KR930000039B1 - 광픽업장치 - Google Patents

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유시다 유시오
네카타 유슈
미아게 다까히로
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샤프 가부시끼가이샤
쓰지 하루오
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Abstract

내용 없음.

Description

광픽업장치
제1a도는 본 발명의 광픽업장치의 광방출장치로 방출되는 레이저빔이 통로를 표시하는 측면도.
제1b도는 제1a도의 광픽업장치 디스크로부터 반사되는 빔의 통로를 표시하는 측면도.
제2도는 제1a도와 제1b도 장치의 빔이 통로를 포시하는 정면도
제3도는 본 발명의 광픽업장치의 신호검출회로를 포시하는 블록도
제4도는 제2도의 광픽업장치의 각 광검파기의 광검파영역과 회절격자장치의 위치관계를 표시하는 개략도
제5a-5c도는 각각 나이프 에지 방법(knife edge method)의 원리에 기초한 제2도의 광픽업장치의 각검파기의 광검파영역을 표시한 평면도
제6도는 본 발명의 공방출장치를 위한 패키지(pachage)를 표시한 단면도.
제7도는 본 발명의 광방출장치를 위한 또 다른 패키지를 표시한 단면도.
제8a도는 종래의 광픽업장치의 회절격자장치의 배열상태를 표시한 단면도.
제8b도는 제8a도의 회절장치의 종래의 광픽업장치와 그 결과로서 나타나는 재생된 정보신호 RF에 사용될 때 광스픗 구역을 표시하는 개략도.
제9a도는 제2도의 공픽업장치의 회절격자장치의 배열상태를 표시하는 개략도.
제9b도는 제9a도의 회절장치가 제2도의 광픽업장치와 그 결돠로서 나타나는 재생괸 정보신호 RF에 사용될 때 광스폿구역을 표시하는 개략도.
하느 그러한 방식으로 기록매체상에 서브빔으로서 집중된다. 서브빔은 3-스폿방법에 의해 얻어진다.
기록매체로부터 반사된 빔은 일차 회절된 빔을 내기 위하여 회절장치에 의해 회절되고, 그 다음에 광검파 기상에 집중된다. 3-스폿방법의 서브빔을 내는 회절장치의 영역이 양의 방향으로 진행하는 일차회절된 빔의 광휘도를 강화시키기위하여 3-스폿방법의 서브빔을 내는 회절장치의 영역이 경납땜 특성을 가질 때, 충분함 감도가 복수의 광검파기대신에 하나의 광검파기에 의해 얻어질 수 있다.
각 광검파기가 잘 알려지 3-스폿방법의 것과 똑 같은 방식으로 적어도 3영역으로 분할되고, 그 여역들은 회절장치에 의해 회절되는 대응빔으로 방사된다. 주빔으로부터 결과하는 회절된 빔이 출력신호를 산출하기 위해 광검파기상에 집중되고, 집중 오차신호가 일종의 나이프 에지 방법에 의해 검출될 수 있다.
본 발명에 따라 트랜킹 오차신호가 3-스폿방법에 가초하여 검출될 수 있고, 그리하여 광학시스템의 광축이 주어진 위치로부터 변위될때도 오프셋은 결코 트래킹 오차신호에 생기지않는다. 더우기 회절장치의 사용때문에 광학시스템의 부품의 수는 감소될 수 있다.
광방출장치와 광검파기가 패키지내에 그것들을 배치함으로서 일체로 통합되고 회절장치가 패키지를 밀폐하는 창문으로서 사용될 때, 광픽업장치의 생상비는 감소될 수 있다.
[보기1]
제1a,1b 그리고 2도는 본 발명의 컴팩트 디스크 재생장치와 같은 그러한 광픽업장치를 보여주는데 이것은 공방충장치(1)와, 회절소자(2)와, 조준랜즈(3)와, 대물랜즈(4)를 그러한 순서로 구성한다.
