KR930001432B1 - 광 검출장치 - Google Patents

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KR930001432B1 KR1019890019862A KR890019862A KR930001432B1 KR 930001432 B1 KR930001432 B1 KR 930001432B1 KR 1019890019862 A KR1019890019862 A KR 1019890019862A KR 890019862 A KR890019862 A KR 890019862A KR 930001432 B1 KR930001432 B1 KR 930001432B1
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히데오 안도
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가부끼가이샤 도시바
아오이 죠이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

광 검출장치
제1도는 본 발명에 따른 광 검출장치의 한 실시예를 나타낸 구성도.
제2도는 기록 트랙구성예를 나타낸 도면.
제3도는 광 디스크로부터의 반사광 분포도.
제4a도는 제1도의 글래스평판(20)의 상세도.
제4b도는 글래스평판(20)의 다른 실시예의 상세도.
제5a도 내지 제5c도는 제4a도의 글래스평판(20)에 의해 광 검출기상에 얻어지는 비임스폿트형상의 설명도.
제5d도 내지 제5f도는 제4b도의 글래스평판(20)에 의해 광 검출기상에 얻어지는 비임스폿트형상의 설명도.
제6도는 광 검출기의 출력신호 처리회로의 블록다이어그램.
제7도는 제4a도의 글래스평판(20)의 변형예.
제8도는 제7도의 글래스평판(20)에 의해 광 검출기상에 얻어지는 비임스폿트형상의 설명도.
제9도는 제4a도의 글래스평판(20)의 또다른 변형예.
제10도는 제9도의 글래스평판(20)에 의해 광 검출기상에 얻어지는 비임스폿트형상의 설명도.
제11도는 본 발명에 따른 광 검출기장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도.
제12도는 제11도의 미러(120)의 상세도.
제13a도 내지 제13d도는 글래스평판(20)의 변형예를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
16 : 대물렌즈 18 : 광디스크
20 : 글래스평판 21 : 차광막
22 : 집광렌즈 24 : 원통렌즈
26 : 광 검출기 28 : 비임스폿트
34 : 기록트랙 60 : 대물렌즈 구동회로
62 : 구동부
본 발명은 예를들어 광학적으로 정보기록매체에 기록된 정보를 재생하는 장치에 적용할 수 있는 광 검출장치에 관한 것이다.
최근 정보기록매체의 일종으로서 광디스크가 각광받고 있다.
그 기술적배경에는 레이저 발진기술의 고도화를 들 수 있고 그에 따라 광디스크가 고밀도, 고속성에 뛰어난 것으로 되어 있다.
광 디스크는 빈자리에 피트형상으로 정보가 기록되고, 기록된 정보를 재생하는 데는 광 디스크에 조사된 광의 반사율의 변화를 이용한다.
다만, 광 디스크에 대해서 정보의 기록 또는 재생을 하는 데는, 광 디스크에 조사되는 광을 정확하게 광디스크상에 촛점을 맞추도록 제어하는 포커스 서보가 요구되고 있다.
종래에, 이러한 포커스 서부를 행하기 위해서 여러가지의 촛점검출방법이 고안되어 있다.
예를들면, 일본국 특개소제59-90237호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 광축에 대해 비대칭으로 빼내는 광로상에 설치된 마스크{나이프 웨지(wedge) 등의 차광판}를 통해서 광디스크로부터의 광을 광 검출기로 검출하므로써 촛점의 오차검출을 행하는 것이다.
이 검출방법에 있어서는, 광 디스크와 대물렌즈 사이의 거리에 따라 광 디스크로부터 광 검출기로 인도되는 광의 위치의 변동에 의해 촛점을 검출하는 포커스 서보를 행하는 것이다.
이 장치에서는 광디스크로부터 반사되는 광의 결상점(結像點)에 광 검출기를 배치하고 있다.
또한 이 광 검출기는 2개의 광 검출 소자를 가지고 있다.
