분할되는 것과 함께,
    (4) (a) 상기 제 2 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속과, 상기 제 4 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 한쪽의 광속이 상기 제 2의 3분할 수광 소자의 다른 위치에 입사하고, (b) 상기 제 2 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른쪽 광속은 상기 제 5 수광 소자에 입사하고, 또 (c) 상기 제 3 띠형상 분할집합체를 통과한 2개의 광속중 다른쪽 광속은 상기 제 6 수광 소자에 입사하도록 형성되어 있고,
    상기 제 1 및 제 2의 3분할 수광 소자에서 검출된 신호에 기초하여 상기 포커스 에러신호를 생성하고, 상기 제 3∼제 6의 수광 소자에서 검출된 신호에 기초하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하며,
    상기 회절 소자의 제 2 및 제 3 분할선의 외측의 4개의 영역의 회절광을 수광하고, 검출된 신호에 기초하여 상기 대물렌즈의 이동에 따라 생기는 트래킹 에러신호의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 l의 3분할 수광 소자의 다른 위치에 입사하는 각각의 광속은 3분할된 각 영역에 걸쳐 입사하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2의 3분할 수광 소자의 다른 위치에 입사하는 각각의 광속은 3분할된 각 영역에 걸쳐 입사하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에는 상기 띠형상 분할집합체를 분할하는 위치에 상기 쌍방의 분할선에 실질적으로 평행한 제 5 및 제 6 분할선에 끼워진 영역이 설치되어 있고,
    상기 제 5 및 제 6 분할선에 끼워진 영역은 복수의 띠형상 분할부를 갖고, 그들 복수의 띠형상 분할부 중 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 5 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지 띠형상 분할부의 집합을 제 6 띠형상 분할집합체로 하며,
    상기 제 5 및 제 6 띠형상 분할집합체를 통과하여 생성된 광속이 상기 포커스 에러신호를 검출하는 수광 소자에는 수광되면서 상기 트래킹 에러신호를 생성하기 위한 수광 소자에는 수광되지 않도록 상기 제 5 및 제 6 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴과 수광 소자가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 분할선 사이에는 상기 띠형상 분할집합체를 분할하는 위치에 상기 쌍방의 분할선에 실질적으로 평행한 제 5 및 제 6 분할선에 끼워진 2개의 영역이 설정되어 있고,
    상기 2개의 영역은 상기 제 1 분할선에 대하여 대칭이면서 그 2개의 영역은 각각 복수의 띠형상 분할부를 갖고,
    상기 2개의 영역 중 (1) 한쪽 영역에서 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 5 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지 띠형상 분할부의 집합을 제 6 띠형상 분할집합체로 하며, (2) 다른쪽 영역에서 하나 건너 배치된 띠형상 분할부의 집합을 제 7 띠형상 분할집합체로 하고, 나머지 띠형상 분할부의 집합을 제 8 띠형상 분할집합체로 하며,
    상기 제 5 내지 제 8 띠형상 분할집합체의 영역 내부의 회절 격자 패턴은,
    (1) 상기 제 5 띠형상 분할집합체를 통과하여 생성된 광속과, 상기 제 7 띠형상 분할집합체를 통과하여 생성된 광속이 푸시풀 신호를 검출하는 한쪽의 수광 소자에 수광되고, 또 (2) 상기 제 6 띠형상 분할집합체를 통과하여 생성된 광속과, 상기 제 8 띠형상 분할집합체를 통과하여 생성된 광속이 상기 푸시풀신호를 검출하는 다른쪽 수광 소자에 수광되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 5 및 제 6 분할선에 끼워진 영역이 상기 그들 쌍방의 분할선에 실질적으로 평행한 제 4 분할선에 의해 다시 2개의 영역으로 분할되어 있고, 상기 2분할된 한쪽 영역에서의 띠형상 분할부의 나열과 다른쪽 영역에서의 띠형상 분할부의 나열이 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  16. 제 1항, 제 2 항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 소자에서의 광속 분할은,통과하는 광속의 지름을 D, 상기 정보 기록매체측의 대물렌즈의 개구수를 NA, 파장을 λ, 정보 트랙의 피치를 d, 제 2 및 제 3 분할선의 간격을 V로 하였을 때, 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  17. 제 8항, 제 9항, 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 소자에서의 광속 분할은, 상기 제 5 및 제 6 분할선의 간격을 W, 상기 대물렌즈의 정보매체측의 개구수를 NA, 파장을 λ, 정보 트랙의 피치를 d, 회절 소자상에서의 광속지름을 D로 하면, 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  18. 제 1항, 제 2항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 복수의 수광 소자가 동일 기판상에 배치되고,
    상기 회절 소자는 상기 기판으로부터 미리 정해진 간격을 두고 상기 기판과 일체로 되어 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  19. 제 1항, 제 2항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 소자의 각 영역 내부에 형성된 상기 회절 격자 패턴은 상기 발광 소자부근을 향하여 수속(收束)하는 구면파와, 미리 정해진(predetermined) 위치를 향하여 수속하는 구면파가 간섭하여, 회절격자가 형성되어 있는 면상에 생기는 간섭무늬 패턴인 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  20. 제 1항, 제 2항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 소자의 각 영역 내부에 형성된 상기 회절 격자 패턴은 상기 발광 소자 부근에서 발산하는 구면파와, 미리 정해진 위치로부터 발산하는 구면파가 간섭하여 회절 격자가 형성되어 있는 면상에 생기는 간섭무늬 패턴인 것을 특징으로 하는 광학 헤드.