제2도에서와 같이 광픽업장치는 또한 광방출장치(1)의 양측에 배치되는 두 광검하기(6)(6)를 포함한다. 광방출장치(1)로부터의 레이저빔 A은 회절장치(2)에 의해 회절되고 조준렌즈(3)와 대물렌즈(4)를 통해 디스키(5)의 기록표면으로 들어간다. 제1a도에 도시한 바와 같이 회절장치(2)는 트래킹방향에 수직인 가상의 분할선에 의해 세 회절영역(2a,2b,2c)으로 분할된다. 회절장치(2)의 중심여역, 즉 회적영역(2c)은 광방출장치(1)로부터 방출되는 레이저빔 A로부터 유도되는 양의 방향과 음의 방향에 있는 일차 회절빔이 3-스폿방법에 기초하는 것들에 대응하는 다른 방향에 있는 디스크(5)의 기록표면으로 진행하는 서브빔(A1,A2)으로 각각 되게하는 격자를 가진다. 제2도데 도시한 바와 같이 회절장치(2)의 양측영역, 즉 회절영역(2a,2b)이 디스크(5)로부터 반사된 레이저빔 B으로부터 유도하는 양의 방향에 있는 일차 회절된 빔(B11a, B11b)과 음의 방향에 있는 일차 회절된 빔(B12a, B12b)이 광방출장치(1)의 양측을 향해 진행하도록 하는 격자를 가진다. 광방출장치(1)로부터의 레이저빔 A이 회절장치(2)의 세 영역(2a,2b,2c)을 통과할 때, 이때에 나오는 영차 회절빔이 3-스폿방법의 것에 대응하는 주빔(A3)이 된다.
제2도에서 볼 수 있는 바와 같이, 두 광검파기(6)는 광방출장치(1)의 양측상에 배치된다. 회절장치(2)의 영역(2a)에 의해 반사된 빛 B로부터 나오는 회절된 빔(B11a, B12b)이 두 광검파기(6)상에 각각 집중된다. 회절장치(2)의 영역(2b)에 의해 반사된 빛 B로부터 나오는 일차 회절된 빔(B11a, B12b)이 또한 두 광검파기(6)상에 각각 집중된다. 더우기, 제1c도에서 볼수 있는 바와 같이 디스크(5)로부터 반사된 빔(A1-A3)에 대응하는 빔(B21-B23)이 각 광검파기(6)에 집중된다. 회절장치(2)가 예를 들어 일차 회절된 빔(B11a, B11b)만의 광 휘도를 증가시키기위하여 경납땜 특성을 가질 때, 단지 일 광검파기 (6)에 의해서 충분한 감도가 얻어질 수 있다.
제4도에서 보여지는 바와 같이, 각 광검파기(6)는 여섯 광검출영역((6a-6f)으로 구성되고, 그 각각은 출력을 산출할 수 있다. 영역(6a,6b,6c,6d)이 교차형 분할선에 의해 서로 인접한다. 디스크(5)로부터 반사된 주빔 A3에 대응하는 빔 B23a, B23b이 영역(6a-6d)의 회절선상에 집종된다. 빔(B23a, b23b)이 회절장치(2)의 여역 (2a,2b)에 의해 반사된 빛 B을 분할함으로서 나오므로, 그것들은 나이프 에지 방법에 의해 얻어지는 것들과 똑같은 효과를 가진다 : 즉, 제5b도에 도시한바와 같이 광방출장치(1)로부터의 레이저빔 A이 디스크(5)의 기록표면상에 적확히 집중될 때, 그 결과로 나타나는 빔(B23a, B23b)이 광검파여역(6a,6b)과 광검파영역(6c,6d)의 분할선상에 각각 집중된다 : 제5a도와 제5b도에 도시한 바와 샅이 레이저빔 A이 디스크(5)의 기록표면의 전방으로 혹은 후방으로 집중될 때, 반원형 스폿이 디스크(5)의 기록표면과 집중점(focusing point)사이의 거리(변위)에 따라 광검출여역(6a,6b) 혹은 광검출영역 (6b,6d)에 형성된다. 서브빔 A1,A2에 해당하는 빔(B21a, B21b), (B22a, B22b)이 상기 언급된 광검파영역(6e,6f)상에 각각 집중된다. 빔(B21a, B21b), (B22a, B22b)의 22b)의 량은 반대로 3-스폿방법에 따른 디스크(5)의 기독펴면의 트래킹 방향에 있는 집중점으로부터 변위량에 따라 변화한다.
