KR900008405B1 - 광학식 헤드 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학식 헤드 장치

제1도(a)는 본 발명에 가장 적합한 실시예를 도시한 기본 구성도.

제1도(b)는 제1도(a)의 광디스크의 평면도.

제2도는 광선 추적에 의해 경사 입사형 회절격자의 동작을 해석하기 위한 모델도.

제3도는 경사 입사형 회절격자를 사용한 경우의 광원면에서의 ±1차광의 스포트 다이아그램.

제4도는 경사 입사형 회절격자에서의 비점 격차를 계산하기 위한 모델도.

제5도(a)는 종래의 광학식 헤드 장치의 기본 구성도.

제5도(b)는 제5(a)의 광검지기의 구성도.

제5도(c)는 제5도(a)의 광디스크면에서의 3개의 스포트의 설정 상태를 도시한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광원 2 : 광속

5 : 집광렌즈 6 : 광디스크

7 : 피트 10 : 광검지기

30a : 회절격자 30 : 제1의 면

31 : 제2의 면 40 : 광속분리소자

본 발명은 광학식 정보 기억 매체로의 정보의 기록/재생에 이용되는 광학식 헤드 장치에 관한 것으로, 특히 트래킹 센서로서 광디스크상에 여러개의 스포트를 집광하는, 소위 3빔 방식의 광학식 헤드 장치에 관한 것이다.

제5도(a)에는 종래의 광학식 헤드 장치의 구성, 제5도(b)에는 제5도(a)에서 광검지기(10)의 구성, 제5도(c)에는 광디스크면에 있어서 3개의 스포트의 설정 상태의 설명이 도시되어 있다. 제5도(a)∼제5도(c)에 있어서, (1)은 레이저 광원인 반도체 레이저(이하 LD(Laser Diode)라 한다), (3)은 LD를 발사하는 레이저 광속(2)를 회절하여 3개의 빔으로 분리하는 회절격자, (4)는 광속을 반사하여 집광 렌즈(5)에 입시시키는 평판상의 빔 스플리터이며, 종래에서는 회절격자(3)과 빔 스플리터(4)로서 회절 분리 수단을 구성한다. (6)은 집광 렌즈(5)를 투과한 광속의 집광점 부근에 놓인 광학식 정보 기억 매체(이하 광디스크라 한다), (7)은 광디스크(6)에 기록된 정보인 피트,(8)은 피트의 열로 되는 트랙이며, 예를 들면 이 트랙(8)은 광디스크(6)에 폭이 약 0.5μm 피치 1.6μm로 나선형상으로 새겨져 있으며, 이 트랙(8)에 직경이 약 1.6μm인 광스포트(9)를 따라가게 하는 것에 의해, 광디스크(6)에 기억되어 있는 정보를 리드할 수가 있다.

또, (10)은 광디스크(6)에 의해서 반사되어 집광 렌즈(5)와 빔스플리터(4)를 투과한 광속을 수광하여 광전 변환하는 광검지기, (12), (13)은 감산기, (16)은 가산기이다.

종래의 광학식 헤드 장치는 이상의 구성으로 되며, 다음에 그 동작에 대해서 설명한다.

상기 LD(1)를 발사한 광속(2)는 회절격자(3)에 의해서 회절되어, 빔스플리터(4)의 표면에서 반사된 후에, 제5도(c)에 도시한 바와 같이 집광 렌즈(5)에 의해서 광디스크(6)의 정보면상에 사선으로 표시한 3개의 광스포트(9a), (9e), (9f)가 집광된다.

이 3개의 광스포트(9a), (9e), (9f)의 각각의 중심을 연결하는 선은 트랙(8)의 궤적 방향에 대해서 약간 기울게 광디스크상에서 배치되어 있다. 이렇게, 전후로 어긋나게 배치하는 것은 검출신호의 누설을 방지하는 것과 인접트랙에서의 누화를 피하기 위한 것이다. 그리고, 광디스크(6)에 집광한 3개의 광스포트(9a), (9e), (9f)에 대응하는 광속은 정보면에 의해 반사되어, 집광렌즈(5)를 재차 투과한 후에, 어떤 각도를 가지고 배치된 빔스플리터(4)를 투과해서 광검지기(10)쪽으로 향한다. 상술한 바와 같이 렌즈(5)를 재차 투과하는 광속은 수속상태에서 경사지게 배치된 평판형상의 빔스플리터(4)를 투과하므로 공지와 같이 비점수차, 즉 자오광선, 구결광선에 대해서 각각의 초선(focal line)을 형성하는 수차가 주어진다.

