KR900008608B1 - 광학식 헤드 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

광학식 헤드 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 1실시예에 의한 광학식 헤드 장치를 도시한 구성도.

제2도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 구성도.

제3a도, 제3b도, 제3c도는 LD의 위치 이동에 의한 수차 발생을 해석한 도면.

제4도는 본 발명의 제3실시예를 설명하기 위한 구성도.

제5a도, 제5b도는 광학식 헤드 장치에 있어서의 부착 조정상태를 도시한 구성도.

제6a도, 제6b도는 본 발명의 실시예의 내부구조를 상세하게 도시한 단면도.

제7a도, 7b도, 7c도는 일반으로 사용되고 있는 광학식 헤드 장치의 구성도.

제8도는 일반으로 사용되고 있는 광학시 헤드 장치의 집광 광학계 구성도면.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 광학식(光學式)정보 기록 매체로 기록/재생/소거를 행하는 광학시 헤드(head)장치에 있어서, 광학계가 가진 구면수차(球面收差)를 없애고, 양호한 집광(集光) 특성이 얻어지도록 구면수차를 보정한 광학식 헤드 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

근년, 무수차에 가까운 소위, 회절(回折)한계 광학계를 이용한 광학장치로서, 광 디스크(disk)의 기억, 호출을 행하는 광학식 헤드 장치의 개발이 활발하게 행하여지고 있다. 제7a도, 제7b도, 제7c도는 이와 같은 광학식 헤드 장치의 중요부의 구성을 도시한 도면이다.

도면에 있어서, (1)은 광원인 반도체 레이저(laser)(이하, LD라 한다.), (2)는 집광 렌즈(lens), (3)은 디스크, (4)는 디스크(3)의 정보 기록면, (5)는 집광렌즈(2)의 집광점, (6)은 LD(1)의 광속출사점(光束出射點), (7)은 LD(1)의 출사광속, (10)은 비임스플리터(beam splitter), (11)은 광검지기, (12)는 정보기록면(4)에 형성된 정보 트랙(track), (13)은 광검지 기상의 집광점, (14)는 회절격자(回折格子), (15)는 원통 렌즈이다.

다음에 동작에 대해서 설명한다. LD(1)의 광속출사점(6)에서 발산광속으로서 출사된 출사광속(7)은 집광렌즈(2)에 의해 수속(收束)광속으로 변환되어, 디스크(3)의 표면쪽의 두께d의 투명기판을 거쳐서 정보면(4)위의 점(5)에 집광된다. 정보면(4)에서 반사된 반사광속은, 집광렌즈(2)를 다시 투과(透過)하고, 비임스플리터(10)에 의해 출사광속(7)과 분리되며, 광검지기(11)에 수광되어 신호가 얻어진다.

집광렌즈(2)에 의한 디스크(3)위의 집광점(5)는 항상 정보트랙(12)에 조사되어 있을 필요가 있으며, 이로 인해 포로커스써보(focus servo), 트랙킹써보(tracking servo)기능을 갖는다.

제7도의 장치에 있어서는, 비점(非點)수차법 포오커스써보, 트윈 스포트(twin spot)법 트랙킹 써보를 행한다. 이점에 대해서 간단히 설명을 한다.

비점 수차법은 반사광속중에 원통렌즈(15)와 같은 비점수차 발생수단을 배치하여, 반사광속에 비점수차를 부여한다. 정보트랙(12)위에 정확하게 초점(5)가 있을 때, 광검지기(11)위에서 최소착란원(最小錯亂圓) 13이 조사되도록 광검지기(11)을 광축방향으로 조정하여 둔다. 광 검지기는 제7도(b)에 도시한 것과 같은 4분할검지기(11a), (11b), (11c), (11d)를 갖는다.

이때, 광 디스크(3)의 디스크(3)의 광축방향의 변위(變位)에 대해, 광 검지기(11)위의 스포트(spot)형상은, 최소착란원(실선(13))에서 가늘고 긴 타원(楕圓) 스포트(점선)와 같이 변화한다. 이 스포트 형상의 변화를 전기신호로서 얻기 위하여, 4분할 검지기의 대각(對角)성분의 각각을 합한 출력을 차동연산(差動演算){((11a)+(11c)-(11b)+(11d))}하는 것에 의해, 포오커스 에러(focus error)신호를 얻고, 도시하지 않은 포오커스 작동기(actuator)에에 의해 집광렌즈(2)를 움직여, 집광점(5)의 정보면(4)로부터의 광축방향의 엇갈림을 보정할 수 있다.