광검파기(6)의 광검파영역(6a-6f)은 본 광픽업장치의 조립 에러 그리고/혹은 광방출장치(1)의 진동 파장의 파동때문에 초점이 이동을 따르기 위해 추적방향에 수직인 방향에 충분히 길 수 있도록 형성된다.
상기 언급된 광검파영역(6a-6f)의 출력신호(Sa-Sf)는 제3도에 도시한 신호검출회로로 입력되고, 심호검출회회로는 세 가산회로(summing circuit)(7,8,9)와 두 감산회로(substracting circuit)(10,11)로 구성된다. 출력신호(Sa,Sd)는 중간신호(S1)를 내기 위하여 가산회로(7)에 의해 가산된다. 출력신호(Sb,Sc)는 중간신호(S2)를 낼 수 있도록 가산회로(8)에 의해 가산된다. 중간신호(S1,S2)는 재생된 정보신호 RF를 낼 수 있도록 가산회로(9)에 의해 가산된다. 중간신호(S1)가 촛점 에러신호 PE를 발생시키기 위해 감산회로(10)에 의해 중간신호(S2)로부터 빼진다. 출력신호(Se)가 트래킹 에러신호(tracking error signal) TE를 발생시키기 위해 감산 회로(11)에 의해 출력신호 Sf로부터 감해진다. 제6도에 도시한 바와 같이 광방출장치(1)와 광검파기(6)가 패키지(package)(21)내에 배치되어, 통합된다.
일반적으로 그러한 패키지(21)는 그것이 광방출장치(1)와 광검파기(6)를 그안에 가지고, 수분 산소, 혹은 그와 같은 것을 포함하는 공기로부터 그러한 요서를 보호하기 위하여 유리(21a)를 이용한 밀폐실(hermeticseal)에 의해 밀폐되도록 디자인된다.
회절장치(2)는 유리(21a)의 앞에 배치된다. 제 6도에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 회절 장치는 패키지(21)를 밀폐하기 위하여 유리(21a) 대신에 패키지(21)상에 고정되고, 그럼으로서 광픽업 장치의 조립단계와 부품의 수의 감소가 얻어진다. 상기 언급된 구조를 가지는 광픽업장치는 다음과 같이 작동한다.
광방출장치로부터 레이저빔 A는 디스크(5)의 기록 표면상에 주빔 A3으로서 집중되는 영차 회절된 빔을 방출하기 위하여 회절장치(2)의 세 회절영역(2a,2b,2c)에 의해 회절된다.
한편 양의 방향과 음의 방향으로 진행하는 일차 회절된 빔은 회절장치(2)의 중심영역(2c)에 의해 서브빔(A1,A2)으로서 방출되고, 서브빔(A1,A2)은 그것들이 상기 언급된 주빔 A3과 관련하여 대칭적으로 위치하는 그러한 방식으로 디스크(5)의 기록표면상에 집중되며 그러나 트래킹방향에서 변환한다.
디스크(5)의 기록표면으로부터 회절된 빔(A1-A3)에 각각 대응하는 빔(B21,B23)은 다음으로 일차 회절된 빔을 방출하기 위하여 회절장치(2)의 영역(2a,2b)에 의해 회절되며, 다음에 일차 회절된 빔은 각각 두광검파기(6)상에 집중된다. 다음에 각 광검파기(6)의 광검파영역(6a,6b,6c,6d)이 빔 (B23a,B23b)으로 방사되고, 빔(B23a,B23b)은 출력신호 (Sa,Sb,Sc,Sd)를 각각 방출하기 위하여 디스크 (5)로부터 반사된 주빔(A3)에 대응한다. 이러한 출력신호(Sa-Sd)는 재생 정보신호 (reproduced information signal) RF를 방출하기 위하여 신호검파회로의 가산회로 (7,8,9)에 의해 가산된다. 이러한 출력신호(Sa-Sd)는 나이프 에지 방법(knife edge method)에 따라 초점 에러신호 FE를 방출하기 위하여 감산회로(10)와 가산회로(7,8)에 의해 계산된다.
더우기 광검파여역(6e,6f)은 빔(B22a＆B22b)(B21a＆B21b)으로 방사되고, 이 빔은 출력신호(Se,Sf)를 방출하기 위하여 디스크(5)로부터 반사되는 서브빔 (A1,A2)에 각각 대응하고, 그 다음에 이 출력신호는 트래킹 에어신호 TE를 방출하기 위하여 3-스폿방법에 따라 신호검출회로의 감산회로(11)에 의해 계산된다.
