KR20010102340A - 내부에 이동 가능형 소자의 위치를 검출하는 검출계를포함한 광학 주사장치 - Google Patents

Abstract

주사 스폿(23)에 의해 트랙 구조(5)를 갖는 정보 평면(3)을 주사하는 광학장치에 있어서, 이 광학장치는, 트랙 방향(t)에 수직하는 주사 스폿의 급속 이동을 위한 선회축으로 회전 가능한 거울(17)을 구비하고, 이 거울의 각도 위치는 주사 빔(15)의 경로에 배치되고, 그 주사 빔의 일부를 2개의 검출 소자(56, 57)를 갖는 위치 검출기(55)로 반사시키는 약반사 소자(70)에 의해 결정된다. 주사 빔에 경사진 소자(70)의 반사 표면을 배치하여, 위치 검출기(55)는 광학장치의 정보 검출기(34)와 같은 평면에 배치될 수 있다.

Description

내부에 이동 가능형 소자의 위치를 검출하는 검출계를 포함한 광학 주사장치{OPTICAL SCANNING UNIT COMPRISING A DETECTION SYSTEM FOR DETECTING THE POSITION OF A MOVABLE ELEMENT WITHIN THE UNIT}

본 발명은, 광학적으로 판독 가능하고 트랙 방향으로 배열된 구조를 갖는 정보 평면을 주사하는 광학장치에 관한 것으로, 이 장치는, 방사빔을 공급하는 방사원, 그 방사빔을 그 정보 평면의 주사 스폿에 초점을 맞추는 대물계, 그 주사 스폿을 트랙 방향에 대해 횡으로 이동시키기 위해 방사원과 대물계 사이에 배열된 조정 가능형 소자, 그 정보 평면으로부터의 방사빔을 전기신호로 변환하는 방사 감지(radiation-sensitive) 검출계 및 그 조정 가능형 소자의 위치를 결정하는 위치 검출계를 포함한다.

이러한 형태의 광학장치는, 주지의 CD 또는 CD-ROM 재생기 및 방사빔을 광학 기록매체의 정보 평면으로 및 기록매체로부터 방사 감지 검출계로 안내하는 이들 재생기의 원리에 의거한 광학 재생기와 같은 광 디스크 재생기에 사용될 수 있다. 이 기록매체가 오디오 프로그램 또는 비디오 프로그램과 같은 사용자 정보로 구성될 경우, 방사원으로부터의 방사빔은 비변조된 빔이고, 이 빔은 정보 평면의 정보 구조에 의해 변조된다. 기록매체로부터의 변조된 빔은, 방사 감지 검출계에 의해, 판독될 정보를 나타내는 전기신호로 변환된다. 기록매체가 빈 기록매체일 경우, 방사원으로부터의 빔은 기록하려는 정보로 변조되고, 그 방사 감지 검출계는 서보 신호를 검색하기 위해서만 사용된다.

디스크계의 가장 큰 이점 중의 하나는, 기록된 정보가 랜덤 액세스가 가능하다는 것이다. 주사 스폿은, 방사형 방향, 즉 트랙방향에 대해 횡방향으로 서로에 대해 광학장치와 디스크를 이동시켜 각 임의의 트랙에 위치 조정될 수 있다. 광학 장치의 무게가 작기 때문에, 그에 따른 이동은 상대적으로 빠른 속도로 수행될 수 있다. 광 디스크의 새로운 응용을 위해, 액세스 시간을 더 단축시키는 것이 필요해진다. 대물계에 의해 형성된 스폿이 트랙 방향에 대해 횡으로 변위되도록 대물계의 구경 상에 빔을 편향시키는, 예를 들면 거울과 같은 이동 가능형 소자를 삽입하여 보다 빠른 액세스를 구현하는 것이 이미 제안되었다. 그래서, 대물계가 스폿의 지름에 비해서 상대적으로 큰 화상 필드를 갖는다는 사실을 이용하여서, 그 스폿은 이 필드 내부에서 적합한 스폿을 이동하는 경우에 양호한 품질을 갖는다. 스폿의 빠른 방사형 이동 동안에, 높은 스폿 품질을 유지하기 위해서, 즉 방사빔의 축을 대물계 중심에 밀접하게 하기 위해서, 대물계도 변위되지만, 거울보다 작은 비율로 변위된다. 대물계의 변위는 거울에 의한 빔의 편향에 관련되므로, 광학장치는 거울의 각도 위치를 결정하는 위치 검출계를 포함해야 한다.