트윈 스포트법에 있어서는, LD(1)의 출사광속(7)중에 배치된 회절격자(14)에 의해, 광속은 0차광(次光)과 ±1차광의 여러개로 나누어져, 정보 트랙(12)위에 제7c도와 같이 집광된다. 0차광은 정보 트랙의 중앙에 정확하게 조사되어, 신호의 호출, 기록에 사용된다. ±1차광은 트랙에서 약간 엇갈린 위치에 놓여져, 3개의 스포트를 연결한 선은 정보트랙(12)에 대해 약간 기울고 있다.

이때의 ±1차광의 회절반사광속을 광 검지기(11e), (11f)로 수광하고, 그 차신호((11e-11f))를 트랙킹 에러 신호로서 얻고, 도시하지 않은 작동기에 의해 집광 렌즈(2)를 움직여서 집광점(5)의 정보 트랙(12)로부터의 면내(面內)엇갈림을 보정한다.

상기와 같은 광학식 헤드장치에 있어서는, 기록매체상에 축적되는 정보밀도는 가능한한 높여서, 대용량 정보 매체로서 이용하기 위하여, 피트(pit)길이와 트랙간격은 LD(1)에서 집광렌즈(2)에 달하는 집광계가 회절한계 상태에 있을 경우에, 신호를 호출할 수 있는 정도로 적게 되어 있다.

즉, 회절한계의 집광 스포트(5)를 정보 트랙(12)에 조사하기 위하여, 정보면(4)에 입사하는 수속광속은 무수차이어야만 된다. 이때, 회절한계로서 허용되는 파면(波面) 수차이 표준편차는 0.07λ(Marechal한계)이다.

그러나, 상술과 같이 두께 d의 투명기판 디스크를 거친 집광이 행하여지는 경우 4차구면수차로서,

인식으로 주어지는 것과 같은 파면수차가 발생하는 것이 알려져 있다.

광 디스크용 헤드에서는, 무수차에 가까운 집광이 필요하기 때문에, 집광렌즈(2)는 설계의 단계에서 사전에 구면수차를 W40만큼 보정부족으로 하여두고, 광속이 디스크 기판을 통하였을때에 발생하는 수차와 상쇄하여, 바란스(balance)가 취해지도록 설계상의 배려가 되어 있다.

또, 제8도는 광학식 헤드 장치(제7도)에 있어서의 집광 광학계만을 빼낸 도면이며, 도면에 있어서, 11, 12는 집광렌즈의 주면 H와 H'에서 광원출사점(6), 집광점(5)로의 거리이고, 이 거리 11, 12는 광 디스크용 헤드의 설계 상태에 있어서의, 광원의 출사점(6)과 디스크(3)위의 집광점(5)가 근축(近軸)광선에 관해서 공역(共役)관계가 되도록 설정된다.

즉, 집광렌즈(2)의 초점거리를 f0로 하면,

인 관계가 성립되도록 되어 있다.

또, 상기 식(2)를 만족하는 것과 같은 위치관계에 있어서, 집광광속의 파면의 흐트러짐, 즉 파면수차가 가능한한 적게 되도록 집광렌즈(2)의 파라메터(parameter)(렌즈 형상, 두께 등)이 설정된다.

그러나, 상기와 같은 광학식 헤드장치에서는 몇 개의 파면수차의 발생요인이 있고, 기록/재생 특성을 열화(劣化)시키는 요인으로 되어 있다. 여기서, 파면수차 성분의 하나로서는, 구면수차에 대해 고찰한다.

그 발생요인으로서, ① 디스크의 두께 오차, ② 디스크이 굴절율의 흐트러짐, ③ 집광렌즈의 굴절면 형상의 설계치로부터의 엇갈림, ④ 집광렌즈의 두께의 오차, ⑤ 집광렌즈의 굴절율의 흐트러짐등이 거론된다.

예를 들면, 굴절율 N=1.55의 폴리 카보네이트(poly carbonate)기판의 디스크에서는 집광렌즈의 집광비임의 개구수(開口數)(NA)로서 sinθ2=0.5를 사용하면, 파장 0.78μm의광에 대해, 디스크의 두께의 설계 중심으로부터의 엇갈림을 50μm로 하였을 경우, 상기 (1)식을 사용하여, rms파면수차의 변화분으로서 0.014λ가 얻어진다. 즉, 이정도의 미소한 두께오차에 의해서도 상술의 허용 rms파면수차 0.07λ의 20%에 달하는 것이다.

