KR910001332B1 - 광 헤 드 - Google Patents

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KR910001332B1
KR910001332B1 KR1019860008421A KR860008421A KR910001332B1 KR 910001332 B1 KR910001332 B1 KR 910001332B1 KR 1019860008421 A KR1019860008421 A KR 1019860008421A KR 860008421 A KR860008421 A KR 860008421A KR 910001332 B1 KR910001332 B1 KR 910001332B1
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히데오 안도
아키히코 도이
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가부시키가이샤 도시바
와타리 스기이치로
도시바지도우기기엔지니어링 가부시키가이샤
야스오카 스미오
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Abstract

내용 없음.

Description

광헤드
제1도 및 제2도는 종래의 광헤드의 광학시스템을 나타낸 개략도.
제3도는 본 발명의 1실시예에 따른 광헤드의 개략도.
제4도는 제3도에 도시된 광검출기로부터의 신호를 처리하여 초점오차신호 및 정보신호를 발생시켜 주는 회로를 나타낸 블럭도.
제5(a)도∼제5(c)도, 제6(a)도∼제6(c)도는 제4도에 도시된 광검출기상에 형성되는 초점상태 및 비초점상태에서의 광점(beam spot)의 형태를 도시한 평면도.
제7도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광헤드의 개략도.
제8도는 제7도에 도시된 광검출기로부터의 신호를 처리하여 초점오차신호 및 정보신호를 발생시켜 주는 회로를 도시한 블럭도.
제9(a,b)도와 제10(a,b)도 및 제11(a,b)도는 제8도에 도시된 초점검출용 광검출기상에 형성되는 초점상태 및 비초점상태에서의 광점의 형태를 나타낸 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 반도체레이저 12 : 콜리메이터(collimator)렌즈
14 : 타원보정 프리즘 16 : 빔스플리터(beamsplitter)
18 : 반사경 20 : 대물렌즈
22 : 정보기록매체 24 : 빔스플리터
26 : 1/2파장판 28 : 볼록렌즈
30 : 편광빔스플리터 32,34 : 광검출기
36 : 볼록렌즈 38 : 원기둥렌즈
40,44 : 광검출기 42 : 오목렌즈
50 : 반도체레이저 52 : 콜리메이터렌즈
54 : 광입사면 56 : 빔스플리터
58 : 반사경 60 : 대물렌즈
61 : 보이스코일(voice coil) 62 : 정보기록매체
64 : 자석장치 66 : 1/2파장판
68 : 집광렌즈 70 : 빔스플리터
72 : 제1광검출기 74 : 제2광검출기
72-1,72-2,72-3,72-4 : 광감지영역 74-1,74-2,74-3,74-4 : 광감지영역
76 : 제1가산기 78 : 제2가산기
80 : 제1감산기 82 : 제3가산기
84 : 제4가산기 86 : 제2감산기
88,90 : 원기둥렌즈 L,Ll,L2: 레이저빔
92 : 제1광검출기 94 : 제2광검출기
92S0∼92S2,94S0∼94S2: 광점형태 92A∼92C,94A∼94C : 광감지영역
106 : 제1가산기 108 : 제2가산기
110 : 제1감산기 112 : 제3가산기
114 : 제4가산기 116 : 제2감산기
[산업상의 이용분야]
본 발명은 소거가능한 정보기록매체에 정보를 기록하고, 그 정보기록매체로부터 정보를 재생할 뿐만 아니라 그 정보기록매체에 기록된 정보를 소거할 수 있는 정보기록·재생 및 소거장치에 적용되는 광헤드에 관한 것으로, 특히 그 구조가 간단한 정보기록·재생 및 소거장치용 광헤드에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
일반적으로 정보기록매체에 대해 커어효과(Kerr effect) 또는 패러데이효과와 같은 광자기효과를 이용하여 정보기록매체에 대해 광학적으로 정보를 기록·재생 및 소거하는 장치가 알려져 있는 바, 이러한 장치로는 종래 예컨대, 제1도와 제2도에 도시한 바와 같은 광헤드가 채용되고 있다.
제1도에 도시된 광헤드에서는 반도체레이저(10)에서 발생된 타원형의 레이저빔(laser beam)이 콜리메이터렌즈(12) 및 타원보정 프리즘(14)에 의해 원형의 평행광속(光束)으로 변형되어 빔스플리터(16 ; beam splitter)와 반사경(18)을 매개하여 대물렌즈(20)로 입사되고, 이 대물렌즈(20)에 의해 정보기록매체(22) 위에 집속(集束)된다.
이 정보기록매체(22)에서 반사된 레이저빔은 반사경(18) 및 빔스플리터(16)에서 반사되고, 이 반사된 레이저빔은 빔스플리터(24)에서 2계(系)로 분리되는 바, 한쪽의 레이저빔은 1/2파장판(26)을 통과함으로써 편광면이 약 45°회전되어 볼록렌즈(28)에 의해 집속된다. 이 볼록렌즈(28)에서 집속된 레이저빔은 편광빔스플리터(30)에서 P편광성분 및 S편광성분으로 분리되고, 각각의 P편광성분 및 S편광성분의 레이저빔은 광검출기(32, 34)로 입사된다. 한편, 상기 빔스플리터(24)에서 분리된 다른 쪽의 레이저빔은 볼록렌즈(36) 및 원기둥렌즈(38)를 매개하여 광검출기(40)로 입사된다.