상술한 바와 같이 평판형상의 빔스플리터(4)을 수속광이 투과할 때 비점수차가 발생하는 것은 빔스플리터(4)의 입사면(제5도(a)의 지면)내에 존재하는 광선(자오광선)과 상기 입사면과 직교하는 면내에 존재하는 광선(구결광선) 사이에 광로길이의 차가 발생하는 것에 기인한다. 이 현상의 상세한 것에 대해서는 참고문헌 1(구보다 히로시, "광학, P.130∼P.131 이와나미 서점(1964), 특히 14-2도, P.130

.7∼

.14 참조)을 참조하기 바란다.

또, 광검지기(10)은 디스크상의 집광 스포트가 초점이 합해진 상태에 있을 때, 중심 빔, 즉 0차 회절광(스포트(9a)에 대응한다)의 반사광속(10a)가 최소 착란원으로 되는 광축 방향 위치에 놓여져 있다. 그리고, 광검지기(10)은 제5도(b)에 도시된 바와 같이, 3빔을 6개 장소에서 검출하도록 하고 있으며, 3빔중 중앙의 빔(0차광(11a))은 4분할된 광검지부(10a), (10b), (10c), (10d)에 의해, 또 양쪽의 빔(± 1차광(11e, 11f)은 각각 독립된 광검지부(10e),(10f)에 의해 수광된다.

상술한 바와 같이 양쪽의 검지부(10e), (10f)의 출력을 감산기(13)에 의해서 자동 연산하는 것에 의해, 중앙의 스포트(9a)와 트랙(8)과의 위치 어긋남을 검출할 수 있어, 이 검출신호는 트래킹 에러 신호로서 단자(14)에서 출력된다. 따라서, 이 트래킹 에러 신호에 의해, 여기서는 도시하지 않은 트래킹 액추에이터가 구동 제어되어, 스포트(9a)가 트랙(8)의 중심에 올바르게 위치하도록 보정된다.

그리고, 중앙의 4분할 검지부의 출력은 대향하는 검지부(10a) 및 (10c)와 (10b) 및 (10d)를 감산기(12)에 공급하는 것에 의해 차동 연산이 행하여진다. 즉, 디스크의 정보면이 광학계의 초짐평면에 있을 때에 최소 착란원으로 되는 위치에 있도록 조정하고, 4개로 분할된 광검지부에서의 4개의 출력을(광검지부(10a)의 출력+광검지부(10c)의 출력)-(광검지부(10b)의 출력+광검지부(10d)의 출력)의 연산을 실행하면 그 결과는 제로로 됩니다.

이 연산결과는 포커스 에러 신호로서 출력 단자(15)에서 출력되고, 광디스크상의 광스포트의 초점 어긋남을 검출하여, 도시하지 않은 포커스 액추에이터에 의해 초점 어긋남이 보정된다.

이 경우의 초점 어긋남 검출 방법은 비점수차법에 의해 행하여진다. 즉, 제5도(b)에 도시되는 것과 같이, 광디스크상의 스포트가 초점이 합해진 상태(11a)일 때는 최소 착란원으로 되어서 대략 원형상태로 되지만, 헤드 장치(레이저 광원(1), 광속(2), 회절분리 수단(3, 4), 집광렌즈(5), 광검지기(10))와 광디스크(6)의 거리의 변화에 의해 생기는 초점 어긋남이 일어나면, 광검지기(10)상의 스포트가 점선으로 표시되는 것과 같이 세로 길이 및 가로 길이의 타원형으로 변형한다. 여기서, 세로 길이의 타원형으로 된다는 것은 포커스 에러 신호가 마이너스로 되고, 가로 길이의 타원으로 된다는 것은 포커스 에러 신호가 플러스로 되는 것을 나타낸다. 이와 같이해서 양극성의 오차 신호를 얻을 수 있어 초점의 위치 어긋남을 용이하게 검출할 수 있는 것이다. 따라서, 변형한 타원형을 전기적으로 검출하는 것에 의해, 초점의 위치 어긋남을 검출할 수가 있다.