이러한 위치 검출계를 포함하는 광학 판독/기록장치는, 그 자체로서 예를 들면, 미국특허 4,423,496에 공지되어 있다. 이 특허는, 주사 스폿의 중심을 주사하려고 하는 트랙의 중심선에 유지하기 위한 트랙킹 서보계의 개선에 관한 것이다. 주사 위치 교정에 필요한 트랙킹 오차 신호는, 정보 트랙 구조에 대해 서로 다른방사 방향 위치를 갖는 2개의 검출소자 위에 정보 평면으로부터의 방사빔을 투사하고, 이들 검출소자의 출력신호를 감산하여서 얻어진다. 이 트랙킹 오차신호는, 선회축으로 회전 가능한(pivotable) 거울의 구동부에 공급된다. 이 거울은, 방사빔을 편향시켜 주사하려고 하는 트랙의 중심선에 스폿의 중심을 미세 위치 조정을 한다. 그러나, 거울의 이동으로 위치 검출 소자에 관한 방사 강도 분포의 변화가 생기고, 이 변화는 주사하려고 하는 트랙에 대해 스폿의 위치와 관계없다. 따라서, 트랙킹 오차 신호는, 거울의 각도 위치에 의존한다. 이 의존성을 제거하기 위해서, 위치 검출계는, 거울의 각도 위치를 결정하는데 사용되고, 이 검출계의 출력신호는 트랙킹 오차신호와 합성되어 트랙킹 오차신호를 교정하고 이 신호는 거울 위치와 관계없게 된다. 미국특허 4,423,496에 기재된 거울 위치 검출계는, 거울의 후면측에서 반사된 분리 위치 감지 빔 및 그 후면측에 배치된 2개의 검출소자, 또는 선회 축으로 회전 가능한(pivotable) 거울에 의해 전송된 방사빔의 부분, 또는 거울의 전면에 의해 반사된 방사빔의 부분을 사용한다. 이 거울 위치 검출계의 모든 실시예에서는, 위치 검출 소자가 방사 감지 검출계의 평면과 다른 평면에 배치되어 있다.

본 발명의 목적은, 이동 가능형 소자의 이동 범위가 최대이고, 위치 검출계로부터의 신호가 전용 및 양호한 위치 검출계의 수단에 의해 적어도 대물계의 이동을 제어하는데 사용되는 급속 액세스(fast-access) 광학장치를 제공하는데 있다.

이 광학장치는, 위치 검출계가, 적어도 2개의 검출소자를 포함한 방사 감지 위치 검출기를 향하여 방사 감지 빔으로서 방사빔의 일부를 반사하기 위한 조정 가능형 소자와 대물계 사이에 방사빔의 경로에 배치된 약반사 소자(weaklyreflecting element)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 위치 검출계의 기능뿐만 아니라 구성도 미국특허 4,423,496에 기재된 것과 다르다.

바람직하게는, 광학장치는, 약반사 소자의 반사 평면에 대해 법선이, 작은 각도에서 대물계의 광축까지 연장하는 것을 특징으로 한다.

이 측정에 의해, 위치 감지 빔은, 방사빔과 공간적으로 분리되어 있다.

더욱 바람직하게는, 검출계는, 위치 검출기가 방사 감지 검출계와 같은 평면에 배치된 것을 특징으로 한다.

그래서, 위치 검출기와 검출계는, 광학장치의 소자 수와 배치 문제를 감소시키도록 하나의 소자에 집적되어도 된다.

광학장치의 제 1 실시예는, 반사 소자는 약반사 평판으로, 작은 각도에서 그 판 표면에 대해 법선이 대물계의 광축까지 연장하는 것을 특징으로 한다.

광학장치의 제 2 실시예는, 반사 소자가, 작은 웨지(wedge) 각도를 갖는 약반사 웨지인 것을 특징으로 한다.

광학장치의 제 3 실시예는, 이동 가능형 소자와 대물계 사이에 배치된 λ/4 판을 포함하고, 약반사 소자가 λ/4 판의 도포되지 않은 표면으로 구성되고, 그 표면이 대물계에 대향한 것을 특징으로 한다.

이때의 λ/4 판은, 방사원으로부터 전달된 방사빔이, 방사가 방사원 뒤로 연결되는 것을 막거나, 편광 빔 스플리터와 조합하여 정보 평면에 의해 반사된 빔을 기록매체로의 방사빔으로부터 분리하여 선형적으로 편광되는 경우 광학장치에 사용되어도 된다.