이러한 광헤드에서는 광검출기(40)로부터 초점오차신호가 발생되고, 광검출기(32, 34)의 한 쪽으로부터 트랙킹신호가 발생된다. 또, P편광성분과 S편광성분의 레이저빔의 강도차(强度差), 즉 광검출기(32, 34)의 출력신호의 차(差)로부터 정보기록매체(22)에 기록된 정보가 독출된다.
또, 제2도에 도시된 광헤드에서는 제1도에 도시한 광헤드의 빔스플리터(24)를 제거하고 구면(球面)오목렌즈(42)가 설치되어, 편광빔스플리터(30)에서 분리된 P편광성분의 레이저빔을 검출하는 광검출기(40)에서 초점오차신호가 발생되고, S편광성분의 레이저빔을 검출하는 광검출기(44)에서 트랙킹신호가 발생된다. 또, 광검출기(40, 44)의 출력신호의 차(差)로부터 정보기록매체(22)에 기록된 정보가 독출된다.
이와 같은 광헤드에서는 정보기록매체에 기록되어 있는 정보를 독출함에 있어, 그 정보재생신호의 S/N비를 향상시키기 위해 이른바 차동검출법(差動檢出法)을 채용하고 있다. 그리고, 제1도에 도시된 광헤드에서는 그 재생신호검출시스템 외에 초점오차검출시스템을 설치하고 있기 때문에, 광학부품의 수가 많아지게 되고 구조가 복잡해진다는 문제가 있었다.
또, 제1도 및 제2도에 도시된 광헤드에서는 초점오차검출시 소위 비점수차방식(非點收差方式 ; 일본 특공소 제53-39123호 공보 참조)을 채용하고 있는 바, 이러한 비점수차방식에 있어서는 정보기록매체 위에서 레이저빔의 집광점이 트랙가이드용 연속홈을 가로지를 때, 그로부터 발생되는 회절패턴에 의한 영향을 받아 초점오차신호에 노이즈가 발생하기 쉽기 때문에 정확한 초점오차검출을 할 수가 없고, 또 정보기록매체가 기울어지거나 하면 광검출기상에서의 레이저빔의 집광점이 이동하게 되므로 정확한 초점오차검출을 할 수 없다는 문제가 있다.
[발명의 목적]
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 소거가능한 정보기록매체에 적용되어 비교적 간단한 구조를 갖추고서도 정확하게 초점오차를 검출할 수 있는 광헤드를 제공함에 그 목적이 있다.
[발명의 구성]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정보기록매체에 정보를 기록하고 그 기록된 정보를 정보기록매체로부터 재생함과 더불어 상기 기록된 정보를 정보기록매체로부터 소거하도록 된 광헤드에 있어서, 레이저빔을 발생시키는 광발생수단과, 이 광발생수단에서 발생되는 레이저빔을 집속시켜 그 집속된 레이저빔을 정보기록매체를 향해 조사하는 대물렌즈, 정보의 소거 및 기록시에 정보기록매체에 자계(磁界)를 공급하는 자계공급수단, 정보기록매체에서 반사되어 대물렌즈를 통과한 레이저빔을 다른 편광면에서 편광되는 제1, 제2레이저빔으로 분리하는 빔스플리트수단, 상기 제1, 제2레이저빔을 검출하여 초점오차신호와 정보신호를 발생하는 검출수단, 상기 정보기록매체위에 조사되는 레이저빔이 계속 초점상태가 되도록 상기 초점오차신호에 대응하여 상기 대물렌즈를 광축을 따라 이동시키는 수단을 구비하여 구성되어 있고, 상기 검출수단은 상기 제1레이저빔이 입사되어 이 제1레이저빔이 검출되면 검출신호를 발생하는 복수의 광감지영역을 갖춘 제1광검출기와, 상기 제2레이저빔이 입사되어 이 제2레이저빔이 검출되면 검출신호를 발생하는 복수의 광감지영역을 갖춘 제2광검출기, 상기 제1, 제2광검출기의 광감지영역으로부터의 검출신호를 처리하여 초점오차신호와 정보신호를 전달하는 수단으로 구성되어 있다.
[실시예]
이하, 도면에 의거 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명의 1실시예에 따른 광헤드를 도시한 것이다. 제3도의 광헤드에 있어서는 광원으로 사용된 반도체레이저(50)에서 발생되는 타원형의 거의 직선편광된 레이저빔(L)이 콜리메이터렌즈(52)에 의해 평행광속으로 변환되어 빔스플리터(56)의 광입사면(54)에 경사진 방향으로 입사된다.
상기 빔스플리터(56)의 코팅막은 S편광성분이 100% 반사되는 반면 P편광성분은 70%가 투과되고 30%는 반사되도록 된 것이기 때문에, 빔스플리터(56)를 투과한 레이저빔의 직선편광성이 증가한다.