이외에, 상술의 ②∼⑤의 어떠한 요인도 광축에 대칭인 4차구면수차를 발생하는 원인으로 되며, 각 수차요인의 중복은 역시 광축에 대해서 대칭인 수차성분으로 되기 때문에, 합계로서 4차구면수차가 잔존하는 것으로 되어, 하나의 규격화된 반경에 대해, 파면 수차는 W₄₀·ρ⁴(단, 0＜ρ＜1)의 형태로 표시할 수가 있다.

이와 같은 구면수차가 존재하는 결과로서, 집광점(집광스포트)(5)의 중심강도가 저하하여, 결과적으로 집광점의 지름이 커지는 것은 잘 알려진 사실이다. 광헤드에 있어서, 집광점(5)의 지름의 증가는, 광학계의 OTF의 열화에 이어져서, 그 결과, 광 디스크용 헤드의 기록/호출의 고밀도성이 손실되어, 성능 열화에 이어진다고 하는 문제점이 있었다.

[발명의 개시]

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 매우 간단한 부품의 위치조정에 의해, 구면수차를 극력 적게한 광학식 헤드 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 광학식 헤드 장치는, LD와 집광 렌즈 사이의 광축방향 거리를 변화시켜, 그 변화에 의해서 발생하는 구면수차와 함께 광학계의 결함으로서의 구면수차 성분을 양호하게 바란스시켜서, 집광광속에 포함되는 파면수차를 감소시키도록 조정하는 것에 의해, 수차 특성을 개선하여 집광계의 집광성능을 개선한 것이다.

또, 본 발명에 관한 광학식 헤드장치는, 광원, 비임 스플리터, 광 검지기가 서로의 상대거리를 고정한 유니트(unit)로서 구성되며, 이 유니트를 집광렌즈의 광축방향으로 조절하는 것에 의해, 구면수차를 보정하도록 구성하여, 광 검지기상의 집광 스포트가 움직이는 일이없이 집광 광학계의 구면수차를 보정할 수 있도록하여, 설계 그대로의 포오커스 센서(focus sensor)특성, 트랙킹 센서(tracking sensor)특성을 유지한 그대로 회절한계의 무수차, 집광계를 얻을 수 있도록 하는 것을 또하나의 목적으로 한다.

[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]

다음에, 본 발명의 제1실시예를 상기 제7도와 제8도와 같은 부분에 같은 부호를 붙여서 표시한 제1도에 대해서 설명한다. 제1도에 있어서, (8)은 LD(1)의 광축방향(화살표의 Z방향)에 따라서 장, 부의 방향으로 변위시키는 조정수단이다.

조정수단(8)로 LD의 위치를 광축방향에 따라서 정규의 위치, 즉 LD(1)과 유한공역형 대물렌즈로 되는 집광렌즈(2)사이의 정규의 거리 l1에서 떨어지게 할 수가 있다. 집광렌즈(2)의 파라미터는, 도면중의 LD(1)에서 집광렌즈(2)의 제1주면 H까지의 거리 l1, 제2주면 H'에서 디스크(3)의 정보면까지의 거리 l2로 하였을 경우에 가장 적합하게 되도록 설게되어 있다.

따라서, LD(1)의 위치를 변이시키는 것에 의해, LD(1)에서 제1주면 H까지의 거리가 l1에서 l1+△로 변화하였다고 하면, 가장 적합한 설계상태에서 벗어남으로 구면수차가 발생한다.

제3a도는 어떤 집광렌즈를 예로하여 11의 변위량 △에 대한 구면수차 발생량의 관계를 계산한 그래프(graph), 제3b도, 제3c도는 △=±1mm일때의 수차도형을 도시한 것으로, 제3b도는 △=-1mm, 제3c도는 △=+1mm의 경우이다.

이와 같이, LD(1)의 위치를 집광렌즈(2)에서 멀리하든지, 가깝게 하든지 하는것에 의해, 집광렌즈는 정, 부의 구면수차를 발생하는 것으로, 원래의 광학계에 상술한 것과 같은 결함에 의해, 구면수차가 존재하였다고 하면, 상기 LD(1)의 위치를 조정하는 것에 의해, 서로의 구면수차를 상실할 수가 있다. 이 예의 경우, LD(1)을 ±1mm움직이는 것에 의해, 구면수차를 약 ±λ/4도 조정할 수가 있다.