λ/4 판을 약반사 소자로서 사용하여, 광학장치의 소자 수가 최소로 감소된다. 도포되지 않은 표면은 4%차수의 반사를 갖고 위치 감지 빔이 낮은 강도만을 가질 필요가 있다는 사실을 최적으로 이용한다. 또한, 그것은 약반사 소자의 표면 중 하나가 도포되지 않은 경우 이전의 실시예를 만족시키므로, 이 소자는 빔 분리층을 가질 필요가 없다.

또한, 상기 실시예는, 이동 가능형 소자가 평면 거울인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 광학 기록매체의 정보층으로부터 정보를 판독 및/또는 그 정보층에 정보를 기록하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는, 기록매체용 지지수단, 정보층의 주사 스폿에 초점이 맞춰진 주사 빔을 공급하기 위한 광학장치 및 서로에 관련된 기록매체와 광학장치를 이동시키는 수단을 포함한다. 이 장치는, 그 광학장치가 상술한 것과 같은 유니트인 것을 특징으로 한다.

본 발명을 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시예에 의해 설명하겠다. 도면에 있어서,

도 1은 광학 기록매체 판독장치의 단면이고,

도 2는 본 발명의 거울 위치 검출방법의 원리를 나타내고,

도 3은 본 발명이 실행된 경우 광학장치의 제 1 실시예를 나타내고,

도 4는 상기 광학장치의 제 2 실시예를 나타내며,

도 5는 상기 광학장치에 사용될 수 있는 방사 감지 검출계의 평면도이다.

도 1은 방사 단면에서 둥근 디스크형 기록매체(1)의 일부를 나타낸 것이다. 이 기록매체는, 투명층(2)을 포함하고, 이 층의 일 측면은 정보층(3)이 형성되어 있다. 이 정보층은, 보호층(4)에 의해 환경적인 영향에 대해 보호된다. 광학장치(10)에 대향하는 투명층의 측면(5)은, 입사 평면이라 칭한다. 투명층(2)은, 정보층용 기계적 지지체를 포함한다. 또한, 투명층만이 정보층을 위한 보호층으로서의 역할을 하는 것이 가능하다. 그 정보층용 기계적 지지체는, 정보층의 타측에 그 이상의 층, 예를 들면 보호층(4)에 의해 또는, 2개의 정보층을 갖는 기록매체의 경우 정보층(3)에 대해 배치된 제 2 정보층과 투명층에 의해 구성되어도 된다. 정보는, 거의 평행한 동심형 또는 나선형 트랙(5)에 배치된 광학적으로 검출 가능한 영역 형태의 정보층에 기록되어도 된다. 도 1에서, 이들 트랙은, 도면의 평면에 수직한 방향으로 연장한다. 이들 영역은, 임의의 광학적으로 검출 가능한 형태이어도 된다. 예를 들면, 이들 영역은, 정보층에 있는 피트들 또는 그들의 주변과 다른 반사 계수 또는 자화 방향을 갖는 영역, 또는 이들 형태의 조합이어도 된다.

광학장치(10)는, 예를 들면 주사 빔인 발산 빔(12)을 방출하는 레이저 다이오드와 같은 방사원(11)을 포함한다. 시준 렌즈(14)는, 이 빔을 평행 빔(15)으로 변환한다. 이 빔은, 반사 거울(17)에 입사되어, 그 빔(15)이 대물계(20)로 반사한다. 대물계는, 그 평행 빔(15)을 수속 빔(21)으로 변환하여 이 빔을 정보층의 주사 스폿인 방사 스폿(23)에 초점을 맞춘다. 도 1에서, 대물계는, 하나 또는 2개의 비구면 표면(들)을 갖는 단일 렌즈소자로 나타내었다. 또한, 대물계는, 수 개의 렌즈소자 또는 홀로그램을 포함하여도 된다.