반도체레이저(50)는 도시되지 않은 구동회로에 의해 구동되는데, 재생시에는 상기 반도체레이저(50)로부터 일정한 광강도를 갖는 레이저빔(L)이 발생되고, 기록시에는 기록할 정보에 따라 광강도가 변조된 레이저빔(L)이 발생되며, 소거시에는 재생시보다도 크고 일정한 광강도를 갖는 레이저빔(L)이 발생된다.
다음, 상기 타원형의 레이저빔(L)이 빔스플리터(56)에, 예컨대 상기한 코팅막이 형성되어 있는 하프미러(half mirror)를 갖춘 프리즘체의 광입사면(54)에 대해 경사진 방향으로 입사됨으로써, 레이저빔(L)은 광입사면(54)에서 타원형으로부터 원형의 빔으로 변환된다. 빔스플리터(56)를 투과한 레이저빔(L)은 반사경(58 ; mirror)에서 반사되어 대물렌즈(60)로 입사되고, 이 대물렌즈(60)에 의해 정보기록매체(62) 위에 집속된다.
이 정보기록매체(62 ; 이하 광디스크라고도 칭함)는 예컨대, 비정질자성합금(非晶質磁性合金)으로 만들어진 기록층을 갖추고서, 동심원주형 또는 나선형의 트랙킹가이드가 상기 기록층의 면 위에 오목 또는 볼록한 형태로 형성되어 있다. 또한, 상기 트랙킹가이드에는 트랙어드레스 및 섹터어드레스 등의 예비정보, 즉 프리포맷(pre-format)신호가 미리 오목 또는 볼록한 형태의 프리비트(pre-bit)로서 형성되어 있다.
상기 정보기록매체(62)의 기록층은 정보가 기록되어 있지 않은 상태에서는 모든 자구(磁區)의 방향이 일정한 방향으로 향해 있고, 기록시에는 자계(磁界)를 인가하여 급가열하면 그 영역의 자구(磁區)의 자화방향이 반전된다.
즉, 기록시에는 자계공급수단인 자석장치(64)에서 발생된 정자계(靜磁界)가 정보기록매체(62)에 인가되고 기록용 레이저빔(L)에 단속적으로 노광되므로, 정보기록매체(62)의 트랙킹가이드가 트레이스되면 특정 영역이 급가열되고 자화방향이 반전되어 정보가 기록된다. 또한, 재생시에는 재생용의 레이저빔(L)에 의해 트랙킹가이드가 트레이스되어 반전자화된 자구(磁區)영역에 집속성의 직선편광레이저빔(L)이 조사되면 그 레이저빔(L)의 편광면이 약간 회전된다.
소거시에는 자석장치(64)로부터 발생된 정자계(靜磁界)가 정보기록매체(62)에 인가되고 자화방향이 반전된 특정영역에 소거용 레이저빔(L)이 조사되면, 그 영역은 서서히 가열되어 자화방향이 다른 영역과 동일하게 되도록 다시 반전된다.
한편, 정보기록매체(62)에서 반사된 레이저빔(L)은 대물렌즈(60)를 통과하여 반사경(58)에서 반사되어 빔스플리터(56)내로 입사되고, 빔스플리터(56)내에서 반사된다. 반사된 레이저빔(L)은 P성분에 대한 S성분의 비율을 크게 하기 위해 1/2파장판(66)을 통과하여 편광면이 약 45°회전된다. 편광면이 회전된 상기 레이저빔(L)은 집광렌즈(68)에 의해 집속되면서 편광빔스플리터(70)에 입사되어, P편광성분 및 S편광성분으로 분리된다.
상기 편광빔스플리터(70)를 투과한 P편광성분의 레이저빔(L1)은 원기둥렌즈(88)를 투과하여 제1광검출기(72)로 입사되고, 상기 편광빔스플리터(70)에서 반사된 S편광성분의 레이저빔(L2)은 원기둥렌즈(90)를 투과하여 제2광검출기(74)로 입사된다.
이때, 상기 원기둥렌즈(88, 90)는 그 장축(長軸)이 서로 직교하도록 배치되고, 이 렌즈(88, 90)에 의해 레이저빔에 대해 다른 방향으로 비점수차(非點收差)가 주어진다. 따라서, 제5a도와 제6a도에 도시된 바와 같이 대물렌즈(60)가 초점상태에 있을 때에는 원형의 광점(beam spot)이 제1.제2광검출기(72, 74)상에 형성되고. 제5b도와 제6b도 또는 제5c도와 제6c도에 도시한 바와 같이 대물렌즈(60)가 비초점상태에 있을 때에는 서로 직교하는 방향으로 길게 늘여진 타원형의 광점이 상기 제1,제2광검출기(72, 74)상에 형성된다.
한편, 상기 제1,제2광검출기(72, 74)는 서로 동일한 구조를 갖고 있다. 즉, 각각 4개의 광감지영역(72-1, 72-2, 72-3, 72-4) 및 광감지영역(74-1, 74-2, 74-3, 74-4)을 갖추고 있는 바, 제4도에 도시된 바와 같이 제1광검출기(72)의 광감지영역(72-1, 72-2, 72-3, 72-4)은 제1가산기(76)에 접속되고, 제2광검출기(74)의 광감지영역(74-1, 74-2, 74-3, 74-4)은 제2가산기(78)에 접속되며, 이 제1 및 제2가산기(76, 78)는 제1감산기(80)에 접속되어 있다.