그리고, 4분할 검지부(10a)∼(10d)의 출력을 가산기(16)에 의해 가산한 출력은 헤드 장치의 본래의 기능인 기록/재생을 위한 신호에 사용되어, 광디스크(6)에서의 재생신호는 단자(17)에서 출력되어 도시하지 않은 처리 회로로서 정보의 리드가 실행된다.

상술한 바와 같이, 종래의 3빔 방식의 광학 헤드 장치에서는 광디스크(6)상에 집광하는 3개의 회절광중 양쪽에 위치하는 ±1차광을 수광하는 광검지기(10e), (10f)의 차동 출력에 의해, 트래킹 에러 신호를 얻고 있었으나, 이 경우 이 ±1차광은 0차광과 마찬가지로, 대략 회절 한계의 집광 특성을 갖고 있으며, 제5도(c)에 도시된 바와 같이, 0차광의 스포트(9a)에 비해서 ±1차광의 스포트(9e), (9f)가 트랙(8)의 상하에 미소량 어긋나 있어도 광디스크(6)에 기록된 정보도 재생한다고 하는 문제점이 있었다.

즉, 광검지기(10)의 검지부(10e) 또는 (10f)의 출력은 광디스크(6)상의 ±1차광의 스포트(9e), (9f)의 간격에 대응하는 시간차가 있으나, 각각이 0차광의 스포트(9a)의 전후의 디스크 재생 정보를 포함하고 있다.

더욱이, 일반적으로 ±1차광의 각각의 재생 출력에는 상관 관계가 없으므로, 감산기(13)의 출력에도 ±1차광의 디스크 정보 재생 출력의 성분이 포함된다. 따라서, 감산기(13)의 단자(14)의 출력에 포함되는 상기재생 출력 성분은 트래킹 에러 신호에 대한 노이즈 성분으로 되어, 특히 DC∼10KHz 정도의 트래킹 서보 대역에 혼입하는 재생 출력 성분은 트래킹 서보를 정확하게 동작시키는 데 있어서의 큰 장해 요인으로 되고 있다.

그래서, 종래는 트래킹 에러 신호로의 재생 출력의 혼입을 경감하기 위하여, 3빔의 디스크 정보 트랙에 대한 설정 각도를 바꾸어 트래킹 에러 신호의 검출 감도가 최대로 되는 값으로 어긋나게 하는 방법이 행하여 지고 있었다.

이 방법에 대해서 제5도에 따라서 설명한다.

트래킹 에러 신호 검출 감도의 출력은 스포트(9e), (9f)의 트랙(8)과 직교하는 방향으로의 어긋남량이 트랙 간격의 약 1/2로 되는 경우에 최대로 되지만, 통상적으로 단자(14)의 출력을 입력하는 서보 회로의 부담을 경감하는 의미로 3빔의 회전 위치를 트래킹 에러 신호 검출 감도가 상기 최대로 되는 점에 설정한다.

그러나, 이와 같은 3빔의 위치 관계에서는 상술한 바와 같이, 단자(14)의 출력중에 재생신호가 크게 혼입하기 때문에, 이것을 피하기 위하여 ±1차광의 스포트(9e),(9f)의 트랙(8)과 직교하는 방향으로의 어긋남량이 커지도록, 즉 스포트(9e), (9f)와 트랙(8)이 이루는 각도가 보다 커지는 방향으로 3빔의 회전위치를 어긋나게 하여 설정하고 있다.