또한 예를들면, 일본국 특개소제51-141651로 공보에 개시되어 있는 바와 같이 광 디스크로부터의 광을 4개의 부분으로 분할되어 정방형상으로 조합된 광 검출기에 비점수차(非點收差)를 일으키는 원통렌즈를 통해서 조사하고, 이 광 검출기에 조사되는 광의 면적에 따라 촛점 오차신호와 정보의 재생의 행하는 것이다.
이 검출방법에 있어서는, 원통렌즈에 의해 발생되는 모선방향 및 그 모선에 직교하는 방향에 형성되는 2개의 촛점선의 사이에 형성되는 최소광스폿트의 위치에 광 검출기를 배치하고, 동일의 광 검출기에 의해 촛점 오차검출과 정보의 재생을 행하는 것이다.
그러나 일본국 특개소 제59-90237호의 검출방법을 이용해서 촛점을 검출하는 경우에는, 광 검출기가 광 디스크로부터의 광의 결상점에 배치되어 있기 때문에, 광 검출기 상에서의 광의 비임스폿트의 사이즈가 작아진다.
이러한 이유 때문에 온도변화등에 따른 광학소자의 변형에 의한 광축엇갈림 등의 영향을 받기쉽고, 정확한 포커싱제어를 행할 수 없다는 결점이 있었다.
한편 일본국 특개소 제51-14561호의 검출방법을 이용해서 검출하는 경우에는, 동일의 광 검출기에 의해서 촛점오차검출과 정보의 재생을 행할 수는 있으나, 이 광 검출기가 원통 렌즈에 의해 생기는 2개의 촛점선사이에 형성되는 최소광 스폿트의 위치에 배치되어 있기 때문에 광의 회절의 영향을 받아 정확한 검출을 행할 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 동일 광 검출기로 촛점오차검출과 정보의 재생을 행할 수 있고, 특히 광축 엇갈림이나 광의 회절의 영향을 받지않고 정확한 검출을 할 수 있는 광 검출장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해서 정보기록매체에 광을 집광시키는 제1의 집광수단, 정보기록매체에서 인도되는 광의 광로중에 배치되어 광을 투과하는 복수의 영역을 가지고 있는 광학수단, 이 광학수단의 복수의 영역에서 투과된 광을 한 방향으로 집광시키는 제2의 집광수단, 이 제2의 집광수단에서 집광되는 광을 검출하는 검출수단, 이 검출수단에서의 검출결과에 응답해서 제1의 집광수단과 전술한 정보기록매체에 대하여 위치를 조절하는 조절수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 검출장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광 검출장치는 정보기록매체에서 인도되는 광의 광로중에 배치되어 광을 투과하는 복수의 영역을 가지고 있는 광학수단과, 이 광학수단의 복수의 영역으로부터 투과된 광을 한 방향으로 집광시키는 집광수단을 구비하고 있다.
이들의 구성에 의해 비교적 큰 비임 스폿트가 얻어지기 때문에 광축엇갈림등의 영향을 경감시켜, 포커스 검출 특성을 안정시킨다.
이하 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 광 검출장치를 나타내는 개략구성도이다.
이 장치는 반도체 레이저로 구성되는 광원(10), 광원(10)으로 부터의 광을 평행광으로 변환시키는 클리메이트 렌즈(12), 비임 스플리터(14), 광을 정보기록매체(18)상에 집광시키는 대물렌즈(16), 정보기록매체(18)에서 반사된 광이 조사되는 글래스평판(20), 집광렌즈(22) 및 원통렌즈(24), 및 정보기록매체(18)로부터 반사된 광을 검출하는 광 검출기(26)로 구성되어 있다.
촛점 형성시에 광 검출장치에 있어서, 광원(10)으로부터 발광된 광은 콜리메이트 렌즈(12)에 의해 평행광으로 변환된다.