정보를 판독 또는 기록하는 동안에, 기록매체는, 모터(36)에 의해 구동된 샤프트(35)에 의해 회전되어 하나의 정보 트랙(5)이 주사된다. 방사 방향 r로 서로에 관련하여 주사 스폿(23)과 기록매체를 이동시킴으로써, 모든 동심형 트랙 또는 전체 나선형 트랙이 주사될 수 있다. 그 후의 이동은, 광학장치 또는 방사 방향으로 이동 가능한 슬레지(sledge)의 적어도 대물계를 포함하는 광학장치의 일부를 실장하여서 실현될 수 있다. 기록 정보가 판독되고 있을 경우, 정보층(3)에 의해 반사된 수속 빔(21)의 방사는, 연속적인 정보 영역에 기록된 정보로 변조된다. 이 반사된 정보는, 수속 빔(21)의 경로를 따라 복귀하는 반사 빔(24)을 형성한다. 대물계는, 이 빔을 거울(17)에 의해 반사된 시준 빔(25)으로 변환한다. 빔 분리기(27), 예를 들면 반투명 거울 또는 프리즘은, 진행중인 빔(15)과 복귀하는 빔(25)의 방사 경로에 배치된다. 이 소자는, 빔(15) 방사 중 일부를 기록매체에 전송하고 그 반사된 빔의 일부를 방사 감지 검출계(34)를 향하여 반사한다. 그 소자(27)에 의해 반사된 빔(28)은, 포지티브 렌즈(30)를 통과하고, 이 빔은 수속 빔(31)으로 변환하여 그 빔(31)이 검출계(32)의 평면에 있는 검출 스폿(32)에 초점을 맞춘다. 이 검출계는, 그 빔(31)의 방사를 전기신호로 변환한다. 이들 신호 중의 하나는, 정보신호 Si로, 정보층(3)으로부터 판독된 정보를 나타낸다. 또 다른 신호는, 정보층(3)에 대해 초점(23)의 가능한 축 편차를 나타낸 초점 오차 신호 Sf이다. 수 개의 방법으로 발생되고 그 자체가 공지된 초점 오차 신호는, 초점 제어회로(38)용 입력신호로서 사용된다. 이 회로는, 초점의 위치가 정보층(3)의 평면과 일치하도록 도 1에 도시되지 않은 축 엑츄에이터를 구동한다. 검출계(34)에 의해 공급된 그 이상의 신호는, 트랙킹 오차 신호 Sr로, 주사하려고 하는 트랙의 중심선으로부터의 주사 스폿(23) 중심의 가능한 편차를 나타낸다. 또한, 수 개의 방법으로 발생되고 그 자체가 공지되어 있는 이 트랙킹 오차 신호는, 트랙 제어회로(4)용 입력신호로서 사용된다. 이 회로는, 전체 광학장치(10) 또는 방사 방향으로 대물계만, 또는 화살표(18) 방향으로 거울(17)을 선회시키기 위한 액츄에이터를 이동시키는 액츄에이터인 방사형 액츄에이터(42)를 구동한다.

정보가 정보층에 기록되고 있을 경우, 방사원(11)으로부터의 빔(12)은, 기록하려는 정보로 변조된다. 이 변조는, 별도의 변조기, 예를 들면 이 빔의 경로에 배치되고 기록하려는 정보에 의해 제어된 음향 광학 변조기에 의해 수행된다. 또한, 이 변조는, 방사원에 기록하려고 하는 정보를 직접 공급하여 실현될 수 있다. 또한, 정보가 기록되고 있을 경우, 방사 감지 검출계(34)는, 초점 오차신호와 트랙킹 오차신호를 공급할 수 있다. 그래서, 정보층으로부터 판독된 정보신호는, 예를 들면, 적합한 정보 기록 동안에 사용된 어드레스 등의 기록매체에 미리 기록된 데이터에 대한 정보를 포함하여도 된다.