제1광검출기(72)에는 P편광성분이 입사되고, 제2광검출기(74)에는 S편광성분이 입사되므로 상기 제1 및 제2가산기(76, 78)에서는 각각 P편광성분과 S편광성분에 대응된 전기신호가 발생되고, 제1감산기(80)에서 발생되는 상기 전기신호의 차에 해당하는 감산신호는 P편광성분과 S편광성분의 강도의 차에 해당한다. 즉, 제1감산기(80)에서는 P편광성분과 S편광성분의 강도의 차에 해당하는 정보신호가 발생된다.
또한 제1광검출기(72)의 제1, 제2광감지영역(72-1, 72-2)과 제2광검출기(74)의 제3, 제4광감지영역(74-3, 74-4)은 제3가산기(82)에 접속되고, 제1광검출기(72)의 제3,제4광감지영역(72-3, 72-4)과 제2광검출기(74)의 제1,제2광감지영역(74-1, 74-2)은 제4가산기(84)에 접속되며, 상기 제3, 제4가산기(82, 84)는 제2감산기(86)에 접속되어 있다.
대물렌즈(60)가 초점상태에 있을 때에는 제1 및 제2광검출기(72, 74)의 광감지영역에는 제5a도 및 제6a도에 도시한 바와 같이 거의 원형의 광점이 광감지영역의 중심을 중심으로 하여 형성되므로 제1 및 제2광검출기(72, 74)에 있는 4개의 광감지영역으로부터의 출력신호의 레벨이 같고, 제3, 제4가산기(82, 84)로부터의 가산신호의 레벨도 같다. 따라서, 제2감산기(86)로부터는 거의 "0"레벨의 초점오차신호가 발생되어 대물렌즈(60)가 초점상태로 유지된다.
또, 대물렌즈(60)가 초점상태로 유지되는 위치와 광디스크(62)와의 사이의 비초점상태인 위치에 대물렌즈(60)가 있는 경우에는 제5b도 및 제6b도에 도시된 바와 같이 타원형의 광점이 제1, 제2광검출기(72, 74)에 있는 광감지영역에 형성된다.
따라서 제1광검출기(72)에서는 제1, 제2광감지영역(72-1, 72-2)에 비해 제3, 제4광감지영역(72-3, 72-4)으로부터의 신호레벨이 크고, 또 제2광검출기(74)에서는 제1, 제2광감지영역(74-1, 74-2)에 비해 제3, 제4광감지영역(74-3, 74-4)으로부터의 신호레벨이 작다. 따라서, 제3가산기(82)로부터의 가산신호는 제4가산기(84)로부터의 가산신호에 비해 작아지게 되어 제2감산기(86)로부터는 마이너스레벨의 초점오차신호가 발생되고, 그 신호에 따라 대물렌즈(60)가 보이스코일(61 ; voice coil)에 의해 초점상태가 되는 위치를 향해서 광축을 따라 이동하게 된다.
또한, 대물렌즈(60)가 초점상태로 유지되는 위치와 반사경(58)과의 사이의 비초점상태인 위치에 대물렌즈(60)가 있는 경우에는 제5c도 및 제6c도에 도시된 바와 같이, 제5b도 및 제6b도에 도시된 경우와는 다른 위치로 타원형의 광점이 제1, 제2광검출기(72, 74)의 광감지영역에 형성된다.
따라서, 제1광검출기(72)에서는 제1 및 제2광감지영역(72-1 ,72-2)에 비해 제3 및 제4광감지영역(72-3, 72-4)으로부터의 신호레벨이 작게 되고, 또 제2광검출기(74)에서는 제1 및 제2광감지영역(74-1, 74-2)에 비해 제3 및 제4광감지영역(74-3, 74-4)으로부터의 신호레벨이 크게 된다. 따라서, 제3가산기(82)로부터의 가산신호는 제4가산기(84)로부터의 가산신호에 비해 크게 되어 제2감산기(86)에서는 플러스레벨의 초점오차신호가 발생되고, 이 신호에 따라 대물렌즈(60)가 보이스코일(61)에 의해 초점상태가 되는 위치를 향해서 광축을 따라 이동된다.
한편, 트랙킹신호는 제1 및 제2광검출기(72, 74)에 있는 제3광감지영역(72-3) 및 제1광감지영역(74-1)으로부터의 검출신호를 도시되지 않은 가산기에 의해 가산하고, 제1 및 제2광검출기(72, 74)의 제4광감지영역(72-4) 및 제2광감지영역(74-2)으로부터의 검출신호를 도시되지 않은 가산기에 의해 가산한 후, 양자의 차를 취함으로써 초점신호와 마찬가지로 얻을 수가 있다. 대물렌즈(60)는 이러한 트랙킹신호에 대응하여 도시되지 않은 액츄에이터(actuator)에 의해 광축의 직각방향으로 이동된다.