평행광으로 변환된 광은 비임 스플리터(14)를 통과해서 대물렌즈(16)로 향하고, 대물렌즈(16)에 의해 집광되어 정보기록매체(18)로 조사된다.
이 정보기록매체(18)는 소위 광 디스크(18)인 예를들면 제2도에 도시된 바와 같이 기판(30) 및 정보가 기록되어 있는 기록막(32)으로 구성되어 있으며, 기판(30)은 플라스틱, 글래스 또는 알루미늄으로 구성되어 있고, 기록막(32)은 금속막, 반 금속막, 무기막 또는 유기막으로 구성되어 있다.
이 기판(30) 및 기록막(32)에는 미리 요철상의 기록 트랙(34)이 원심원상 또는 스파이럴상으로 형성되어 있다.
이 기록트랙(34)에 따라 정보피트(36)가 형성되어 있다.
이러한 광 디스크(18)로의 정보기록방법으로서는 기록막(32)에 광을 조사하므로써, 기록막(32)을 증발시켜 피트를 형성하는 방법, 기록막(32)을 부풀려서 버블(bubble)을 형성하는 방법, 또는 기록막(32)의 물리적 변화를 일으키지 않고 화학적 변화를 일으키게 하는 방법등이 있다.
이 광 디스크(18)상에 조사된 광은 광 디스크(18)에서 반사하여 다시 대물렌즈(16)로 향하고, 이 대물렌즈(16)를 투과한 후에 비임 스플리터(14)로 조사된다.
비임 스플리터(14)로 조사된 광은 글래스평판(20)의 방향으로 인도되고, 글래스평판(20)을 투과하여 집광렌즈(22) 및 원통렌즈(24)을 통해서 광 검출기(26)로 조사된다.
글래스 평판(20)에 조사되는 광은 광 디스크(18)의 피트와 그 주변부로부터 반사되는 광의 간섭영향을 받아 불균일한 광량 분포로 된다.
즉 글래스평판(20)에 조사되는 광의 광축(37)에 직교하는 평면에서의 광량분포는 제3도에 도시한 바와 같이 광축(37)을 중심으로한 대칭형의 경계선(38)의 내측영역(38a)에서는 광량이 감소하여 어둡게 되나, 외측영역(38b)은 내측영역(38a)에 비교해서 밝게된다.
이 경계선(38)에 따라 형성되는 내측영역(38a)의 형상은 광 디스크(18)의 기록트랙(34)에 따르는 방향에 대칭으로 형성되어 있다.
또한 광 디스크(30)의 기록트랙(34)에 따르는 방향에 직교하는 방향에 대해서도, 이 경계선(38)에 대해서 내측영역(38a)의 형상은 대칭으로 된다.
이하 기록트랙(34)에 따르는 방향을 임의로 a축으로 설정하고, 기록트랙(34)에 따르는 방향에 직교하는 방향을 임의로 b축으로 설정해서 글래스평판(20), 집광렌즈(22) 및 원통렌즈(24)의 광학계의 배치관계를 설명한다.
글래스평판(20)은 제4a도에 도시된 바와 같이 원통렌즈(24)의 모선방향(23)에 평행한 방향으로 배치되어 있는 제1의 영역(19a) 및 제2영역(19b)를 가지고 있다.
이 제1 및 제2의 영역(19a) 및 (19b)는 각각 차광부 "20c" 및 "20d"와 광 투광부 "20b" 및 "20a"를 가지고 있다.
또한 차광부 "20c"와 "20d"는 각각 a축과 b축에 비대칭이고, a축에 따른 제1 및 제2의 영역 "19a" 및 "19b" 각각에 일부분씩 형성되어 있다.
차광부 "20c" 및 "20d"에는 차광막(21)이 제공되어 있다.
이 차광막(21)으로서는 예를들면 알루미늄막, 크롬막, 탄소막 또는 인듐의 산화물이나 질화물등의 무기물로 형성되는 다층막등이 사용될 수 있다.