제2도는, 본 발명에 제2실시예를 도시한 도면이고, 제2도에 있어서 집광렌즈(2)에 광축방향의 위치조정수단(9)가 부가되어 있고, LD(1)과 집광렌즈(2)의 거리조정을 그 집광렌즈쪽에서 행하고 있는 것이, 상기 제1실시예와의 틀린점이다. 이 제2실시예도, 구면수차의 원인으로 되는 파면수차를 감소시키는 원리자체는, 단지 LD와 집광렌즈와의 사이의 거리의 변화에 의존함으로 아무것도 제1실시예와 틀리는 점이 없고, 파면 수차의 감소가 가능하게 되는 것이다.

그리고, 조정수단(8) 또는 (9)는 반드시 연속적인 가동이 아니라도 좋으며, 몇개의 이산적(離散的)인 위치를 정하는 마운트(mount)와 같은 것을 교체하는 것에 의해, 가장 파면수차가 적은 위치를 근사적으로 부여하는 것과 같은 장치라도 파면수차의 저감에도 유효하다는 것은 말할 것도 없다. 또, 본 발명의 집광광학장치에 의한 수차 보정은, 반드시 광 디스크용 헤드의 집광광학계에만 한정되는 일없이 회절한계에 가까운 광학성능을 요구되는 광학계의 구면수차 보정에도 마찬가지로 적용이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 제1도와 제2도에 도시한 실시예에 의하면, LD와 집광렌즈의 사이의 거리를 변화하는 조정수단을 부가하였으므로, LD와 집광렌즈의 사이의 거리를 변화시켜서 집광 광학계가 가지고 있던 구면수차에 기인하는 파면수차를 대폭으로 저감할 수 있도록 조정할 수가 있어, 집광광학계의 성능을 회절한계내에 거두어들이는데에 매우 유효하다. 그 결과 이 광학식 헤드장치를 광헤드 광학계의 집광광학계에 적용하였을 경우에는, 집광점 지름의 소경화(小徑化)개선에 의한, 광학계의 OTF향상에 수반하여, 기억/호출 특성의 구면수차에 의한 열화를 크게 개선할 수 있어, 광학헤드의 수차성분중, 구면수차의 허용량을 확대하는 것이 가능하게 되는 것이다.

그러나, 상술한 2개의 실시예에 있어서도, 다음과 같은 문제가 있는 것이 판명되었다. 다음에, 이 문제점에 대해서 제4도를 이용해서 설명한다.

제4도는 상술한 제1실시예(제1도)에 의한 광학식 헤드 장치를 도시하고, 제2도에 있어서의 구성요소와 동일 또는 상당하는 부분에는 같은 부호를 붙혀서 도시하고 있다.

도면에 있어서, U는 LD(1)의 발광점(6)에서 공역점인 광디스크위의 집광점(5)까지의 거리, b는 비임 스플리터까지의 거리, g는 회절격자까지의 거리, b'는 비임 스플리터에서 또다른 한 개의 공역점인 광검지기(11)위의 집광점(13)까지의 거리이다.

구면수차를 보정하기 위하여, LD(1)의 조정수단(8)에 의해 광축방향(Z)으로 LD(1)을 변위하고 대물렌즈(2)까지의 거리 l1을 △만큼 변화시켜, l1+△로 되었을 때, 비임 스플리터까지의 거리도 b+△로 변화한다.

따라서, 공역점인(13)의 위치도 변화하여, b'가 변화하여 버린다.

이 결과, 광 검지기(11)에 최소착란원(13)을 조사하기 위해서는 광검지기(11) 혹은 광축조정용렌즈(도시하지 않으나, 에를 들면 원통렌즈(15)의 위치에 배치하는 렌즈)를 움직여서 조정하지 않으면 아니된다.

이와 같이 조정범위가 넓게 필요하기 때문에, 원통렌즈(15)에 입사하는 반사광속의 집광위치가 틀리는 것에 의해, 비점격차가 변화하여 포오커스 센서 특성이 설계치와 틀려져 버린다고 하는 중대한 문제가 생긴다. 또 광원 발광점(6)과 회절격자(14)의 거리 g도 △변화한다.

