KR910006080B1 - 광학식 재생장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 한 실시예를 도시하는 배치도.
제2도는 패턴도.
제3도, 제4도 및 제5도는 제각기 광검출기의 평면도.
제6도, 제7도 및 제8도는 제1도의 설명에 제공하는 배치도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체 레이저 광원 3 : 위상형 회절격자
4 : 편광비임스플리터 5 : 클리메이터렌즈
6 : 1/4파장판 7 : 대물렌즈
8 : 광학식 기록매체 9 : 오목렌즈
10, 11, 12 : 광검출기 13 : 반원주렌즈(원통렌즈)
본 발명은 레이저 광원으로서 반도체 레이저 광원을 사용한 광학식 재생장치에 관한 것이다.
본 발명은 광학계가 콤팩트로 하여 3비임 방식의 트래킹 에러검출을 할 수 있는 광학식 재생장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 반도체 레이저 광원으로부터의 발산비임을 클리메이터렌즈에 의해 평행비임으로 하고 이 평행비임을 대물렌즈에 의해 집광하여 광학식 기록매체에 조사하여 이 광학식 기록매체로부터의 반사비임을 광검출기에 조사하여 재생신호를 얻도록 한 광학식 재생장치에서, 이 반도체 레이저 광원으로부터의 레이저비임을 0차+1차 및-1차의 회절비임으로 분리하는 위상형 회절격자를 상기 반도체 레이저 및 비임스플리터 사이에 배치함과 동시에 이 광학식 기록매체로부터의+1차 및-1차의 회절반사비임의 비임스플리터에 의해 반사된 반사비임을 제각기 수광하는 제1 및 제2의 광검출기 및 광검출기와 비임스플리터 사이에 오목렌즈를 배치하고 제1 및 상기 제2의 광검출기의 차이에 의해 트래킹 에러신호를 얻도록 하여 3개의 광검출기의 거리의 확대 및 조정을 용이하게 하며, 단일의 반도체 기판상에 이들 3개의 광검출기를 용이하게 작성할 수 있도록 한 것이다. 이하 제1도를 참조하면서 본 발명에 의한 광학식 재생장치의 한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
(1)은 반도체 레이저 광원(레이저 다이오드)으로서 이로부터의 발사비임(2)은 발산비임(구면파비임)이다. (4)는 편광비임스플리터, (5)는 클리메이터렌즈, (6)은 1/4 파장판, (7)은 대물렌즈, (8)은 광학식 기록매체, (10)은 재생신호를 얻기위한 광검출기, (13)은 비점수차렌즈로서의 반원주렌즈(원통렌즈)이다.
그리고, 레이저 광원(1) 및 클리메터렌즈(5) 사이의 광로중, 여기서는 반도체 레이저 광원(1) 및 비임스플리터(4) 사이의 광로중에 위상형 회절격자(3)를 장치한다. 이 때문에 레이저 광원(1)으로부터의 발사레이저비임(2)은 이 회절격자(3)에 의해-0차 회절비임(실선) (2a)+1차 회절비임(파선)(2b)-1차 회절비임(1점쇄선)(2c)으로 분리되고, 이 분리된 각 비임(2a) 내지 (2c)는 비임스플리터(4)를 통하여 클리메이터렌즈(5)에 입사되어 제각기 평행비임으로 된 후, 1/4 파장판(6)을 통하여 대물렌즈(7)에 입사되어, 집속비임으로 되며, 기록매체(회전원판)(8)상에 일렬로 줄지어 초점을 맺는다. 또한 기록매체(8)상에 집속하는 각 비임(2a),(2b),(2c)은 그 기록트랙의 배열방향 y상에서 나란히 되며, 0차 회절비임(2a)의 전후에+1차 회절비임(2b),-1차 회절비임(2c)이 위치하고 잇다. 기록매체(8)로부터의 각 반사비임(2a) 내지 (2c)은 역행하고, 비임스플리터(4)로 반사된후 오목렌즈(9)를 통하여 광검출기(10),(11),(12)에 입사한다. 광검출기(11),(12)는 재생신호를 얻기 위한 광검출기(10)와는 별개로 장치되며 제각기+1차,-1차 회절비임(2b),(2c)을 각각 별도로 받는다. 또한, 0차 회절비임(2a)은 반원주렌즈(13)를 통하여 광검출기(10)에 입사한다.