이중에서 탄소막 또는 다층막을 이용하면, 차광막(21)에서의 반사가 적고, 광학계에 미광(stray light)을 주기 어렵다는 점에서 효과가 있다.
이 글래스 평판은 제4b도에 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다.
즉, 이 글래스평판은 글래스평판(20)에 조사된 광을 투과하는 투광부 "20e" 및 "20f"를 가지고 있다.
이들 투광부 "20e" 및 "20f"는 글래스평판(20)에 조사되는 광의 스폿트(19)내에 설치되어 있고, 원형의 형상을 가지며 서로 대략 같은 면적을 갖는다. 또한 원형형상을 가지고 있는 투광부 "20e" 및 투광부 "20f"등이 글래스평판(20)에 조사되는 광의 광축(L)에 대해서 대략 대칭으로 되도록 이들 투광부 "20e""20f"가 형성되어 있다.
글래스평판(20)의 투광부"20e" 및 "20f" 이외의 부분에는 광을 차단하는 차광막이 설치되어 있다.
비임 스풀리터(14)에서 인도되는 빛이 제4a도 제4b도에 도시된 글래스평판(20)에 조사되면, 광투과부 "20a" 및 "20b"{제4a도} 또는 "20e" 및 "20f"(제4b도)에 조사된 광이 글래스평판(20)을 투과하여 제1도에 도시된 바와 같이 집광렌즈(22)로 향해서 인도된다.
집광렌즈(22)는 조사된 광을 균일하게 집광시키는 작용을 하며, 이 집광렌즈(22)를 통과한 광을 원통렌즈(24)로 조사된다.
원통렌즈(24)는 모선방향(23) 및 그 모선방향(23)에 직교하는 방향에서 각각 집광되는 촛점선을 만들어 광에 비점수차를 도입하는 것이며, 이 원통렌즈(24)는 a축에 대해서 모선방향(23)이 평행이 되도록 배치되어 있다.
이 원통렌즈(24)를 통과한 광은 모선방향(23)에서는 원통렌즈(24)의 작용을 받지않고 원통렌즈(24)의 조사전과 같은 방향으로 집광되어, 집광위치 "H"에서 집광되나, 모선방향(23)에 직교하는 방향에서 원통렌즈(24)의 작용을 받아 모선방향(23) 보다도 가까운 집광위치 "G"에서 집광된다.
여기서 이와 같은 집광특성을 갖는 원통렌즈(24)를 통과한 광은 집광위치 "H"에 배치되어 있는 광 검출기(26)로 조사된다.
광 검출기(26)는 4개의 광 검출셀(26a, 26b, 26c, 26d)로 구성되어 있고, 각각은 같은 정도의 광 검출특성을 갖는 것이다.
광 검출셀(26a, 26b, 26c, 26d)은 a축에 평행으로 설정되는 c축과, b축에 평행으로 설정되는 d축에 각각 접하도록 배치되어 있으며, 광 검출기(26)는 정방형상으로 조합되어 있다.
이 광 검출기(26) 상에서의 상(像)은 광 디스크(18)상의 상(像)에 대응하는 결상점에 배치되어 있기 때문에 광의 회절의 영향을 받기 어렵다.
다음에, 이와 같은 구성을 구비한 광 검출장치에 있어서 촛점 오차검출, 트랙 오차검출, 및 광 디스크(18)로부터의 정보 재생의 검출방법에 대해 설명한다.
먼저 촛점 오차 검출의 방법에 관해서 제5도 및 제6도를 참조해서 설명한다.
제4a도에 도시된 글래스평판(20)을 갖는 광 검출장치에 있어서, 대물렌즈(16)로부터 조사된 광이 광 검출기(26)에서의 비임 스폿트(28)의 형상은 제5a도에 도시된 바와 같이 된다.