상기한 바와 같이 제3도에 도시된 광학시스템에서는 1쌍의 광검출기로 초점오차신호와 정보신호 및 트랙킹신호까지도 얻을 수 있으므로, 광학시스템을 콤팩트(compact)하고, 또 가볍게 할 수가 있다. 또, 제1 및 제2광검출기에 대응되는 원기둥렌즈가 그 장축(長軸)이 거의 직교하도록 배치되어 있으므로, 광검출기의 광검출영역에 트랙킹가이드 등의 회절패턴이 나타나더라도 동(同) 회절패턴의 동일 부분은 서로 감산되는 관계에 있는 광검출영역에 발생되어 초점오차신호로 회절패턴에 의해 발생된 잡음이 섞여 들어오는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 제7도, 제8도, 제9(A)도, 제9(B)도, 제10(A)도, 제10(B)도, 제11(A)도 및 제11(B)도를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
제7도에 도시된 광헤드의 광학시스템에서는 비점수차법(非點收差法)이 채용되지 않기 때문에 원기둥렌즈가 설치되지 않은 점이 제3도에 도시된 광학시스템과 다를 뿐이고, 다른 광학시스템은 거의 동일한 것이므로 같은 요소, 같은 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략하였다.
제7도에 도시된 광헤드에서는 편광빔스플리터(70)를 투과한 P편광성분의 레이저빔(L1)이 그 레이저빔(L1)의 초점보다 편광빔스플리터(70)에 가까운 위치에 설치된 제1광검출기(92에 조사된다. 한편, 편광빔스플리터(70)에서 반사된 레이저빔(L2)은 그 레이저빔(L2)의 초점보다도 먼쪽에 설치된 제2광검출기(94)에 조사된다. 여기서, 제1광검출기(92)와 제2광검출기(94)는 각각 같은 형태를 갖는 3개의 영역으로 3분할되어 있고, 또한 대물렌즈(60)가 정보기록매체(62)에 대해 초점이 맞는 위치에 있을 때 제1,제2광검출기(92,94)에 조사되는 레이저빔(L1,L2)의 광량이 서로 같게 되는 위치에 설치되어 있다.
또, 제8도에 도시한 바와 같이 제1, 제2광검출기(92, 94)의 광감지영역은 각각 동심원형태로 2분할되고, 이 2분할된 외측의 광감지영역은 서로 같은 면적을 갖도록 다시 2분할되어 2개의 세그먼트(segment)영역으로 나누어져 있다.
즉, 제1 및 제2광검출기(92, 94)는 각각 제1광감지영역(92A, 94A)과 제2광감지영역(92B, 94B) 및 제3광감지영역(92C, 94C)을 갖추고 있다. 또 상기 제1,제2광검출기(92, 94)의 각각에서 제2,제3광감지영역(92B, 92C 및 94B, 94C)간의 경계선은 그 검출기상에 형성되는 정보기록매체(62)의 트랙이미지가 늘어나는 방향에 평행하게 되도록 설정되어 있다.
다음, 제8도 내지 제11b도를 참조하여 상기 광헤드에 있어서의 초점오차신호 검출수단에 대해 설명한다.
제9a도와 제9b도는 초점이 맞춰졌을 때 제1광검출기(92)에 조사되는 P편광성분 레이저빔(L1)의 광점형태(92S0)와 제2광검출기(94)에 조사되는 S편광성분 레이저빔(L2)의 광점형태(94S0)를 도시한 것으로, 초점이 맞을 때 제1, 제2광검출기(92, 94)에 조사되는 레이저빔(L1,L2)의 광량이 서로 같게 되는 위치에 제1, 제2광검출기(92, 94)가 설치되어 있으므로, 도면에 나타낸 바와 같이 제1, 제2광검출기(92, 94)에 조사되는 레이저빔(L1, L2)의 광점형태(92S厠, 94S忌) 같게 되어 있다.
다음 제10a도와 제10b도는 초점이 맞을 때에 비해 대물렌즈(60)가 정보기록매체(62)에 너무 가깝게 위치하고 있는 상태일 때, 제1광검출기(92)에 조사되는 레이저빔(L1)의 광점형태 (92S1)와 제2광검출기(94)에 조사되는 레이저빔(L2)의 광점형태(94S1)를 도시한 것이다.
이러한 상태일 때에는 초점이 맞을 때에 비해 제1광검출기(92)에 조사되는 레이저빔(L1)의 광점형태가 크게되고, 반대로 제2광검출기(94)에 조사되는 레이저빔(L2)의 광점형태는 작게 된다.
제11a도와 제11b도는 초점이 맞을 때에 비해 광헤드의 대물렌즈(60)가 정보기록매체 (62)로부터 너무 멀리 떨어져 위치하고 있는 상태일 때, 제1광검출기(92)에 조사되는 레이저빔(L1)의 광점형태(92S2)와 제2광검출기(94)에 조사되는 레이저빔(L2)의 광점형태(94S2)를 도시한 도면이다.