정보층에 있는 임의의 위치로부터 정보를 판독 또는 그 위치에 정보를 기록하기 위해서, 이 장치는, 그러한 위치로의 급속 액세스를 제공한다. 이는, 급속 액세스 또는 짧은 액세스 타임에 대한 필요성은, 기록매체의 정보 내용이 증가하는 경우 훨씬 더 명백해진다. 시작 위치와 필요한 트랙 사이의 거리가 비교적 클 경우, 주사 스폿은 광학장치를 변위시켜서 이 트랙의 영역으로 이동될 수 있다. 광학장치 내부에 있는 이동 가능형 소자는, 주사 스폿을 필요한 트랙 위에 위치 조정하는데 사용될 수 있다. 이 소자는, 선회축으로 회전 가능한 거울(17)로 구성되어도 된다. 이 거울은, 낮은 매스(mass)를 갖고 신속하게 이동될 수 있다. 시작 위치와 필요한 트랙 사이의 거리가 작을 경우, 주사 스폿은 거울을 선회시키는 것만으로써 이 거리를 통해 이동될 수 있다. 이 거울을 선회시키므로써, 빔(15)의 방향이 변한다. 이 방향의 변화는, 대물계에 의해서 방사 방향으로 주사 스폿의 선형 변위로 변형된다. 그래서, 대물계의 화상 필드는, 특정 범위를 갖는다는 사실을 이용한다. 빔(15)을 편향시킬 때 필요한 회절 제한된 주사 스폿의 품질을 유지하기 위해서, 편향 빔이 대물계에 입사하는 위치는, 대물계 축으로부터 매우 많이 편향하지 않아야 한다. 이 요구 조건을 만족시키기 위해서, 대물계의 방사 위치는, 거울(17)의 제어 대역보다 낮은 제어 대역을 갖는 그 이상의 제어회로에 의해 제어될 수 있어서, 대물계는 스폿 이동 기능을 갖는다. 그래서, 선회축으로 회전 가능한 거울(17)은, 비교적 고속에서 작은 이동을 구현하는데 사용되는 반면에, 보다 낮은 속도에서의 스폿의 보다 큰 이동은 대물계를 변위시켜서 실현된다. 그리고, 그 거울(17)은, 단지 그 중간 위치 둘레의 작은 범위 사이를 회전하는데 필요할 뿐이다.

대물계(20)의 변위는, 그 거울(17)에 의한 편향에 의존한다. 이 거울의 편향각이 특정 값에 이를 경우, 대물계는, 거울에 의해 이동되는 스폿을 통한 거리와 같거나 그 거리보다 큰 거리를 통해 스폿(23)을 이동시키는 구성으로 변위되고, 이와 동시에, 그 거울은 중간 위치 또는 더 뒤쪽으로 리셋된다. 이를 실현하기 위해서, 거울의 각도 위치가 결정되어야 한다.

도 2는 본 발명의 거울 위치 검출계의 원리를 나타낸 것이다. 이 도면에는, 검출계에 관련되는 소자들만이 도시되어 있다. 명백함을 위해, 선회축으로 회전 가능한 거울(17)에 입사되고 이 거울에 의해 반사된 빔의 주요 광선만이 도시되어 있다. 약반사 소자(50)는, 거울에 의해 반사된 빔의 경로에 배치되어 있다. 이 소자는, 방사 감지 위치 검출기(55)를 향하는 감지 빔(51)으로서 그 빔(15)의 방사 중 예를 들면 10%미만인 보다 작은 부분만을 반사시킨다. 이 검출기는, 슬릿(58)에 의해 분리된 적어도 2개의 분리 검출 소자(56, 57)를 구비한다. 렌즈계(52)는, 검출기(55)의 평면에 있어서 감지 빔(51)을 검출기 스폿(59)에 초점을 맞추기 위해서 약반사 소자(50)와 검출기(55) 사이에 배치된다. 더 쉽게 이해하도록, 이 평면은 그 계의 다른 소자들에 대해 90°까지 회전된다. 검출 소자(56, 57)의 출력신호는, 차동 증폭기(62)의 입력 포트에 공급된다. 차동 증폭기의 출력신호 Sm은, 거울(17)의 각도 위치의 측정값이다. 이 신호는, 대물계용 구동회로에 공급된다.