이때, 제7c도에 있어서이 스포트 간격 p는, △에 비례해서 변화하며, 제7b도에 있어서의 광검지기 위의 스포트 간격 p'도 대략 △에 비례해서 변화한다. 이것은 소정의 위치에 형성된 광 검지기(11e), (11f)에 조사되지 않을 염려가 있을뿐만 아니라, p'가 적어지는 경우에는, 0차광에 간섭하여 포오커스 센서 특성, 트랙킹 특성 모두에 영향을 미치는 문제가 있다.

다음에 상술한 제2의 실시예에 의한 광학식 헤드 장치의 문제점을 기술한다.

집광렌즈(2)를 움직여서 11을 11+△로 하는 것에 의해, 상기(2)식에 따라 집광렌즈(2)에서 디스크까지의 거리 12도 변화하여 버린다. 따라서, 정보면(4)에 집광점(5)를 형성할려면, 광 디스크(3)을 광축방향으로 움직이지 않으면 아니된다. 이것은 플레이어(player)에 광학식 헤드 장치를 올려 놓을때에 크나큰 조절기구가 필요하게 되는 것을 의미하며, 실용상 바람직하지 않다.

한편, 상술의 제1실시예에서는 LD(1)만을 변위시키므로, 광학식 헤드 장치에 적용하였을 경우에 상술한 문제가 발생하는 것으로서, 광 디스크에 대한 광학식 헤드 장치 저체의 위치를 조정하면, b, g(제4도)의 거리는 변하지 않으며, 문제가 발생하지 않을 가능성이 있다.

즉, 제1실시예에서는 11의 거리를 바꾸는 것에 의해서, 구면수차를 조정하는 것이며, 이것은 광점(6)과 광디스크위의 집광점(5)의 공역점 사이의 거리 U를 바꾸는 것에 불과하다.

그래서, 구면수차 보정을 위한 다른 실시예로서 제5a도, 5b)에 도시한 것과 같은 것이 생각된다.

제5a도에 있어서, U는 광원의 발광점(6)과 광디스크상의 집광점(5)까지의 거리이다. (16)은 광학식 헤드장치, A는 광학식 헤드 장치(16)의 설치기준면을 도시하고 있으며, t는 설치기준면 A에서 광 디스크(3)까지의 거리이다.

제5a도는 구면수차보정전의 기준상태의 광 디스크와의 상대 배치관계를 도시하고 있으며, 제5b도는 광학식 헤드장치(16) 전체를 △만큼 Z방향으로 이동시켰을때의 상대적위치 관계를 도시하고 있다.

제5b도에 있어서는, 광원발광점(6)에서 디스크위의 집광점(5)까지의 거리는 U+△로 되고, 구면수차는 미소한 이동 △에 의해 보정된다.

그러나, 제5a도, 제5b도의 실시예에 있어서는 설치 기준면 A에서 광 디스크(3)에 도달하는 거리 t가 t+△로 변화하므로, 이 광학식 헤드 장치를 플레이어에 적용할때에는, 광학식 헤드 장치(16)의 설치 높이를 바꾸는 기구가 필요하며, 또 플레이어내의 다른 부품과의 스페이스 배분의 문제가 발생하는 것으로 되어, 역시 바람직한 것은 아니다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 또다른 실시예(제3의 실시예)를 포함하고 있으며, 광원과 대물렌즈 사이의 거리를 조정하는 수단을 가지며, 또한 포오커스 센서특성, 트랙킹 센서 특성을 기준설계와 같이 유지하며, 무수차의 집광 광학계를 구성할 수 있는 광학식 헤드 장치에 대해서 다음에 상세하게 기술한다.

제3의 실시예는, 제4도를 이용하여 설명되지만, 제4도에 도시되어 있는 조정수단(8)은 사용하지 않으므로, 다음의 설명에서는 조정수단(8)이 없는 것으로 한다. 본 실시예에서의 포오커스 서보, 트랙킹 써보 방식, 구면수차 보정법원리는 상술한 것과 전부 동일하기 때문에, 이들에 관한 설명은 생략한다.

본 실시예에서 있어서는 g, b, b'의 거리는 고정되어 있다. 따라서, 구면수차를 보정할려면, 조정수단(17)에 의해서 LD(1), 회절격자(14), 비임 스플리터(10), 원통 렌즈(15), 광 검지기(11)을 전체적으로 광축방향(Z방향)으로 움직이는 것에 의해 1₁이 거리를 조정한다. 이 결과, 앞에서 기술한 것과 같이 구면수차를 보정할 수 있다.