즉 촛점을 이루는 상태인 경우에, 광 디스크(18)로부터 글래스평판(20)의 광 투과부 "20a"를 투과한 광은 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26a" 및 "26b"로 향해 조사된다.
이들 광 검출셀 "26a" 및 "26b"로 조사되는 광량은 대략같고, 또 d축방향으로 어느정도 폭을 가진 형상으로 된다.
또한 마찬가지로 광 투과부 "20b"를 투과한 광은 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26c" 및 "26d"로 향해서 조사된다.
이들 광 검출셀 "26c" 및 "26d"로 조사되는 광량은 대략 같고, 또 d 축방향으로 어느정도 폭을 가진 형상으로 된다.
이에 반하여, 광 디스크(18)가 촛점형성시에 비하여 대물렌즈(16)에 더 근접하여 위치된 경우에는, 제5b도에 도시된 바와 같이 된다.
즉 광이 글래스평판(20)의 광 투과부 "20a"를 투과한 경우에는, 모선방향(23)에 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해 광 검출기(26)에 가깝다.
따라서 광 검출셀(26)상에서의 비임 스폿트(28)의 폭이 d축방향에서 좁게 되며, 모선방향(23)에서는 비임 스폿트(28)의 폭이 넓게된 상태에서 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26a"로 조사된다.
또한 마찬가지로, 광이 광투과부 "20b"를 투과한 경우에도, 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해서 광 검출기(26)에 더 근접하여 위치되며, 비임 스폿트(28)의 폭이 d축 방향에서 더 좋게된다.
또한 모선방향(23)에서는, 광이 비임 스폿트(28)의 폭이 넓어진 상태에서 광 검출기(26)의 광 검출셀"26c"로 조사된다.
또 광 디스크(18)가 촛점형성시에 비해 대물렌즈(26)로부터 멀어져 있는 경우에는 제5c도에 도시된 바와 같이 된다.
광이 글래스평판(20)의 광 투과부 "20a"를 투과한 경우에는, 모선방향으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해 광 검출기(26)로부터 멀어진다.
따라서 광 검출기(26)상에서의 비임 스폿트(28)의 폭이 d축방향에서 넓어진다.
또한 모선방향(23)에서는, 집광한후 광 검출기(26)에 조사하기 위하여, 광 디스크(18)가 근접한 경우와는 d축에 대해서 반대측으로 비임 스폿트가 이동하여 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26b"에 조사된다.
또한 마찬가지로, 광이 광 투과부 "20b"를 투과한 경우에도 방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점 형성시의 집광위치(G)에 비해 광 검출기(26)로부터 멀어진다.
따라서 광 검출기(26)상에서의 비임스폿트(28)의 폭이 d축 방향에서 넓어진다.
또한 모선방향(23)에서는, 집광한후 광 검출기(26)로 조사하기 위하여, 광 디스크(18)가 근접한 경우와는 d축에 대해 반대측으로 비임 스폿트(28)가 이동하여 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26d"로 조사된다.
결국 광 검출기(26)상에서의 비임 스폿트(28)의 형상은 광 디스크(18)가 대물렌즈(16)에 대해서 촛점을 이루는 위치에 있는 경우를 기준으로하면, 근접해 있는 경우와 멀어져 있는 경우에서는 광 검출기(26)상의 d축에 반해서 반대측으로 비임 스폿트가 이동한다.
다음에 제4b도의 글래스평판(20)에 있어서, 촛점 오차 검출의 방법에 관해서 제4도 및 제5도를 참조해서 설명한다.
제4b도에 도시된 글래스평판을 갖는 광 검출장치에 있어서는, 광디스크(18)상에 있어서 대물렌즈(16)에서 조사된 광이 촛점을 이루는 상태에 있는 경우, 광 검출기(26)에서의 비임 스폿트 "28a" 및 "28b"의 형상은 제5d도에 도시된 바와 같이 된다.