따라서, ±1차광의 스포트(9e), (9f)는 트래킹 에러 신호의 최대점 설정의 경우와 비교해서, 보다 트랙사이의 부분에 겹치는 면적이 많아져서, 이로 인해 트래킹 에러 신호로의 재생 신호의 혼입이 감소한다.

그러나, 이와 같은 방법에서는 트래킹 에러 신호 검출 감도가 감소한다는 문제점이 있고, 또 3빔 설정 각도 변동에 대한 트래킹 에러 신호의 검출 강도가 크케 변화하므로, 설정 각도 오차의 허용값이 좁아진다는 문제점이 있었다.

따라서, 3빔 방식의 광학식 헤드 장치에 있어서, 트래킹 에러 신호의 재생 신호 혼입을 경함할 수가 있는 유효한 장치의 실현이 요청되고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, ±1차 회절광에 의한 디스크 정보의 재생을 매우 적게 함과 동시에 3빔의 트랙에 대한 설정 각도를 트래킹 에러 신호 출력의 최대점으로 설정하여 0차광과 트랙과의 위치 어긋남을 양호하게 검출할 수 있는 광학식 헤드 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래와 같이 1개의 독립된 회절격자를 사용하지 않고, 광학계의 부품 갯수의 삭감과 저렴화를 이룩할 수가 있는 광학식 헤드 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 광학식 헤드 장치는 회절 분리 수단이 균일한 주기의 직선 무늬 궤적으로 되는 회절격자를 제1의 면에 형성한 광속 분리 소자를 포함하며, 정보 기억 매체상에 있어서의 분리 광속의 집광 스포트가 상기 제1의 면에 자오면내 근방에 존재하도록 광속 분리소자를 배치한다. 그리고 정보 기억 매체상의 0차 회절광이 초점이 합해진 상태에 있을 때에, ±1차광이 정보 기억 매체상의 대략 트랙 방향에 따라서 존재하는 초선 스포트로서 집광되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 직선동 피치의 회절격자를 갖는 광속 분리 소자는 광원에서의 레이저 광속을 반사시켜서, 0차, ±1차의 회절광을 발생시키고, 또, 회절격자로의 입사각이 0도 이외의 각도로 되어 있으며, 집광되는 광디스크상의 3빔이 회절격자의 대략 자오면(이하 메리디오날(meridional)면이라 한다)내의 존재하는 것으로 된다.

또, 본 발명의 광속 분리 소자는 종래 장치에 있어서의 평판형의 빔스플리터의 기능, 즉 광원에서의 레이저 광을 3개의 회절광 빔으로 분리하는 작용과, 디스크 반사광에 대해서 비점수차를 부여하는 기능을 가진 것이다.

본 발명에 있어서의 광학식 헤드 장치에서는 광원에서 발사되는 광속이 광속 분리 소자의 회절격자에 경사 입사되면, 이 회절격자에 의해서 3개의 빔이 회절 형성되어, 대략 메리디오날면내에 포함되는 것과 같은 3개의 광스포트로서 디스크상에 집광된다. 그리고 격자 경사점이 대략 격자의 무늬에 따라서 축을 중심으로 회전하도록 주어 짐으로 광디스크상에 형성된 ±1차광에 큰 비점수차가 발생한다.

더욱이 광디스크상의 0차 광이 초점이 합해진 상태에 있을 때에, ±1차광은 트택 방향에 따라서 존재하는 초선(이하 사지탈 초선(Sagittal focal line)이라 한다) 스포트로서 집광한다.

따라서, ±1차광에 대한 디스크 정보 재생 출력의 혼입이 크게 감소하여 초선 길이를 디스크 기억 정보의 최대 주기 보다도 길게한 경우에는 원리적으로 트래킹 에러 신호로의 재생 신호 혼입이 없어진다.

그리고, 이 광속 분리 소자는 종래의 평판형의 빔 스플리터 및 회절격자의 양자의 역할을 하므로, 종래의 장치에서 사용되고 있는 독립된 1개의 회절격자가 불필요하게 된다.

다음에 본 발명의 1실시예를 도면에 따라서 설명한다.