이 검출계는, 거울(17)이 중간 위치 내에 있고 그 빔(15)이 명목상의 방향을 가질 경우 검출기 스폿(59)의 중심이 검출 소자 56과 57 사이의 중간에 위치되는 구성으로 설계되어 있다. 그래서, 이들 소자는, 같은 방사량을 수신하므로 그들의 출력신호는 같고, 그 출력신호 Sm은 제로이다. 거울이 선회될 경우, 검출기 스폿은 양쪽 화살표(60)를 따라 위치 검출기(55)의 평면에서 이동한다. 거울(17)이 왼쪽으로 회전될 경우, 이 거울에 의해 반사된 빔은 주 광선(15')으로 나타낸 것처럼 왼쪽으로 편향된다. 그래서, 감지 빔은, 주 광선(51')으로 나타낸 것처럼 아래쪽으로편향되고, 그 검출기 스폿은 아래쪽으로, 예를 들면 위치 59'로 이동한다. 그리고, 검출 소자 56은, 검출 소자 57보다 방사를 덜 수신하고 그 신호 Sm은 네가티브 값을 갖는다. 거울(17)이 오른쪽으로 회전될 경우, 이 거울에 의해 편향된 빔은, 주 광선 51"으로 나타낸 것처럼 오른쪽으로 편향된다. 그리고, 이 감지 빔은, 주 광선 51"로 나타낸 것처럼 위쪽으로 편향되고, 검출기 스폿은 위쪽으로, 예를 들면 위치 59"로 이동한다. 그리고, 검출 소자 56은, 검출 소자 57보다 더 많은 방사를 수신하고, 신호 Sm은 포지티브 값을 갖는다. 이러한 구성으로 선회하는 거울(17)을 통한 각도의 값과 부호가 결정될 수 있다. 도 2에 도시된 경우는, 주 광선 15' 및 15"의 선들이 거울(17)에 의해 주사 빔을 나눈 포지티브 및 네가티브 방향으로 최대 편향 양에 대응하고, 스폿 59' 및 59"이 최대 편향과 연관된 스폿에 대응한 경우의 실제적인 실시예를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 거울 각도 위치 검출계를 갖는 광학장치의 제 1 실시예의 일부를 나타낸 것이다. 약반사 소자는, 주사 빔(15)의 방사를 실질적으로 전송하고 감지 빔(51)으로서 이 방사의 작은 부분만을 반사시키는 소자(70)로 구성된다. 명백함을 위해, 감지 빔의 주 광선만이 도시되어 있다. 이 감지 빔은, 감지 빔 25, 28, 31로서 같은 방법으로 및 같은 소자 17 및 27에 의해 방사 감지 검출계(32)의 평면으로 향하게 되고, 렌즈(30)에 의해 이 평면에서 감지 스폿(59)에 초점이 맞추어진다.

평탄한 약반사 소자(70)의 평면은, 대물계(20)의 축에 수직한 평면에 대해 10°또는 그 보다 작을 경우의 차수를 갖는 작은 각도 α로 배치된다. 이 경사진소자(70)의 구성으로 인해, 반사된 감지 빔(51)은, 주사 빔과 공간적으로 분리되고, 감지 스폿(59)은 그 스폿(32)으로부터 분리된다. 따라서, 정보 검출기(32)의 검출 소자와 같은 평면에 위치 검출계의 검출 소자 56과 57을 구성하고 하나의 장치에 모든 검출 소자를 집적하는 것이 가능할 것이다. 이러한 집적으로, 소자가 보다 덜 필요하고 정렬이 보다 용이해지기 때문에, 광학장치의 비용을 감소시킨다. 이러한 검출장치의 평면도가, 도 3의 오른쪽 하부에 도시되어 있다. 이 장치는, 4분면 검출기 형태인 신호의 초점 오차 및 트랙킹 오차 검출기(32)와, 거울 위치 검출기(55)의 2개의 검출 소자(56, 57)를 포함한다.

작은 각도 α에서 평판(70) 대신에, 작은 웨지 각도를 갖는 광학 웨지는, 주사 빔 내에 정렬될 수 있고, 이 웨지의 경사진 표면이 약반사기로서 동작한다.

도 4는 본 발명의 거울 각도 위치 검출계를 갖는 광학장치의 제 2 실시예의 일부를 나타낸다. 이 실시예에서, 그 반사된 주사 빔은, 편광 빔 분할(splitting) 프리즘(75)과 λ/4판(77)의 조합에 의해 진행중인 주사 빔으로부터 분리되는데, 이때 λ는 주사 빔의 방사 파장이다. 이 빔은, 그 빔이 거울(17)과 기록매체(1)에 완전히 전송되도록 편광 빔 스플리터의 전송 방향에 대응한 방향으로 선형적으로 편광된다. 기록매체에 및 기록매체로부터 전송되는 도중에, 주사 빔은 λ/4판(77)을 두 번 통과해서 그 (반사된) 빔이 프리즘(75)에 다시 도달할 경우 그 편광 방향이 총 90°까지 회전된다. 그래서, 이 반사된 주사 빔(25)은, 빔 스플리터(75)에 의해 방사 감지 검출계(34)를 향하여 반사된다. 도 1 및 도 3의 반투명 거울(27)과 비교하여, 빔 스플리터(75)와 λ/4판의 조합으로, 그 반사된 주사 빔이 방사 손실 없이진행중인 주사 빔으로부터 분리될 수 있다는 이점을 제공한다. 이때, λ/4판은, 일반적으로 이들 표면에서의 반사를 막기 위해 양 표면에 반사 방지막(anti-reflection coating)이 형성되어 있다.