이러한 식으로 이 실시예의 광픽업장치는 3-스폿방법에 기초하는 트래킹 에러신호 TE를 검출할 수 있으며, 그리하여 그 광학시스템의 광축의 변위때문에 오프셋이 생길 것이라고 하는 가능성을 없게 된다.
더우기 광학시스템의 부품의 수는 회절장치(2)의 이용에 의해 감소될 수 있다. 재생정보신호의 질때문에 회절장치(2)의 영역(2a,2b,2c)이 광축(optical axis)을 통과하는 선과 관련하여 본질적으로 대칭적으로 그리고 트래킹 방향에 수직으로 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 출원인은 일본에 광픽업장치에 대한 특허출원(출원번호 63-97496)을 한 바가 있는데 그 출원은 제8a도에 도시한 바와 같이 두개의 영역(16a,16b)로 이루어진 회절장치(16)로 포함한다.
영역(16a)은 3-스폿방법에 의해 얻어지는 서브빔을 방출하게 위하여 격자를 가지고, 영역(16b)은 광검파기상의 디스크 코점으로부터 반사된 빔을 가지기 위하여 격자를 가진다. 그러나 제8b도에 도시한 바와 같이 그러한 장치는 디스크의 각 피트(17)를 통과하는 광스폿(light spot)(18)의 빗금친 부분만을 활용하고, 따라서 그 결과로 나타나는 재생정보신호 RF는 비대칭형이 되고, 이것이 신호의 질을 저하시키고 신호의 지터(jiter)를 증가시킨다.
반대로, 위에서 언급한 바와 샅이 회절장치(2)의 영역(2a,2b,2c)은 광축상을 통과하는 선과 관력하여 본질적으로 대칭적 그리고 트래킹 방향에 수직이 되도록 위치하는데, 즉 회절장치(2)가 제9b도에서 볼 수 있는 바와 같이 제9a도의 것과 같은 그러한 식으로 형성될 때, 각 피트(17)의 중심위를 지나는 선과 관련하여 대칭인 각 광 스폿(19)의 빗금친 부분이 이용되고 그 결과 대칭형을 가지는 재생정보신호 RF가 나타나는데 대칭형은 신호의 질을 개선시키고 지터의 횟수를 억제하는 것을 가능하게 한다.
[보기2]
제10도에 도시한 바와 같이 이 보기의 광픽업 장치는 회절장치(12)와 광검파기(13)를 포함한다. 각 광검파기(13)는 제4도에 도시된 보기 1의 공검파영역(6e,6f)에 대응하는 광검파영역(13e,13f)과 제4도에 도시된 보기 1의 광검파영역(6a-6d)에 대응하는 광검파영역(13a-13d)를 가진다. 영역(13e,13f)은 영역(6e,6f)에 해당하면, 반면에 영역(13a-13d)은 영역(6a-6d)과 달리 병렬한다.
회절장치(12)는 제4도에 도시된 회절장치(2)의 회절영역(2a-2c)에 대응하는 회절영역(12a-12c)을 가진다. 영역(12c)은 영역(2c)에 해당하며, 반면에 영역 (12a,12b)은 영역(2a,2b)과 다르다. 더 구체적으로, 각 영역(2a,2b)의 격자선은 서로 평행하고, 영역(2a)의 격자선의 피치(pitch)는 영역(2b)의 것보다 더 작고, 그리하여 영역(2a)에 의해 회절된 빔(B21a,B23b)은 영역(2b)에 의해 회절된 빔(B21b-B23b)이 집중되는 위치보다 더 멀리에 있는 위치에 집중된다.
한편 제10도의 회절장치(12)로 영역(12a)의 격자선의 피치는 영역(12b)의 것과 똑같고, 그러나 여역(12a)의 격자선은 영역(12b)의 격자선이 경사지는 방향과는 다른 방향으로 경사지고, 그리하여 영역(12a,12b)에 의해 회절된 빔은 교대병렬방식 (alternate juxtaposition manner)으로 광검파기(13)각각에 집중된다.