제1도에는 본 발명에 관한 광학식 헤드 장치가 도시되어 있으나, 종래 장치(제5도)와의 상이 점은 회절분리 수단으로서의 회절격자(3)과 평판형의 빔스플리터(4)가 본 발명에 있어서의 광속 분리 소자(40) 대신에 사용한 것으로, 독립된 회절격자(3)이 없이 이루어진 것이다.

상기 광속 분리 소자(40)의 회절격자(30a)는 제1의 면(30)에 있어서, Z 방향으로 직선상으로 가는 무늬로 되며, 또한 그 격자 궤적이 일정 주기 P를 갖는 등 피치 격자로 되어 있다. 그리고 이 광속 분리 소자(40)은 LD(1)에서의 광속에 대해서 45도의 각도를 가지고 배치되어 있다. 따라서, 이와 같은 광속 분리 소자(40)의 제1의 면(30)에 대하여 LD(1)의 발사광의 중심 광선(긴 점선으로 표시)이 경사 입사하여, 반사회질되면, 회절된 0차광, ±1차광이 광디스크(6)의 피트(7)상에 집광되는 것으로 된다.

이 경우, 제1도의 XY 평면이 평팡 광학 소자인 광학 분리 소자(40)의 메리디오날 평면에 해당한다.

또, 상세한 것은 다음에 기술하지만, 같은 피치의 회절격자(30a)에 발산 광속(또는 수속 광속)이 입사하면, ±1차 회절광에는 비점수차가 발생하여, 0차광 집광점의 위치는 ±1차광의 사지탈 초선에 해당한다. 이로 인해, 광디스크상의 ±1차광스포트(9e), (9f)는 도면에 도시된 바와 같이, 트랙(8) 방향에 따라서 존재하는 초선 스포트로 된다.

그리고, 상기 회절광인 3개의 빔의 스포트는 트랙(8)에 대해서 미소각 경사시켜 설정되어 있고, 이것은 회절격자(30a)의 무늬 궤적의 방향을 도면의 Z의 방향으로 미소각 어긋나게 하는 것에 의해, 또 LD(1), 광속 분리 소자(40), 집광 렌즈(5)로 되는 광학체를 y축 둘레에 미소각 회전시키는 것에 의해 실현할 수가 있다. 이와 같이 해서, 0차광의 스포트(9a)를 트랙(8)의 중심위치에, 또 ±1차광의 스포트(9e), (9f)를 트랙(8)에 대해서 상하로 트랙 간격의 약 1/2 어긋난 상태로 설정할 수가 있다.

그리고, 본 발명에 있어서의 다른 구성 부분은 제5도에서 설명한 종래예와 마찬가지이므로 이들의 설명은 생략한다.

다음에 상기 광속 분리 소자(40)의 제1의 면(30)에 형성된 회절격자(30a)의 작용을 제2도와 제3도에 따라서 설명한다.

제2도는 경사진 입사형의 회절격자(30a)의 ±1차광에 대해서 광선 추적에 의해 해석하기 위한 모델 도면이다.

도면에 있어서, 광원인 LD(1)에 의해 회절격자(30a)에 도달하는 광선 길이를

, 회절격자 피치를 P, 격자 정사각(즉, 주광선 입사각)을 θ로 하고, 격자의 무늬 방향은 지면에 수직방향으로 한다. 또, 도면중의 점선이 ±1차 회절광을 표시하고 있으며, 편의상 투과 회절인 것과 같이 도시하고 있으나 반사 회절이라도 같은 결과로 된다.

여기서, 도면과 같이 ±1차 회절광을 광선의 진행방향과는 역방향(도면의 왼쪽)으로 찾아가면, 광원과 같은 면에 ±1차의 (가상)집광점이 형성되어 있는 것이 이해된다.

제3도에는 상기 광선 추척에 의해서 시뮬레이트 한 광원 면의 ±1차광속의 스포트 다이아드램이 도시되어 이 시뮬레이트 계산을 할 때의 파라미터 조건은

=6mm, P=66.2μm, θ=45°로 하고, 또 광원을 발사하는 광속의 NA(개구수)는 0.09로 한다.