본 발명에 의하면, 이들 표면 중의 하나는 도포되어 있지 않다. 4%의 차수를 갖는 그와 같은 도포되지 않은 표면의 일반적인 반사는, 이 표면에 의해 반사된 방사를 위치 감지 방사로서 사용하기에 충분하다. 이 판(77)의 도포되지 않은 표면(78)은, 그 판(77)의 상면이어서 감지 빔(51)의 방사도 λ/4판을 두 번 통과하여 그 빔(51)은 프리즘(75)에 의해 위치 검출기(55)를 향하여 반사된다. 도 3의 소자(70)처럼, λ/4판(77)은 주사 빔에 있어서 경사지게 배치되므로, 그 감지 빔(51)은 주사 빔으로부터 공간적으로 분리되어 있고 그 감지 빔의 검출 소자는 다른 검출 소자와 함께 집적될 수 있다.

또한, λ/4판이 약반사 소자로서 작용하므로, 이 기능을 수행하는 별도의 소자가 더 이상 필요 없어서 주사 장치의 비용을 감소시킬 수 있다. 편광 빔 분할 프리즘과 결합하지 않고서, 광학 주사장치에 있는 방사원과 대물계 사이에 λ/4판을 단독으로 배치시킨 것이 알려져 있다. 또한, λ/4판의 기능은, 본 장치를 통해 가는 도중에 주사 빔의 편광 평면을 회전시키는데 있지만, 그 목적은 방사원에 도달하는 이 빔의 방사, 즉 기생 방사가 그 방사원에 의해 방출된 방사의 편광 방향과 다른 편광 방향을 갖는다는 것을 확인하는데 있다. 그에 따라, 방사원에 의해 방출된 방사에 영향을 미치는 기생 방사를 방지한다. 또한, 본 발명은, 이러한 광학 주사장치에서 이동 거울(17)과 대물계 사이에 λ/4판을 배치하여 대물계를 향하는 그판 표면을 도포하지 않은 채로 두어서 구현될 수 있다.

또한, 평판(70) 또는 다른 대안의 약반사 표면, 즉 도 3의 실시예에서 웨지가 도포되지 않은 표면이어도 된다.

도 3의 오른쪽 하부에 도시된 신호 검출기는, 방사 방향 r과 접선 방향 t로 각각 연장하는 스트립에 의해 서로 분리된 4개의 검출 소자(80, 81, 82 및 83)를 구비한다. 이러한 검출기는, 소위 비점 수차 초점 오차 검출 방법과 조합되어 사용된다. 본 방법에 의하면, 반사된 주사 빔은, 예를 들면 검출기 앞에 원통 렌즈를 배치하여 비점 수차가 만들어진다. 비점 수차 빔은, 하나의 스폿 대신에 두 개가 상호 수직인 비점 수차 초점 선들을 갖는다. 이 초점 선들이 위치한 평면이 서로 다른 축 위치를 갖는다. 이들 두 평면 사이의 특정 평면에서, 비점 수차 빔은 둥근 단면을 갖는다. 이 검출기(34)는, 이 특정 평면에 배치된다. 주사 빔(21)의 초점이 정보층(3)의 평면에 있을 경우, 검출기(34)의 스폿(32)은 검출 소자(80, 81, 82, 83)에 대해 둥글고 대칭적이어서, 이들 소자 각각은, 같은 정보량을 수신한다. 주사 빔의 초점이 정보층 평면에 대해 축 방향으로 시프트할 경우, 비점 수차 초점 선들이 검출기(34)의 평면에 대해 시프트한다. 이 의미는, 검출기(34)의 스폿(32)이, 타원의 장축이 그 초점 시프트의 부호에 따라 방사 및 접선 방향에 대해 +45°또는 -45°의 각도에서 타원형 스폿이 된다는 것이다. 검출 소자 81 및 83의 출력신호들과 검출 소자 80 및 82의 출력신호들을 합하고 서로로부터 그 합 신호들을 감산하여서, 초점 오차 신호 Sf가 얻어진다.

트랙킹 오차신호 Sr은, 검출 소자 80 및 83의 신호들과 검출 소자 81 및 82의 신호들을 합하고 서로로부터 합 신호들을 감산하여서 얻어진다. 이 트랙킹 오차 신호를 발생하는 방법은, 푸시-풀(push-pull) 트랙킹 오차 방법으로서 알려져 있다.

정보 신호 Si는, 4개의 검출 소자 80, 81, 82 및 83의 출력신호들을 합하여 얻어진다.