그러나, LD(1)과 비임 스플리터의 거리 b는 변하지 않으므로, LD(1)에 발광점(6)과 공역관계에 있는 광디스크에서의 반사광속의 집광점(13)과 비임 스플리터의 거리도 변하지 않으므로, b'등과 같다. 따라서, 집광점(13)은 광검지기(11)에 조사된 그대로이다.

당연히 비점격차도 변하지 않으므로, 포오커스 센서 특성은 기준상태(설계치)와 거의 변하지 않는다. 또, 본 실시예에서는 LD(1), 회절격자(14)사이의 거리 g도 변하지 않으므로, 앞에서 기술한 것과 같이 제2b도에 있어서 스포트 간격 p'가 변화하지 않고, 트랙킹 센서 특성, 포오커스 센서특성 모두가 변화하지 않고 양호한 써브 특성을 유지할 수 있다.

근래, 대물렌즈로서 낮은 코스트, 경량을 목절으로한 플라스틱 성형렌즈, 혹은 유리 몰드(glass mold)(프레스)렌즈, 그레이팅 렌즈(grating lens), 프레넬 렌즈(fresnel lens)등의 사출성형, 프레스 성형의 렌즈가 고안되어 일부 실용화되고 있다. 이와 같은 렌즈는 대량생산이 용이한 반면, 성형사의 제조 오차, 금형 자체의 설계로부터의 오차에 의해 수차가 발생한다. 그러나, 동일한 성형 롯트(lot)의 렌즈 사이에는 수차의 흐트러짐이 비교적 적고, 어떤 일정한 수차특성을 가진 것이 알려지고 있다. 그래서, 본 발명의 제4의 실시예로서 어떤 성형 롯트의 많은 렌즈의 파면수차량, 예를 들면 구면수차의 평균치를 파악하여 두면, 광학식헤드장치 한대마다 제3실시예와 같은 구면수차 보정수단(17)을 사용하는 일은 없고, 사전에 11이 틀리는 여러 종류의 광학경통(鏡通)을 준비하여 두고, 상기 구면수차의 평균치를 보정하는데 있어 가장 가까운 경통을 선택하면, 동일한 롯트의 렌즈에 대해서는 같은 종류의 경통을 사용하는 것에 의해 어느정도 구면수차를 보정할 수 있다.

제6a도, 제6b도 있어서, 다시 상세히 설명한다. 도면에 있어서, (18)은 광학경통, (19)는 포오커스와 트랙킹용 작동기이다. 제6a도에 있어서는, LD(1)의 발광점(6)에서 집광렌즈(2)의 주변 H까지의 거리가 1_1a로 되어있고, 또 제6b도에서는 1_1b로 되는 경통(18)을 사용한 광학식 헤드장치이며, 제6a도, 제6b도 모두 g, b, b'의 거리는 동일하다.

또, A는 광디스크의 기준위치까지의 거리가 일정치 t인 광학식 헤드장치의 기준 설치 위치이며, (a), (b) 도면모두가 광디스크에서 동일한 위치 t에 있다.

예를들면, 어떤 롯트에서 얻어진 여러개의 대물렌즈에는, 통계적으로 어떤 일정한 구면수차를 갖는 것을 알고 있으면, 이 구면수차치에 대해서는 1_1a의 거리로 되는 제6a도의 경통(18)을 사용하였을 경우, 제6b도의 경통(18')의 경우보다 구면수차 보정효과가 클때에는, 이 롯트의 렌즈에 관해서는 전부(a)도의 경통(18)에 올려놓으면 좋다. 이와 같이 해서, 1₁의 수치가 조금씩 틀리는 여러종류의 경통(18)을 준비하여두면, 어느 정도 정밀도 좋게 구면수차를 보정할 수 있다. 이 경우, 제1의 실시예와 같은 조정수단을 갖지않고 끝낼수가 있으므로, 낮은 코스트인 광학식 헤드장치가 구성되고, 또한 본 발명의 요지인 b, g, b'를 일정하게 하는 조건을 만족하므로, 제1의 실시예와 동등한 효과가 얻어진다. 그리고, 제3의 실시예에 있어서는 설치면 A에서 디스크에 도달하는 거리 t를 일정하게 유지할 수가 있으므로, 광학식 헤드 장치를 플레이어로 사용할때에, 어떠한 디스크 설치위치나, 광학식 헤드장치 설치 위치를 바꾸지 않아도 좋다. 그리고, 본 실시에에서는 비점 수차법 포오커스 써보, 트윈 스포트법 트랙킹 써보를 사용하였으나, 푸코(Foucault)법, 나이프 에치(Knife etch)법, 임계각법(臨界角法), 헤테로 다인(heterodyne)법, 푸쉬 풀(push-pull)법등의 써보 방식에도 적용되며, 요는 센서계로의 반사광속과 광원으로부터의 출사광속을 비임 스플리터로 분리하고 있는 광학계에 있어서, 광원, 비임 스플리터, 광 검지기의 상대위치를 바꾸지 않고 광원에서 대물렌즈까지의 거리를 변경하는 것으로 본 발명의 목적이 달성된다.