오목렌즈(9)를 장치하므로서 각 비임(2a) 내지 (2c)의 초점위치의 간격, 즉 광검출기(10),(11),(12)사이의 간격을 조정하여 넓게할 수가 있다. 또 각 비임(2a) 내지 (2c)이 오목렌즈(9)의 후측 초점을 향해 입사하도록 오목렌즈(9)를 비임스플리터(4)에 대해 배치할때에는 오목렌즈(9)를 출사한 각 비임(2a) 내지 (2c)은 평행이 되므로 광검출기(10) 내지 (12)의 오목렌즈(9)에 대한 거리를 자유로 선택할 수가 있다. 또한 오목렌즈(9)에 대해서는 뒤에서 상술한다. 제2도는 기록매체(8)에 제각기 피트 PT의 열로서 이루어진 임의의 인접기록트랙 Tn-1, Tn, Tn+1(n은 정수)을 나타내고 이것은 원에 가까운 소용돌이 또는 동심원을 형성하고 있다. (2a1'),(2b1'),(2c1')는 비임 (2a),(2b),(2c)의 기록매체(8)상의 스폿트를 제각기 나타낸다.
제3도 내지 제5도는 제각기 광검출기(11),(10),(12)의 검출면을 나타내며 (2b"),(2a"),(2c")는 제각기 그 위의 비임(2a),(2b),(2c)이 스폿트이다. 또한 광검출기(10)는 4상한의 광검출부(4a) 내지 (4d)로부터 되어 있다.
재생신호(비디오신호,PCM화 오디오신호등)는 광검출기(10)의 각 검출부(10a) 내지 (10d)의 검출출력의 합에 의해 얻어진다.
포커스 에러신호는 반원주렌즈(13)의 비점수차에 의해 광검출기(10)의 제1 및 제3상한의 검출부(10a),(10c)의 검출출력의 합과, 제2 및 제4상한의 검출부(10b),(10d)의 검출출력의 합의 차이에 의해 얻어진다. 또한 스폿트(2a")는 포커스상태일태는 원, 디포커스상태일때는 타원이 된다. 이 포커스 에러신호에 의해 대물렌즈(7)를 축방향으로 이동시킨다.
트래킹 에러신호는 광검출기(11),(12)의 검출출력의 합에 의해 얻어진다. 이 트래킹 에러신호에 의해, 대물렌즈(7)를 기록매체(8)의 기록트랙과 직교하는 방향으로 이동시킨다. 또한 트래킹 미러를 장치하여 이것을 회동시켜도 된다.
제6도에 대하여 반도체 레이저 광원(1)과 위상형 회절격자(3)의 관계에 대하여 설명한다. 레이저 광원(1)의 비임발사점이 0차 회절비임(2a)의 실점광원 P0가 0된다.±1차 회절비임(2b),(2c)의 허점광원 P+1,P-1은 실점광원 P0의 양측에 제각기만 떨어진 점에 위치한다. 여기서 d는 레이저 광원(1)의 비임발사점 및 회절격자와의 사이의 거리, 2는 발사레이저비임(2)의 파장, P는 회절격자(3)의 핏치이다. 허점광원 P+1, P-1상의 (외관상)의 파등장은 0차 회절파면과 같은 모양의 수속파로 회절격자(3)을 조명하였을 때 광원면에 생기는 프라운효과(fraunhofer) 회절상에 파면의 진행방향을 제외하고 일치한다. 따라서 허점광원 P+1, P-1상의 파동장은 실점광원 P0상의 파동장과 서로 유사하게 된다.