이러한 상태일 때에는 대물렌즈(60)가 정보기록매체(62)에 너무 가까이 위치하고 있을 때와는 반대로, 초점이 맞을 때에 비해 제1광검출기(92)에 조사되는 레이저빔(L1)의 광점형태가 작게 되고, 제2광검출기(94)에 조사되는 레이저빔(L2)의 광점형태는 크게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 광헤드에 있어서 초점오차가 발생하고 있을 때에는 제1,제2광검출기(92, 94)상에서의 레이저빔(L1,L2)의 광점크기, 즉 제1 및 제2광검출기(92,94)에서 검출되는 조사광량(照射光量)은 초점이 맞을 때에 비해 서로 반대로 변화하고 있다.
즉, 상기한 바와 같이 편광빔스플리터(70)에서 편광분리된 2계통의 레이저빔(L1,L2)의 광로(光路)에 동일한 초점오차검출원리를 적용한 검출시스템, 즉 제1 및 제2광검출기(92, 94)를 설치함으로써 초점오차에 의한 레이저빔의 광점형태가 서로 반대가 되므로, 초점오차신호에 미치는 영향을 최소로 할 수 있다.
상기 광헤드에서는 제1광검출기(92)의 제1광감지영역(92A)과 제2광검출기(94)의 제2, 제3광감지영역(94B, 94C)의 조사광량의 합과, 제1광검출기(92)의 제2, 제3광감지영역(94B, 92C)과 제2광검출기(94)의 제1광감지영역(94A)의 조사광량의 합과의 차를 검출함으로써 초점오차를 검출할 수가 있다.
제8도는 상술한 바와 같이 초점오차를 검출하기 위해 제1 및 제2광검출기(92, 94)로부터의 신호를 처리하는 회로를 모식적으로 도시한 것으로, 제1광검출기(92)의 제1광감지영역(92A)으로부터의 신호(Sa0)와 제2광검출기(94)의 제2,제3광감지영역(94B,94C)으로부터의 신호(Sb1, Sc1)가 제1가산기(106)에서 가산되고, 또 제1광검출기(92)의 제2,제3광감지영역(92B, 92C)으로부터의 신호(Sb0, Sc0)와 제2광검출기(94)의 제1광감지영역(94A)으로부터의 신호(Sa1)가 제2가산기(108)에서 가산된다.
제1가산기(106)의 출력신호와 제2가산기(108)의 출력신호는 제1감산기(110)로 송출되어 감산처리된다. 이 제1감산기(110)의 출력단자에는 다음 식으로 표시되는 초점오차신호(Sf)가 얻어진다.
Sf= (Sa0+ SB1+Sc1)- (Sa1+Sb0+Sc0) ………………… (1)
상기 초점오차신호(Sf)가 0인 경우에는 대물렌즈(60)가 정보기록매체(62)에 대해 초점이 맞는 상태이고, 상기 초점오차신호(Sf)가 플러스(+)값이면 대물렌즈(60)가 정보기록매체(62)에 대해 너무 가까이 위치하고 있는 비초점상태이며, 또 상기 초점오차신호(Sf)가 마이너스(-)값이면 대물렌즈(60)가 정보기록매체(62)에 대해 너무 멀리 떨어져 있는 비초점상태임을 알 수 있다. 즉, 상기 초점오차신호(Sf)에 따라 정보기록매체가 이동됨으로써 대물렌즈(60)의 초점이 보정된다.
이와 같은 초점오차검출방법에 따르면, 정보기록매체(62)상의 홈이나 정보비트에 의한 회절패턴이 광검출기상에 나타나더라도, 이러한 회절에 의한 영향은 제1, 제2광검출기(72, 74)상에 이들 각 검출기(72, 74)의 중심에 대해 점대칭으로 나타나게 되므로, 초점오차신호(Sf)가 (1)식에 나타낸 바와 같이 검출되면 상기 회절에 의한 영향은 서로 제거되어 홈이나 정보비트의 회절에 의한 영향을 받지 않고 정확한 초점오차신호를 검출할 수 있다.
또, 정보기록매체(62)상에 흠이 나거나 먼지가 묻거나 또는 그 밖의 다른 어떤 원인에 의해 레이저빔(L1,L2)의 형태가 원형으로 되지 않은 경우 등에도 제1,제2광검출기(92,94)에는 각 검출기의 중심에 대해 각각 점대칭인 형태로 나타나게 된다. 그때문에 (1)식으로 나타낸 바와 같이 초점오차신호를 검출하게 되면 그 영향도 서로 제거될 수 있으므로 정확한 초점오차신호를 검출할 수 있다.
또, 정보기록매체(62)가 기울어진다거나, 온도나 충격 등의 외부환경의 변화에 의해 광축의 어긋남 등이 발생하여 레이저빔의 광점이 이동되어도, 제1, 제2광검출기(92, 94)의 각 광감지영역에 대한 조사광량의 변화율은 거의 같게 되기 때문에 그 영향에 의해 발생되는 초점오차신호에 대한 영향도 배제될 수 있다.