이상과 같이, 본 발명은 광원, 비임 스플리터, 광 검지기를 서로의 상대위치를 바꾸는 일없이, 집광렌즈에 대해 광축 방향으로 조절하도록 하였기 때문에, 포오커스 트랙킹 특성이 변화하는 일없이 집광광학계 구면수차를 보정하여 회절한계 집광계를 구성할 수가 있다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 광 디스크, 콤팩트 디스크(compact disk)등에 사용되는 광학식 헤드에 적용된다.

Claims (12)

1. 반도체레이저(1)과 상기 반도체레이저에서 출사한 광속을 집광하는 유한공역형 집광렌즈(2)를 포함하는 광학식 헤드 장치에 있어서, 상기 집광렌즈(2)를 거쳐서 집광된 상기 광속의 구면수차가 감소되도록 광축을 따라 상기 반도체레이저(1)과 상기 집광렌즈(2)사이의 거리를 조정하는 조정수단을 포함하는 광학식 헤드장치.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 조정수단은 상기 광축을 따라 상기 반도체레이저를 이동시키는 수단(8)을 포함하는 광학식 헤드장치.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 조정수단은 상기 광축을 따라 상기 집광렌즈를 이동시키는 수단(9)를 포함하는 헤드장치.
4. 광원(1), 상기 광원에서 출사한 광속을 정보기록매체(3)상에 집광하는 유한공역형광학 집광수단(2), 상기 정보기록매체에서 반사한 광속을 상기 출사한 광속으로부터 분리하는 비임 스플리터소자(10) 및 상기 반사한 광속을 수광하는 광검지기(11)을 포함하는 광학식 헤드장치에 있어서, 상기 광원(1), 상기 비임스플리터소자(10) 및 상기 광검지기(11)을 포함하는 제1이 광학소자군, 상기 유한공역형 광학집광수단(2)를 포함하는 제2의 광학소자군과 상기 정보기록매체(6)상에 집광한 상기 광속의 구면수차를 보정하도록 상기 광축을 따라 상기 제1 및 제2의 광학소자군사이의 거리를 조정하는 조정수단을 포함하며, 상기 제1의 광학소자군이 서로 고정된 상대위치를 갖는 광학식 헤드장치.
5. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 조정수단은 상기 광축을 따라 상기 제1의 광학소자군을 이동시키는 수단(17)을 포함하는 광학식 헤드장치.
6. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 또 상기 제1 및 제2의 광학소자군에 속하는 상기 광학소자를 탑재한 경통(18, 18')를 포함하며, 상기 경통은 상기 제1 및 제2의 광학소자군 사이의 거리를 단계적으로 다르게 규정하기 위해 설계된 여러개의 경통중에서 선택되고, 상기 선택된 경통은 상기 구면수차를 가장 적게 하는 경통으로 되는 광학식 헤드장치.
7. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 또 상기 제1의 광학소자군은 회절격자(14)를 포함하는 광학식 헤드장치.
8. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 광학집광수단(2)는 유한공역형의 대물렌즈를 포함하는 광학식 헤드장치.
9. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 조정수단은 포커스작동기(19)와 분리되어 독립적으로 제어되는 광학식 헤드장치.
10. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 조정수단은 포커스작동기(19)와 분리되어 독립적으로 제어되는 광학식 헤드장치.
11. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 집광렌즈는 위치가 고정되는 광학식 헤드장치.
12. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 반도체레이저는 위치가 고정되는 광학식 헤드장치.

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