즉 촛점을 이루는 상태에 있는 경우에, 광 디스크(18)에서 글래스평판(20)의 투광부 "20e"를 투과한 광은 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26a" 및 "26b"를 향해서 조사된다.
이들 광 검출셀 "26a" 및 "26b"에 조사되는 광량을 대략 같으며 d축방향으로 어느정도 폭을 가진 대략 타원의 비임 스폿트 "28a"로 된다.
또한 마찬가지로 투광부 "20f"를 투과한 광은 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26c" 및 "26d"로 향해서 조사된다.
이들 광 검출셀 "26c" 및 "26d"로 조사되는 광량은 대략같으며 d축방향으로 어느정도 폭을 가진 대략 타원형상의 비임 스폿트 "28b"로 된다.
이에 대해 대물렌즈(16)에 대해 광 디스크가(18)가 촛점형성시에 비해 근접해 있는 경우에는 제5e도에 도시된 바와 같이 된다.
즉 광이 글래스평판(20)의 투광부 "20a"를 투과한 경우에는 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해 광 검출기(26)에 가깝다.
따라서 광 검출셀(26)상에서의 비임 스폿트 "29a"의 폭이 d축 방향에서 좁게된다.
또한 c축 방향(23)에서는, 비임 스폿트 "29a"의 폭이 넓게된 상태에서 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26a"로 조사된다.
또한 마찬가지로, 광이 투광부 "20f"를 투과할 경우에도, 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해서 광 검출기(26)에 근접하게 되며, 비임 스폿트 "29a"의 폭이 d축 방향에서 좁아진다.
또한 c축 방향(23)에서는, 비임 스폿트 "29b"의 폭이 넓어진 상태에서 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26c"로 조사된다.
또 대물렌즈(16)에 대해 광 디스크(18)가 촛점 형성시에 비해 멀어져 있는 경우에는 제5f도에 도시된 바와 같이 된다.
광이 글래스평판(20)의 광 투광부 "20e"를 투과한 경우에는, 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해 광 검출기(26)로부터 멀어진다.
따라서 광 검출기(26)상에서의 비임 스폿트 "30a"의 폭이 d축 방향에서 넓어진다.
또한 c축방향(23)에서는, 집광한후 광 검출기(26)에 조사하기 위해 광 디스크(18)가 근접한 경우와는 d축에 대해 반대측에 비임스폿트 "30a"가 이동하여 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26b"로 조사된다.
또한 마찬가지로, 광이 투광부 "20f"를 투과한 경우에도 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치가 촛점형성시의 집광위치(G)에 비해 광 검출기(26)에서 멀어진다.
따라서 광 검출기(26)상에서의 비임스폿트 "30b"의 폭이 d축 방향에서 넓어진다.
또한, c축 방향(23)에 집광한 후 광 검출기(26)로 조사하기 위하여, 광 디스크(18)가 근접한 경우와는 d축에 대해 반대측으로 비임 스폿트 "30b"가 이동하여 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26d"로 조사된다.
결국 광 검출기(26)상에서의 비임 스폿트 "28"의 형상은 광 디스크(18)가 대물렌즈(16)에 대해서 촛점형성위치에 있는 경우를 기준으로 하면, 근접해 있는 경우와 멀어져 있는 경우는 광 검출기(26)상의 d축에 대해 반대축으로 비임 스폿트가 이동한다.
전술한 것처럼 광 디스크(18)가 대물렌즈(16)와의 위치관계에 따라 광 검출기(26)상에 조사되는 비임 스폿 "28"의 형상이 변화한다.
이 형상을 검출함에 따라 촛점오차신호를 생성한다.
이 촛점오차신호를 생성하는 신호처리회로의 구성이 제6도에 도시되었다.
광 검출셀 "26a"과 "26c"의 각 출력신호는 가산기 "40"에서 가산되고, 광 검출셀 "26b"과 "26b"의 각 출력신호는 가산기 "42"에서 가산된다.