다음으로 비임스플리터(4)와 광검출기(10) 내지 (12)사이에 장치된 오목렌즈(9)에 대하여 제1도 및 제7도를 참조하여 설명한다. 또한 제7도는 제1도에서의 렌즈(5),(7),(9) 기록매체(8) 및 광검출기(10)의 배치관계의 등가도이다. 또한, 제7도에서는 비임(2b),(2c)을 생략하고, 비임(2a)만을 도시하였다. 클리메이터렌즈(5), 대물렌즈(7) 및 오목렌즈(9)의 초점거리를 제각기 f1, f2, f3로 한다. 그렇게하면 클리메이터렌즈(5) 및 오목렌즈(9)로서 형성된 합성렌즈의 초점거리 f는
로 된다. 여기서 h1, h3은 렌즈(5),(9)에서의 상의 높이를 나타낸다. 회절격자(3)로부터의 각 비임(2a) 내지 (2c)이 렌즈(5) 내지 (7)를 통과하여 기록매체(8)상에 집속할때의 배율은, 기록매체(8)로부터의 반사비임(2a) 내지 (2c)이 렌즈(7)-(5)-(9)을 통과하여 광검출기(10) 내지 (12)에 집속할 경우의 배율은로 된다. 따라서 광검출기(10) 내지 (12)상의 스폿트(2a"),(2b"),(2c")상이의 간격은로 된다. 또 (1)식에서 f3〈0이므로, f〉f1즉〉1이 되므로 스폿트(2a"),(2b"),(2c")의 간격는 레이저 광원(1)에서의 점광원 P0, P+1, P-1의 간격보다 확대되는 것을 알 수 있다.
그런데 렌즈(5),(7)에 의한 배율은, 상술한 바와 같이으로 결정되고, 제각기의 NA를 NA1로 NA2하면 배율 m1은로 나타내게 되지만 자유롭게 선택할 수 있는 양은 아니다. 또 기록매체(8)상의 스폿트(2a'),(2b'),(2c')의 간격은로 되지만, 이것은 어느 범위의 최적수치가 있으므로 점광원 P0, P+1, P-1의 간격도 자유롭게선택할 수 있는 양은 아니다. 따라서, 오목렌즈(9)의 배율 변환효과는 중요한 것이다. 즉 오목렌즈(9)에 의해 스폿트(2a"),(2b"),(2c")의 간격, 즉 광검출기(10) 내지 (12)의 간격을 자유롭게 선정할 수가 있으며 따라서 설계가 용이하게 된다.
또 배율을 대로하면, f가 대로되지만, 합성렌즈의 제2주검 H'(제7도 참조)는 전방향으로 깊게 되돌려짐으로 오목렌즈(9)의 백 S1'는 그다지 증가하지 않으며, 광학계가 콤팩트로 된다. 또한 오목렌즈(9)는 2개이상이라도 좋다. 그런데 (1)식에서의 계수은
과 같이 나타난다. 따라서 f1가 평균치가 벗어난다해도 e를 바꿈으로서 즉 오목렌즈(9)의 위치를 바꿈으로서 배율을 수정할 수가 있다. 또 e를 조정하므로서 s'도 최적수치로 보정할 수 있다.
또, 상술한 바와 같이 배율는〉1에 선택되므로 거리 e를 △e만 보정하면 백 s'의 변화량 △s'는 △s'=()2△e로 된다. 이 때문에 오목렌즈(9)의 위치조정에 따라서 반원주렌즈(13)의 위치고정(고정밀도를 요하는)을 대행할 수가 있다.
반도체 레이저 광원(1)으로부터의 발사비임(2)의 광밀도는 광축상을 최대로 하고, 주연으로 감에 따라 저하하는 가우스 분포를 가지고 있다. 그리고 회절격자(3)로부터의 0차,±1차 회절비임(2a) 내지 (2c)도 동일한(쇠로 닮은) 분포이다. 비임(2a) 내지 (2c)의 광밀도의 최대의 부분을 제각기의 주요광선으로 하면 비임(2a) 내지 (2c)의 각 주광선은 회절격자(3)상에서 교차하게 되므로 회절격자(3)는 입사동으로 간주할 수가 있다. 이 입사동면의 왕복의 광학계 클리메이터렌즈(5)대물렌즈(7)기록매체(8)에 의한 상면을 제8도에 도시하는 바와 같이, 오목렌즈(9)의 추측초점 F'에 일치시킬때에는(를 일정하게, 즉를 일정하게 유지한면서 d를 바꾼다). 오목렌즈(9)를 출사한 각 비임(2a) 내지 (2c)의 주광선은 평행으로 된다. 따라서 오목렌즈(9)에 대하여 광검출기(10) 내지 (12)를 어느 위치에 둔다해도 스폿트(2a") 내지 (20c")의 간격은 동일하게 된다.