제3도에 의하면, +1차광은 약 35μm, -1차광은 약 33μm의 초선으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 이경우, 제2도에 있어서의 Z축 방향(사지탈 방향)의 광선 거동은 회절격자(30a)의 영향을 받지 않으므로, 상기 ±1차광의 초선은 사지탈 초선으로 된다.

이와 같이 광원면에서 가상적으로 관측되는 ±1차광이 사지탈 초선으로 되기 때문에, 광원과 공통인 면으로 되는 디스크 정보면에 있어서의 ±1차광의 스포트(9e), (9f)는 사지탈 초선으로 되어, 초선 방향이 대략트랙(8)의 방향에 일치하는 것으로 된다.

그리고, 본 발명에서는 상기 초선 길이가 중요한 의미를 갖고 있으며, 이 초선 길이에 대해서 구체적인 수치를 적용시켜서 설명한다.

집광 렌즈(5)에 의한 광디스크(6)으로의 집광 광속의 NA을 0.45(헤드 장치의 대표적인 값이다)로 하면, 상기 광원쪽 NA가 0.09이기 때문에, 광디스크상의 초점 길이는 +1차광에 대해서 35×0.09/0.45≒7μm, -1차광에 대해서 33×0.09/0.04≒6.6μm로 된다. 예를 들면 CD(컴팩트 디스크)의 규격에 의하면, 디스크 정보의 최장 주기 L(즉, 최소 피트, 최장의 랜드(land)를 조합한 길이)은 6.6μm이다. 그리고, 재생 스포트의 트랙 방향 길이가 L 보다도 큰 경우에는 원리적으로 재생 신호를 얻을 수 없다.

따라서 상기 ±1차광은 모든 것이 디스크상 초선 길이가 6.6μm 이상이기 때문에, ±1차광에는 재생 신호의 혼입이 원리적으로 없어지는 것으로 된다. 물론, 상기 초선 길이에 의하지 않아도 본 발명에 의하면, 초선 스포트를 형성하는 것에 의해, ±1차광으로의 재생 신호의 혼입이 저감되는 것으로 되어, 반드시 초선길이를 L 보다도 길게 하지 않으면 아니된다는 것은 아니다.

실시예에서는 재생신호의 혼입을 가능한 한 방지하기 위하여, 초선 길이를 디스크 기록신호의 상기 최장주기 L 보다 크게 하고 있으며, 다음에 이 초선 길이 설정에 대해서 설명한다.

또, 광원측 광선에 발생하는 B점 격차 계산을 제4도에 따라서 설명한다.

제4도에서는 회절격자(30a)에 수속 반각 α로 도면에 도시되는 B점에 수속 입사하는 광선을 실선으로 도시하고, 1차 회절광을 점선으로 도시하고 있다. 여기서, A점은 0차광 주광선의 입사점이며, 회절각을

₁, 1차광의 메리디오날 집광점을 B'로 하고 있다. 이와 같이하면, 회절각

₁은 격자 피치 P, 입사각 λ, 광의 파장에 의해 다음 식으로 표시된다.

또, 도면에 있어서,

로 하면, A점에서 1차광의 사지탈 집광점의 거리는

이기 때문에, ±1차광에 발생하는 비점 격차 △₁은 다음 식으로 표시된다.

(복호 동순, 정 부호가 ±1차광, 부 부호가 -1차광)

그기고, 광원 측개구수 Nal은

Nal=sin α…………………………………………………………………………(3)

으로 되므로, 상기(3)식에서 광원면에서의 초선길이 S₁은

S₁=2×｜

₁｜×tan(sin^-1(Nal))………………………………………………(4)

한편, 제1도의 광학계에 있어서, 집광 렌즈(5)에 의해서, 광원측의 개구수 Nal이 디스크쪽의 개구수 Na2로 변환되면, 상기(2), (4)식에서 광디스크(6)상의 ±1차광 초선 길이 S₂가 다음 식에서 구하여진다.