이들 가산기(40), (42)에서 얻어진 신호를 감산기(50)를 이용하여 감산하므로써 촛점 오차신호를 얻을 수 있다.
이 촛점오차신호를 대물렌즈 구동회로(56)로 공급하여, 대물렌즈 구동부(58)를 제어하므로써 대물렌즈(16)를 광축방향으로 이동시켜서 포커스 서보를 행한다.
이와 같이 광 검출셀 "26a" 및 "26c"의 합신호와 광 검출셀 "26b" 및 "26d"의 합신호를 비교하므로써 포커스 신호의 검출을 행하기 때문에 광측 엇갈림등으로 인하여 비임 스폿트(28)가 c축 또는 d축방향으로 이동한 경우에 있어서도 오차없이 검출할 수 있다.
또한 트랙오차를 검출할때는, 광 디스크(18)의 기록트랙(34)에 따른 방향, 원통렌즈(24)의 모선방향(23) 및 광 검출기(26)의 c축 방향이 서로 일치하여 배치되어 있는 것으로 한다.
트랙오차를 검출할때에는 광 디스크(18)로 조사되는 조사광과, 기록트랙(34)에 따른 방향과의 상대관계에 의해 광 디스크(18)로부터 반사되는 광의 회절분포가 변화하는 것을 이용한다.
조사광의 광속중심이 기록트랙(34)의 중심선상에 있을때에 광 검출기(26)에 조사되는 광은 광 검출기(26)의 c축에 대해 대칭으로 된다.
즉 광 검출셀 "26a, 26b" 및 "26c, 26d"에는 각각 동등의 광량이 조사된다.
이에대해 조사광의 광속이 트랙(34)의 중심선상에서 엇갈린때에 광 검출기(26)에 조사되는 광은 광 검출기(26)의 c축에 대해 비대칭으로 된다.
즉 광 검출셀 "26a, 26b" 및 "26a, 26d" 에는 각각 다른 광량이 조사된다.
조사된 광은, 각각 광 검출셀 "26a" 및 "26b"의 각 출력신호가 가산기(46)에서 가산되고, 광 검출셀 "26c" 및 "26d"의 각 출력신호가 가산기(48)에서 가산된다.
이 가산기(46), (48)의 출력신호는 광 검출셀 "26a, 26b" 및 "26c, 26d"에 조사된 광량에 대응하는 출력신호로 되어, 감산기(54)에서 차를 구하고 따라서 광 검출셀 "26a, 26b" 및 "26c, 26d"로 조사되는 광량차에 따른 트랙오차신호가 얻어진다.
이 트랙오차신호를 대물렌즈 구동회로(60)로 공급해서 구동부(62)를 제어하므로서 대물렌즈(16)를 구동시켜 트랙킹 서보를 행하는 것이다.
이와 같이, 광 검출셀 "26a"와 "26b"에 대해 광 검출셀 "26c"와 "26d"와 같이 인접관계에서 검출함에 따라, 예를들면, 광 디스크(18)상의 기록트랙(34)로부터 대물렌즈(16)를 통과한 광이 엇갈린경우에 있어서도 오차없이 검출할 수 있다.
또 예를들면 광 디스크(18)상의 기록신호를 검출할때는, 광 검출셀 "26a, 26b" 및 "26c, 26d"의 각 출력신호의 각 출력신호의 합을 가산기(46), (48) 및 (52)에서 가산한다.
이 가산신호를 기록신호로서 빼내면, 광 디스크(18)에 기록된 정보의 재생을 행할 수 있다.