비점 수차 방법에 대한 대안인 수 개의 초점 오차 검출방법이 알려져 있다. 본 발명은 이들 방법의 각각과 조합될 수 있다.

트랙킹 오차를 검출하는 다른 방법은, 잘 알려진 3개의 스폿 트랙킹 방법이 있다. 주사 스폿의 중심과 주사하려고 하는 트랙의 중심선이 일치해야 하는 주사 스폿(23)에 추가하여, 중심 스폿(23)에 대해 방사 방향에서 반대로 시프트된 2개의 추가 스폿이 이 방법에서는 사용된다. 2개의 폴로(follower) 스폿은, 트랙의 2개의 경계를 주사한다. 그 3개의 스폿은, 방사원(11)과 빔 스플리터(27 또는 75) 사이에 그 방사원으로부터의 빔을 하나의 주사 빔과 2개의 트랙킹 빔으로 분할하는 회절 격자를 배치하여 얻어질 수 있다. 정보층에서의 반사 후, 3개의 빔은, 방사 감지 검출계로 향하고 그 위에 3개의 분리 스폿으로서 초점이 맞추어진다.

도 5는 3개의 스폿 트랙킹 방법과 조합하여 사용되어도 되는 방사 감지 검출계의 평면도이다. 이 방사 감지 검출계는, 정보를 판독하고 초점 오차 검출을 하기 위한 4분면 검출기(34), 거울 위치 검출용 검출기(55) 및 트랙킹 오차 검출용 2개의 추가 검출기(90, 94)를 포함한다. 이 스폿(32, 59, 98 및 99)은, 각각 이들 검출기에 투사된다. 이 스폿(98, 99)은, 상기 트랙킹 빔에 의해 형성된다. 이 트랙킹오차 신호는, 서로로부터 검출기(90, 94)의 출력신호를 감산하여 얻어진다.

또한, 도 5에 나타낸 것처럼, 각 검출기(90, 94)는, 2개의 검출 소자(91, 92 및 95, 96)로 각각 나누어져도 된다. 3개의 스폿 트랙킹 오차신호와 아울러, 푸시-풀 신호도 얻어진다. 이는, 3개의 스폿 푸시-풀 검출 방법으로서 알려져 있다.

Claims (8)

1. 광학적으로 판독 가능하고 트랙 방향으로 배열된 구조를 갖는 정보 평면을 주사하되, 방사빔을 공급하는 방사원, 그 방사빔을 그 정보 평면의 주사 스폿에 초점을 맞추는 대물계, 그 주사 스폿을 트랙방향에 대해 횡으로 이동시키는 조정 가능형 소자, 그 정보 평면으로부터의 방사빔을 전기신호로 변환하는 방사 감지 검출계 및 그 조정 가능형 소자의 위치를 결정하는 위치 검출계를 포함한 광학장치에 있어서,

   상기 위치 검출계는, 적어도 2개의 검출소자를 포함한 방사 감지 위치 검출기를 향하여 방사 감지 빔으로서 방사빔의 일부를 반사하기 위한 조정 가능형 소자와 대물계 사이에 방사빔의 경로에 배치된 약반사 소자를 포함한 것을 특징으로 하는 광학장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   약반사 소자의 반사 평면에 대해 법선이, 작은 각도에서 대물계의 광축까지 연장하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   위치 검출기가 방사 감지 검출계와 같은 평면에 배치된 것을 특징으로 하는 광학장치.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   반사 소자는 약반사 평판으로, 작은 각도에서 그 판 표면에 대해 법선이 대물계의 광축까지 연장하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   반사 소자는 작은 웨지 각도를 갖는 약반사 웨지인 것을 특징으로 하는 광학장치.
6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   이동 가능형 소자와 대물계 사이에 배치된 λ/4 판을 포함하고, 약반사 소자가 λ/4 판의 도포되지 않은 표면으로 구성되고, 그 표면이 대물계에 대향한 것을 특징으로 하는 광학장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   조정 가능형 소자는, 평면 거울인 것을 특징으로 하는 광학장치.
8. 광학 기록매체의 정보층으로부터 정보를 판독 및/또는 그 정보층에 정보를 기록하되, 기록매체용 지지수단, 정보층의 주사 스폿에 초점이 맞춰진 주사 빔을 공급하기 위한 광학장치 및 서로에 관련된 기록매체와 광학장치를 이동시키는 수단을 포함한 장치에 있어서,

   그 광학장치는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 장치인 것을 특징으로 장치.