따라서, 디스크상 초선 길이 S₂를 기록 신호의 최장주기 L 보다 길게 하려면, 상기(1), (5)식에서 연산되는 초선길이 S₂에 대해

S₂

L………………………………………………………………………………(6)

을 만족하도록 광학 헤드의 구성 파라미터인 λ, P, θ,

, Na1, Na2를 설정하면 좋은 것으로 된다.

예를 들면, 제2도의 모델에서 계산한 파라미터를 이용하여 연산하면, 상기(1)식에서, 회절각

₁=0.0167, 상기(5)식에서 +1차광에 대해, S₂=7.2μm, -1차광에 대해 S₂=7.3μm로 되며, 이에 의하면 CD의 최장 주기 L=6.6μm에 대해 상기(6)식을 만족하고 있으며, 원리적으로 트래킹 에러 신호로의 재생 신호 혼입을 완전히 제거할 수 있다.

이와 같이, 실시예에서는 ±1차광의 초선 길이를 최장 주기 보다 길게하는 것에 의해 양호한 트래킹 에러신호를 얻을 수 있지만, 광디스크(6)에서의 발사공은 집광 렌스(5)를 재투과하고, 또한 광속 분리 소자(40)을 투과할 때에, 비점수차가 주어져서 검지기(10)에 입사한다. 따라서, 종래에(제5도)와 마찬가지로, 검지기(10)에 입사된 0차광, ±1차광의 반사광에 의해 트래킹 에러 신호, 포커스 에러 신호 및 재생 신호가 얻어져, 트래킹 에러 신호 및 포커스 에러 신호에 의해 헤드 장치를 광디스크(6)에 대해서 정확히 위치 결정한 상태에서, 광디스크(6)에 기록된 정보를 양호하게 읽을 수가 있다.

그리고, 실시예에서는 회절격자가 형성된 제1의 면(30)에의 레이저 광의 입사각을 45도로서 설명했지만, 이것 이외의 각도에서도 상기(5)식에 따라서, 광디스크(6)상에 ±1차광의 초선을 형성할 수 있어, 45도 이외의 각도에서도 본 발명의 효과를 얻을 수가 있다.

또, 광속 분리 소자(40)은 평행 평판으로서 설명했지만, 광디스크(6)에서의 반사광에 대해서 비점수차가 부여되는 효과를 높게하기 위해 쐐기형으로 형성하여도 좋다.

그리고, 실시예에 있어서 초선 길이의 설정을 CD를 예로하여서 설명했지만, 이외의 광학식 기억 정보 매체, 예를 들면 비디오 디스크 등에 있어서도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있고, 또 재생 전용 헤드 이외의 기록을 또는 기록/재생용 헤드에 있어서도 3빔 법으로 트래킹 에러 검출을 실행하고 있어, 이들의 장치에 있어서도, 본 발명이 유효하게 적용 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 회절 분리 수단으로서, 제1의 면에 회절격자를 형성한 광속 분리 소자를 사용하고, 또한 회절 형성되는 3개의 광스포트가 광속 분리 소자의 제1의 면의 자오면내 근방에 존재하도록 구성되어 있으므로, 광디스크상의 ±1차광스포트를 대략 트랙 방향에 따라서 존재하는 초선 스포트로서 집광할 수 있는 것으로 된다. 이 결과, 트래킹 에러 신호에의 디스크 기록 정보의 혼입이 저감되며, 더구나 트래킹 에러 신호 검출 감도의 최대점에 트랙에 대한 ±1차광의 스포트 위치를 설정할 수 있는 이점을 갖는다.

그리고, 초선 스포트의 길이를 기록 신호의 최장 주기보다 길게 하는 것에 의해, 디스크 기록 정보의 트래킹 에러 신호에의 혼입을 완전히 방지할 수가 있다.

또 종래와 같이, 평판빔 스플리터와 별개의 것으로 된 회절격자를 사용할 필요가 없으므로, 광학 부품갯수를 저감할 수 있어 저렴한 광학 헤드 장치를 얻을 수가 있다.