제11b도에 도시된 바와 같이 레이저빔 A가 디스크(5)의 기록표면상에 정확히 집중될때, 각각 스폿을 형성하기 위하여 광검파영역(13a,13d)의 분할선과 광검파영역 (13c,13d)의 분할선상에 각각 집중된다.
제11a도와 제11c도에 도시된 바와 같이 레이저 빔 A이 디스크(5)의 기록표면의 전방으로 혹은 후방으로 집중될때, 반원형 스폿은 집중점(focusing point)과 디스크의 기록표면사이의 거리(변위)에 따라 광검파영역(13a,13d)혹은 광검파영역 (13b,13c)에 형성된다.
상기 언급된 광검파기(13)의 광검파영역(13a-13f)의 출력신호(Sa-Sf)를 기초로, 트래킹 에러신호 TE와 재생정보신호 RF는 보기 1의 방법과 똑같은 방법으로 제3도의 신호검출회로를 이용하여 얻어질 수 있다.
이 보기의 광픽업장치가 회절장치(12)의 영역(12a,12b,12c)이 광축위를 지나는 선과 관련하여 본질적으로 대칭적으로 그리고 트래킹방향에 수직이 되도록 위치하도록 디자인될때, 대칭형으로 된 재생정보신호 RF가 얻어질 수 있고, 그럼으로서 신호의 질이 개선되고 지터가 억제된다.
[보기3]
제12도에 도시한 바와 같이 이 보기의 광픽업장치는 제4도의 것과 똑같은 회절장치(14)와 광검파기(6)를 구성한다. 회절장치(14)는 네 영역(14a-14d)으로 분할된다. 회절장치(14)의 중심 영역에 위치하는 영역(14a,14b)은 광검파기 (6)상에 집중되기 위하여 회절된다.
영역(14a)의 격자선의 피치는 제4도에서 보여지는 영역(2a,2b)의 격자들사이의 관계처럼 영역(14b)의 것보다 더 작으므로, 회절영역(4a)에 의해 회절된 빔 (B21a,B23b)은 회절영역(14b)에 의해 회절된 빔(B21a,B23b)이 집중되는 위치보다 더 멀리 있는 위치에 집중된다. 회절영역(14c,14d)은 3-스폿방법에 의해 얻어질 수있는 서브빔을 형성하기 위해 각자를 가진다.
초점 검파의 원리는 보기 1과 보기2의 것들과 똑같은 방법으로 일종의 나이프 에지 방법의 사용에 기초한다. 제13a-13c도에 도시한 바와 같이, 각 광검파기(6)상에 형성된 각 스폿의 전개(spread)는 디스크(5)의 기록표면상에서 발생하는 레이저빔의 집중상태에 다라 변화한다. 각 광검파기(6)의 광검파영역(6a-6f)의 출력신호 (Sa-Sf)를 기초로하여, 초점에러신 FE, 트래킹 에러신호 TE, 재생정보신호 RF는 제3도의 신호 검출회로에 의해 얻어질 수 있다.
이 보기의 광픽업장치는 회절장치(14)의 영역(14a-14d)이 광축위를 지나는 선과 관련해서 본질적으로 대칭이고 트래킹 방향에 수직이 되게 위치하동록 디자인될때, 즉 회절장치(14)가 제14b도에서 볼 수 있는 바와 같이 제14a도의 것과 같이 형성될때, 디스크의 피트(17)를 통과하는 각 광스폿(20)의 빗금친 부분이 활용되고, 빗금친 부분은 각 피트(17)의 중심을 지나는 선과 관련하여 대칭이며 그 결과 대칭형을 가지는 재생정보신호 RF가 생기며, 대칭형은 신호의 질을 개선하고 지터의 횟수를 억제하는 것을 가능하게 한다.
[보기4]
제15도에 도시한 바와 이 보기의 광픽업장치는 제10도의 것과 똑같은 회절장치 (15)와 광검파기(13)도로 구성된다. 회절장치(15)는 네영역(15a-15d)으로 분할된다. 회절장치(15)의 중심영역에 위치하는 영역(15a,15b)은 디스크(5)로부터 반사되는 빔 B이 광검파기(13)상에 집중되기 위하여 회절되도록 하는 격자를 가진다.