  21. 제 1항, 제 2항 내지 제 15항 중 어느 한 항 기재의 광학 헤드와,
    상기 광학 헤드로부터의 신호에 기초하여 제어를 행하는 제어회로와,
    상기 제어회로로부터의 제어신호에 의해 기구적 구동을 행하는 구동부를 구비한 것을 특징으로 하는 정보기록 재생장치.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304530B1 (en) * 1999-06-07 2001-10-16 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Optical data reproduction apparatus
US6909687B2 (en) * 2000-03-29 2005-06-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup with a diffraction element consist of six regions providing spatial variation corresponding to a focas state
JP3456579B2 (ja) * 2000-04-20 2003-10-14 日本電気株式会社 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置
US6822934B2 (en) * 2000-06-21 2004-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disc apparatus for finding a tracking error for an optical disk
JP3998895B2 (ja) * 2000-08-04 2007-10-31 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置及びチルト量検出方法
JP2002163830A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Toshiba Corp 光学的収差を利用した光情報処理システムおよび厚みムラのある透明層で保護された記録層を持つ情報媒体
JP3657259B2 (ja) * 2001-01-30 2005-06-08 松下電器産業株式会社 可変形ミラー、および当該可変形ミラーを備えた情報装置
KR100403622B1 (ko) * 2001-04-12 2003-10-30 삼성전자주식회사 광픽업장치 및 광스폿의 최적 포커싱 방법
JP2002358677A (ja) * 2001-05-28 2002-12-13 Hitachi Ltd 光ヘッド及び光ディスク装置
JP4106208B2 (ja) * 2001-10-04 2008-06-25 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
DE60235263D1 (de) * 2002-01-29 2010-03-18 Panasonic Corp Formvariabler spiegel und lichtsteuereinrichtung mit dem formvariablen spiegel
JP2004281026A (ja) * 2002-08-23 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップヘッド装置及び光情報装置及び光情報再生方法
WO2004038708A1 (ja) * 2002-10-10 2004-05-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光学ヘッドおよび光ディスク装置
JP4435691B2 (ja) 2002-11-06 2010-03-24 パナソニック株式会社 変位検出機能を備えたマイクロアクチュエータ、および当該マイクロアクチュエータを備えた可変形ミラー
JP2005011478A (ja) * 2003-04-24 2005-01-13 Ricoh Co Ltd 回折格子とその作製方法及び複製方法並びにその回折格子を用いた光ヘッド装置及び光ディスクドライブ装置
JP4142532B2 (ja) * 2003-09-02 2008-09-03 シャープ株式会社 光学式速度計、変位情報測定装置および搬送処理装置
EP1607952A3 (en) * 2004-06-14 2006-10-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head, optical information apparatus, and optical-information reproducing method
US8107346B2 (en) * 2005-04-27 2012-01-31 Panasonic Corporation Optical head device and optical information processing device
JP2007080466A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Toshiba Corp 光ヘッド装置及び光ディスク装置
JP2008016066A (ja) * 2006-06-30 2008-01-24 Toshiba Corp ホログラフィック回折素子及びホログラフィック回折素子を用いた光ピックアップ装置
KR100771234B1 (ko) * 2006-08-09 2007-10-29 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 광픽업 장치 및 상기 광픽업 장치를 채용한 광기록/재생시스템
US7567495B2 (en) * 2006-10-18 2009-07-28 Hitachi Media Electronics Co., Ltd. Optical pickup apparatus and optical disc apparatus using same
JP4951538B2 (ja) 2008-01-21 2012-06-13 株式会社日立メディアエレクトロニクス 光ピックアップ装置および光ディスク装置
JP2009176378A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光ヘッド及びそれを備える装置
JP4805292B2 (ja) * 2008-02-08 2011-11-02 シャープ株式会社 光ピックアップ装置、再生装置、記録装置およびトラッキングエラー信号生成方法
JP5255961B2 (ja) * 2008-09-05 2013-08-07 株式会社日立メディアエレクトロニクス 光ピックアップ装置および光ディスク装置
JP5190325B2 (ja) * 2008-10-17 2013-04-24 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
JP2011023054A (ja) * 2009-07-14 2011-02-03 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光ピックアップ及び光情報記録再生装置
JP6461351B2 (ja) 2015-08-07 2019-01-30 三菱電機株式会社 光検出装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930016964A (ko) * 1992-01-28 1993-08-30 쯔지 하루오 광 정보 기록 및 재생장치
JPH08306057A (ja) * 1995-05-11 1996-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッド
WO1997015923A1 (en) * 1995-10-27 1997-05-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8802689A (nl) 1988-11-03 1990-06-01 Koninkl Philips Electronics Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een stralingsreflekterend oppervlak.
DE4024828A1 (de) * 1990-08-04 1992-02-06 Hoechst Ag Verfahren zur abtrennung von vinylphosponsaeure aus rohgemischen
JP2865223B2 (ja) * 1990-12-28 1999-03-08 松下電子工業株式会社 光ピックアップ用偏光板および光ピックアップ装置
JP3258363B2 (ja) * 1992-03-26 2002-02-18 パイオニア株式会社 トラッキングエラー検出装置
JPH07129980A (ja) * 1993-11-08 1995-05-19 Olympus Optical Co Ltd 光ピックアップ
US5663940A (en) * 1993-11-19 1997-09-02 Sony Corporation Optical pickup apparatus including hologram element
JP3265816B2 (ja) 1994-04-14 2002-03-18 ダイキン工業株式会社 圧縮機
JP3093664B2 (ja) * 1996-11-14 2000-10-03 日本電気株式会社 フォーカス誤差検出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930016964A (ko) * 1992-01-28 1993-08-30 쯔지 하루오 광 정보 기록 및 재생장치
JPH08306057A (ja) * 1995-05-11 1996-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッド
WO1997015923A1 (en) * 1995-10-27 1997-05-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head

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Publication number Publication date
KR19990007478A (ko) 1999-01-25
US6185167B1 (en) 2001-02-06

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