또, 상기 광헤드에서는 초점오차신호(Sf)출 취출(取出)하는 레이저빔 (L1,L2)에 의해 정보기록매체(62)에 기록되어 있는 정보를 독출할 수도 있다. 즉, 정보기록매체(62)에 기록되어 있는 정보를 독출할 때에는 제8도에 도시한 회로에서, 제1광검출기(92)에 있는 제1, 제2, 제3광감지영역(92A, 92B, 92C)으로부터의 신호(Sa0, Sb0, Sc0)가 제3가산기(112)에서 가산되고, 제2광검출기(94)에 있는 제1, 제2, 제3광감지영역(94A, 94B, 94C)으로부터의 신호(Sa1, Sb1, Sc1)가 제4가산기(1144)에서 가산된다. 다음, 제3가산기(112)의 출력신호와 제4가산기(114)로부터의 출력신호는 제2감산기(116)로 송출되어 감산처리된다. 이 제2감산기(116)의 출력은 소위 차동검출법(差動檢出法)에 의해 P편광성분의 레이저빔(L1)과 S편광성분의 레이저빔(L2)의 차에 대응하여 정보재생신호로서 처리된다.
또한, 상기 광헤드에서는 초점오차검출을 위한 레이저빔에 의해 다음과 같은 신호를 얻음으로써 트랙킹신호(Fd)를 구할 수가 있다.
즉, Fd = (Sa0+ Sb1) - (Sc0+ Sc1).
따라서, 상기 광헤드는 비교적 간단한 구성으로 초점오차검출 및 정보신호의 검출과 트랙킹오차의 검출을 행할 수가 있다.
이와 같이, 비점수차(非點收差)방식에 의해 초점오차를 검출하여도 2계통의 비점수차가 서로 반대가 되도록 배치되어 있으므로, 상기 문제점에 의한 영향을 배제할 수 있다. 또, 이와 같은 구성의 광헤드에 있어서도 초점오차검출에 사용된 레이저빔 (L1,L2)을 이용하여 제3광검출기에서 얻어진 출력신호와 제4광검출기에서 얻어진 출력신호의 차를 검출하여 정보신호의 재생을 행할 수가 있다.
[발명의 효과]
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기록된 정보의 소거를 행할 수 있는 광헤드에 있어서 비교적 간단한 구조를 갖추고서 정확한 초점오차검출을 행할 수 있으므로, 신뢰성이 높고 안정된 광헤드를 제공할 수가 있다.

Claims (15)

  1. 정보기록매체(62)에 정보를 기록하고, 기록된 정보를 상기 정보기록매체(62)로부터 재생 및 소거를 행할 수 있도록 된 광헤드에 있어서, 레이저빔(L)을 발생시키는 광발생수단(50)과, 이 광발생수단(50)에서 발생된 레이저빔(L)을 정보기록매체(62)를 향해 조사하는 대물렌즈(60), 정보의 소거 및 기록시에 정보기록매체(62)에 자계를 공급하는 자계공급수단(64), 상기 정보기록매체(62)에서 반사되어 상기 대물렌즈(60)를 통과한 레이저빔(L)을 다른 편광면에서 편광되는 제1, 제2레이저빔(L1,L2)으로 분리하는 빔스플리트수단(70), 상기 제1, 제2레이저빔(L1,L2)을 검출하여 초점오차신호와 정보신호를 발생하는 검출수단(72, 74, 88, 90, 76∼86, 92, 94, 106∼116), 상기 정보기록매체(62) 위에 조사되는 레이저빔이 계속 초점상태가 되도록 상기 초점오차신호에 대응하여 상기 대물렌즈(60)를 광축을 따라 이동시키는 수단(61)을 구비하여 구성되어 있으면서, 상기 검출수단은 상기 제1레이저빔(L1)이 입사되어, 이 제1레이저빔(L1)이 검출되면 검출신호를 발생하는 복수의 광감지영역(72-1, 72-4, 92A∼92C)을 갖춘 제1광검출기(72, 92)와, 상기 제2레이저빔(L2)이 입사되어, 이 제2레이저빔(L2)이 검출되면 검출신호를 발생하는 복수의 광감지영역(74-1, 74-4, 94A∼94C)을 갖춘 제2광검출기(74, 94), 상기 제1, 제2광검출기(72, 92, 94)의 광감지영역(72-1∼72-4, 92A∼92C, 74-1∼74-4, 94A∼94C)으로부터의 검출신호를 처리하여 초점오차신호와 정보신호를 전달하는 수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광검출기(72, 92, 74, 94)는 서로 동일한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 빔스플리트수단(70)과 대물렌즈(60)사이에 1/2파장판(66)이 추가로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  4. 제1항에 있어서, 초점을 가지면서 상기 제1 및 제2광검출기(72, 92, 74, 94)위에 상기 레이저빔(L1, L2)을 집광시키는 집광수단(68)을 추가로 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2광검출기(72, 92, 74, 94)중 하나는 그 광감지영역(72-1∼72-4, 92A-92C, 74-1∼74-4, 94A∼94C)이 상기 집광수단(68)과 그 초점사이에 위치하고, 상기 제1 및 제2광검출기(72, 92, 74, 94)의 다른 하나는 그 광감지영역 (72-1∼72-4, 92A∼92C, 74-1∼74-4, 94A∼94C)이 상기 집광수단(68)의 초점밖에 위치하는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2광검출기(92, 94)는 각각 원형의 제1광감지영역(92A, 94A)과, 그 제1광감지영역(92A, 94A)주변에 동심형태로 배치되어 같은 면적을 갖는 제2 및 제3광감지영역(92B, 92C, 94B, 94C)을 갖춘 것을 특징으로 하는 광헤드.