Claims (8)

1. 레이저 광을 발사하는 광원(1), 상기 광원(1)에서 발사한 광속(2)를 0차 회절광 및 ±1차 회절광의 여러줄의 광속으로 회절 분리하고, 이 회절된 광속을 임의의 방향으로 분광하는 회절 분리 수단, 상기 회절분리 수단에 의해 분리된 광속을 광학식 정보 기억 매체(6)상에 여러개의 광스포트로서 집광하는 집광 렌즈수단(5) 및 상기 광학식 정보 기록 매체(6)의 정보면에 의해 반사되어 상기 집광 렌즈 수단(5) 및 회절 분리 수단이 재투과한 광속을 수광해서 광전 변환하는 광검지기(10)을 갖고, 상기 광검지기(10)상의 0차 회절광의 변형에 의해 0차 회절광스포트의 초점 어긋남을 검출함과 동시에, 0차 회절광에 의해 광학식 정보 기억 매체(6)에 축적된 정보를 재생하고, ±1차 회절광에 의해 상기 광학식 정보 기억 매체상의 정보트랙과 0차 회절광 스포트와의 면내 어긋남을 검출하는 광학식 헤드 장치에 있어서, 상기 회절 분리 수단은 균일 주기의 직선 무늬 궤적으로 되는 회절격자(30a)가 제1의 면(30)에 형성된 광속 분리 소자(40)을 포함하고, 이 분리된 광속의 상기 정보 기억 매체(6)상의 광스포트가 상기 제1의 면(30)의 자오면내 근방에 존재하도록 상기 회절 분리 수자(40)을 배치하고, 상기 정보 기억 매체면 상의 0차 회절광이 초점이 합해진 상태로 있을 때에, ±1차광이 정보 기억 매체 면상의 트랙방향에 따라 존재하는 초선 스포트로서 집광되도록 구성하는 광학식 헤드 장치.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 헤드 장치의 구성 파라미터로서, λ : 광원의 레이저 파장, P : 회절격자의 주기, θ : 광원 발사광 주 광선의 상기 제1의 면에의 입사각,

   

   : 반도체 레이저에서 상기 제1의 면에의 주 광선에 따른 길이, Na1 : 집광 렌즈의 반도체 레이저 측의 NA, Na2 : 집광 렌즈의 정보 기억매체 측의 NA,

   

   ₁:반도체 레이저의 발사 주광선의 1차 회절각이 주어진 경우,

   

   으로 나타낸 정보면상의 ±1차광 초선길이 S₂가 상기 정보 기억 매체(6)에 기록된 신호의 최장 주기 이상으로 설정되는 광학식 헤드 장치.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 광학식 정보 기억 매체(6)에 의해 반사된 광속은 상기 광속분리 소자(40)의 제1의 면(30) 및 제2의 면(31)를 통과하는 것에 의해서 비점수차가 부여되고, 0차광에 의한 초점 어긋남을 검출하기 위한 변형이 주어지는 광학식 헤드 장치.
4. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 광속분리 소자(40)의 제1의 면(30)과 제2의 면(31)은 평행으로 형성되는 광학식 헤드 장치.
5. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 광속분리 소자(40)의 제1의 면(31)과 제2의 면(30)은 쐐기형으로 형성되는 광학식 헤드 장치.
6. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 광검지기(10)의 0차광을 수광하는 부분은 4분할되고, 비점수차가 주어진 광속의 자오 초선과 구결 초선은 4분할 검지부(10a, 10b, 10c, 10d)의 대향하는 2개의 검지부(10e, 10f)에서 각각 수광되는 광학식 헤드 장치.
7. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 광학식 정보 기억 매체(6)상에 집광된 0차광이 초점이 합해진 상태로 있을 때에, 비점수차가 부여된 0차광의 최소 착란원의 위치에 광검지부(10a, 10b, 10c, 10d)가 배치되는 광학식 헤드 장치.
8. 특허청구의 범위 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정보 기억 매체(6)상에 집광된 ±1차광을 각각 수광하는 광검지부(10e, 10f)의 출력의 차동 연산에 의해, 정보 기억 매체상의 정보 트랙과 0차광 스포트의 위치 어긋남을 검출하는 광학식 헤드 장치.

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