상술한 예에 의하면 레이저 광원으로서 반도체 레이저 광원을 사용한 광학식 재생장치에 있어서 반도체 레이저 광원 및 클리메이터렌즈 사이의 광로중에 위상형 회절격자를 배치하고, 0차±1차 회절비임의 광학식 기록매체에 의한 반사비임을 제각기 제1, 제2 및 제3의 광검출기에 조사시키도록 하였으므로 광학계가 콤팩트로 하여 3비임 방식의 트래킹 에러검출을 할 수가 있다.
이에 관련해서 회절격자를 장치하는 대신 반도체 레이저 광원을 3개 장치할 것도 고려하게 되지만 그것들 사이의 파장, 온도특성, 광량의 강도분포의 상호 유사성 등을 갖추기는 대단히 곤란한 것이다.
또, 클리메이터렌즈와 비임스플리터 사이에 위상형 회절격자를 장치하는 일도 고려되지만 광학계가 길어져 버린다.
또, 비임스플리터와 3개의 광검출기 사이에 오목렌즈를 장치하였으므로 3개의 광검출기 사이의 거리의 확대 및 조정이 용이하게 되며, 단일의 기판에 이 3개의 광검출기를 현재의 반도체기술에 의해서도 매우 용이하게 작성할 수 있다. 또 비점수차 방식의 포커스 에러검출용 반원주렌즈(원통렌즈)의 위치조정을, 오목렌즈의 위치조정으로 대행시킬 수가 있다.
또한 본 발명은, 상술 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 요지를 이탈하는 일없이 기타의 가지가지의 구성이 취득되는 것은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면 반도체 레이저 광원으로부터의 발산비임을 클리메이터렌즈에 의해 평행비임으로 하고 이 평행비임을 대물렌즈에 의해 집광하여 광학식 기록매체에 조사하여 이 광학식 기록매체로부터의 반사비임을 광검출기에 조사하여 재생신호를 얻도록 한 광학식 재생장치에 있어서, 이 반도체 레이저광원으로부터의 레이저 비임을 0차,+1차 및-1차의 회절비임으로 분리하는 위상형 회절격자를 상기 반도체 레이저와 비임스플리터 사이에 배치함과 동시에, 이 광학식 기록매체로부터의 1차 및 1차의 회절반사비임의 비임스플리터에 의해 반사된 반사비임을 각각 수광하는 제1 및 제2의 광검출기와, 이 광검출기 또는 비임스플리터 사이에 오목렌즈를 배치하고 제1 및 제2의 광검출기의 차이에 의해 트레킹 에러신호를 얻도록 하였으므로 3개의 광검출기 사이의 거리를 확대 및 조절이 용이하게 되며 단일의 반도체기판에 이들 3개의 광검출기를 현재의 반도체기술에 의해서도 용이하게 작성된다. 또, 본 발명의 의하면 비점수차 방식의 포커스 에러검출용 반원주렌즈(원통렌즈)의 위치조정을 오목렌즈의 위치조정으로 대행시킬 수가 있다.
Claims (1)
- 반도체 레이저 광원으로부터의 발산비임을 클리메이터렌즈에 의해 평행비임으로 하고, 그 평행비임을 대물렌즈에 의해 집광하여 광학식 기록매체에 조사하여 그 광학식 기록매체로부터의 반사비임을 광검출기에 조사하여 재생신호를 얻도록한 광학식 재생장치에 있어서, 상기 반도체 레이저 광원으로부터의 레이저비임을 0차+1차 및-1차의 회절비임으로 분리하는 위상형 회절격자를 상기 반도체 레이저와 비임스플리터 사이에 배치함과 동시에, 상기 광학식 기록매체로부터의 상기+1차 및-1차의 회절반사비임의 상기 비임스플리터에 의해 반사된 반사비임을 각각 수광하는 제1 및 제2의 광검출기 및, 그 광검출기와 상기 비임스플리터 사이에 오목렌즈를 배치하여 상기 제1 및 상기 제2의 광검출기의 차이에 의해 트래킹 에러신호를 얻도록 한 것을 특징으로 하는 광학식 재생장치.
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