  7. 제6항에 있어서, 초점이 맞는 상태일 때에는 상기 제1 및 제2광검출기(92, 94)의 제1광감지영역(92A, 94A)으로부터 발생된 제1검출신호가 각각 제2 및 제3광감지영역(92B, 92C, 94B, 94C)으로부터 발생된 제2 및 제3검출신호의 합과 거의 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1광검출기(92)의 제1광감지영역(92A)으로부터 발생된 제1검출신호와 제2광검출기(94)의 제2,제3광감지영역(94B, 94C)으로부터 발생된 제2,제3검출신호를 더하여 제1가산출력을 생성하는 가산수단(106)과, 상기 제2광검출기(94)의 제1광감지영역(94A)으로부터 발생된 제1검출신호와 제1광검출기(92)의 제2,제3광감지영역(92B, 92C)으로부터 발생된 제2, 제3검출신호를 더하여 제2가산출력을 생성하는 가산수단(108) 및, 상기 제1, 제2가산출력간에 감산을 실행하여 출력되는 제1감산출력을 초점오차신호로서 생성하는 감산수단(110)을 추가로 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제1광검출기(92)의 제1, 제2, 제3광감지영역(92A, 92B, 92C)으로부터 발생된 제1, 제2, 제3검출신호를 더하여 제3가산출력을 생성하는 가산수단(112)과, 제2광검출기(94)의 제1, 제2, 제3광감지영역(94A, 94B, 94C)으로부터 발생된 제1, 제2, 제3검출신호를 더하여 제4가산출력을 생성하는 가산수단(114) 및, 상기 제3, 제4가산출력간에 감산을 실행하여 출력되는 제2감산출력을 정보신호로서 생성하는 감산수단(116)을 추가로 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  10. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2광검출기(72, 74)와 빔스플리트수단(70)사이에 장축을 갖는 제1, 제2원기둥렌즈(88, 90)가 각각 추가로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2원기둥렌즈(88,90)는 그 장축이 서로 직교하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1, 제2광검출기(72, 74)의 각각은 서로 교차하는 제1 및 제2경계선에 의해 분리되어 같은 면적을 갖는 제1∼제4광감지영역(72-1∼72-4, 74-1∼74-4)을 갖추고 있는 바, 상기제1 및 제3광감지영역(72-1, 72-3, 74-1, 74-3)과 제2 및 제4광감지영역(72-2, 72-4, 74-2, 74-4)은 상기 제1경계선에 의해 각각 분리되고, 상기 제1 및 제 4광감지영역(72-1, 72-4, 74-1, 74-4)과 제2 및 제3광감지영역(72-2, 72-3, 74-2, 74-3)은 각각 제2경계선에 의해 분리된 것을 특징으로 하는 광헤드.
  13. 제12항에 있어서 초점이 맞는 상태일 때에는 제1광검출기(72)의 제1,제2광감지영역(72-1, 72-2)으로부터 발생된 제1, 제2검출신호와 제2광검출기(74)의 제3, 제4광감지영역(74-3, 74-4)으로부터 발생된 제3, 제4검출신호를 더하여 얻어진 제1가산신호가, 제1광검출기(72)의 제3, 제4광감지영역(72-3, 72-4)으로부터 발생된 제3, 제4검출신호와 제2광검출기(74)의 제1,제2광감지영역(74-1, 74-2)으로부터 발생된 제1, 제2검출신호를 더하여 얻어진 제2가산신호의 레벨과 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1광검출기(72)의 제1, 제2광감지영역(72-1, 72-2)으로부터 발생된 제1, 제2검출신호와 제2광검출기(74)의 제3, 제4광감지영역(74-3, 74-4)으로부터 발생된 제3, 제4검출신호출 더하여 제1가산출력을 생성하는 가산수단(82)과, 제1광검출기(72)의 제3, 제4광감지영역(72-3, 72-4)으로부터 발생된 제3, 제4검출신호와 제2광검출기(74)의 제1, 제2광감지영역(74-1, 74-2)으로부터 발생된 제1, 제2검출신호를 더하여 제2가산출력을 생성하는 가산수단(84) 및, 상기 제1, 제2가산출력간에 감산을 실행하여 출력되는 제1감산출력을 초점오차신호로서 생성하는 감산수단(86)을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1광검출기(72)의 제1∼제4광감지영역(72-1∼72-4)으로부터 발생된 제1∼제4검출신호를 더하여 제3가산출력을 생성하는 가산수단(76)과, 제2광검출기(74)의 제1∼제4광감지영역(74-1∼74-4)으로부터 발생된 제1∼제4검출신호를 더하여 제4가산출력을 생성하는 가산수단(78) 및, 상기 제3, 제4가산출력간에 감산을 실행하여 출력되는 제2감산출력을 정보신호로서 생성하는 감산수단(80)을 추가로 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광헤드.
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