영역(15a)의 격자는 영역(15b)의 것과 똑같은 피치를 가지지만, 그러나 영역(15a)의 격자선은 영역(15b)의 격자선이 경사지는 방향과는 다른 방향으로 경사지고, 그리하여 영역(15a,15b)으로부터 회절된 빔이 제10도에서 보여지는 회절 장치(12)로부터의 것들과 같은 교대병렬방식으로 광검파기(13)상에 집중된다. 상기 언급된 구조에서 초점의 검출의 원리는 제16a-16c도의 것과 같고 광픽업장치의 작동과 각 신호의 검출은 상기 언급된 보기들의 것과 똑같다.
이 보기의 광픽업장치가 회절당치(15)의 영역(15a-15d)이 광축위를 지나는 선과 관련해서 본질적으로 대칭이고 트래킹방향에 수직이도록 디자인일될때, 대칭형을 가지는 재생정보신호 RF가 얻어질 수 있으며, 이것이 신호의 질을 개선시키고 지터를 억제시키는 것을 가능하게 해준다.
본 발명의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없어 다양한 다른 변형들이 그 기술에 술련된 사람들에 의해 쉽게 만들어질 수 있음은 분명하다. 따라서 여기에 첨부된 청구범위는 여기에 나오는 설명에 제한되지 않고, 오히려 본 발명의 특허신규성의 모든 특징을 망라하는 것으로서 해석되며, 본 발명이 속하는 기술에 숙견된 사람들에 의해 거기에 상당하는 것으로서 여겨질 모든 특징들을 포함한다.

Claims (10)

  1. 광방출장치와, 회절장치와, 광학시스템과, 적어도 하나의 광검파기로 구성하며 여기에서 상기 광방출장치로부터의 레이저빔은 각각의 세 광빔을 내기 위하여 상기 회절장치에 의해 회절되고 세 광빔중 하나는 상기 광학시스템에 의해 기록 매체상에 주빔으로서 집중되는 영차 회절된 빔이고 나머지는 3-스픗 방법에 의해 얻어지는 두 서브빔에 해당하는 두개의 일차 회절된 빔이며 상기 두 서브빔은 다음에 상기 광학 시스템에 의해 상기 기록매체상에 집중되며 그후 상기 기록매체로부터 반사된 빔은 출력 신호가 나오는 상기 광검파기로 향하도록 상기 광학시스템을 통해 상기 회절장치에 의해 회절되고 트래킹 에러신호와 초점 에러신호가 상기 출력신호로부터 검출되는 광칙업장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 회절장치가 상기 광학 시스템의 광축위를 지나는 선과 관련해서 본질적으로 대칭이고 트래킹방향에 수직이 되도록 위치하는 적어도 세 회절영역으로 분할되는 광픽업장치.
  3. 제2항에 있어서 상기 회절영역중 적어도 하나가 3-스픗방법의 상기 두 서브빔이 형성되게 하는 격자를 가지는 광픽업장치.
  4. 제3항에 있어서 상기 회절영역의 격자선이 트래킹방향에 본질적으로 수직인 광픽업장치.
  5. 제3항에 있어서 나머지 회절영역중 적어도 하나가 상기 기록매체로부터 반사되는 빔이 상기 광검파기로 향하도록 회절되게 하는 격자를 가지는 광픽업장치.
  6. 제5항에 있어서 상기 나머지 회절영역의 격자선이 본질적으로 트래킹방향에 있는 광픽업장치.
  7. 제1항에 있어서 상기 서브빔이 그들이 상기 주빔과 관련해서 대칭적으로 위치하며 트래킹 방향으로 변환하는 그러한 방식으로 기록매체 상에 집중되는 광픽업장치.
  8. 제1항에 있어서 상기 광방출장치와 상기 광검파기가 패키지내에 그들을 배치함으로서 일체로 통합되는 광픽업장치.
  9. 제8항에 있어서 상기 패키지의 창이 상기 패키지안에 밀폐된 공간을 형성하기 위하여 유리에 위해 밀폐되고 상기 회절장치가 상기 창의 앞에 배치하는 광픽업 장치.
  10. 제9항에 있어서 상기 회절장치가 상기 유리 대신에 상기 창에 배치되는 광픽업장치.
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