또한 포커스검출을 행할때, 제5b도 및 제5c도, {제4a도의 글래스평판(20)의 경우} 또는 제5e도 및 제5f도 {제4b도의 글래스평판(20)의 경우}에 도시된 바와 같이 광 디스크(18)와 대물렌즈(16)와의 위치관계가 촛점을 형성하는 상태가 아닌 경우에, 비임 스폿트 "28"가 광 검출셀 "26a"와 "26c", 광 검출셀 "26b"와 "26b"와 같이 대각선으로 분할되어 각각이 광 검출기(26)로 조사되기 때문에, 검출감도가 크게되어 오검출이 없는 안정한 포커스 검출이 가능하다.
제4도의 글래스평판(20)의 경우, 비임스폿트 "28a"와 "28b"에 대해 비임스폿트 "29a"와 "29b" 및 비임스폿트 "30a"와 "30b"는 광 검출기(26)의 중심에 대해 반대방향으로 회전하고 있다.
즉 광 디스크(18)와 대물렌즈(16)가 촛점형성시에 광 검출기(26)로 조사되는 비임 스폿트 "28a"와 "28b"를 기준으로 하여, 광 디스크(18)와 대물렌즈(16)의 위치관계가 촛점형성시로 부터 엇갈리는 것을 검지할 수 있다.
또한 광 검출기(26)를 원통렌즈(24)에 의해 광의 촛점선(b)상의 집광위치(H)에 고정해야할 필요성이 없고, 집광위치(H)의 전후에 광 검출기(26)를 배치해서, 촛점형성시의 비임 스폿트 "28a"와 "28b"의 위치가 광 검출기(26)의 d축에서 등분되어 조사되도록 광 검출기(26)를 회전시켜도 좋다.
이 조작에 의해 광 검출기(26)를 배치하는 위치는 집광위치(H)의 전후에 있어서도, 집광위치(H)에 배치한 경우와 같은 검출결과를 얻을 수 있다.
또한 원통렌즈(24)에 의한 광의 촛점선(a)상의 집광위치(G)에 광 검출기(26)를 배치하더라도, 광 검출기(26)에 조사되는 비임 스폿트 "28a"와 "28b"는 단지 90°회전할 뿐이다.
따라서 집광위치 "G"에 광 검출기(26)를 배치하더라도, 집광위치 "H"에 배치한 경우와 같은 검출효과를 얻을 수 있다.
또한 집광위치 "G"의 전후에 광 검출기(26)를 배치하더라도 같은 검출효과를 얻을 수 있다.
다음에 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
먼저 제4a도의 글래스평판의 다른 변형구성예에 대해서 제7도 및 제8도를 참조해서 설명한다.
또 이 경우에, 제1도의 촛점형성시에 있어서 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서의 집광위치(G)와 모선방향(23)에서의 집광위치(H)와의 사이의 위치에 광 검출기(26)를 배치해 본다.
제7도에 도시된 바와 같이, 글래스평판(20)은 제1의 영역(19a) 및 제2의 영역(19b)의 어느쪽도 전체의 영역에 대해 b축에 가까운 반분의 영역 "25a", 제1의 영역(19a)에 있어서는 b축 보다도 광의 조사방향에서 보아 윗축 영역 "25b" 및 제2의 영역(19b)에 있어서는 b축 보다도 광의 조사방향에서 보아 아래축영역 "25c"이 광 투과부(25a, 25b, 25c)이다.
또한 차광막(21)이 제1의 영역(19a)의 광의 조사방향에서 보아 b축의 하측에 있으며, b축에서 먼 반분의 영역에 부여되어 있다.
차광막(21)은 또한 제2의 영역(19b)의 광의 조사방향에서 보아 b축의 상측에 있으며, b축에서 먼 반분의 영역에 부여되어 있다.
제8도에 있어서 비임스폿트(28)는 곡선외부보다 밝게 곡선내부로 조사되고 있다.
대물렌즈(16)를 통과한 광이 광디스크(18)상에서 촛점형성상태에 있는 경우, 광 검출기(26)상에서의 비임스폿트(28)의 형상은 제7도의 글래스평판(20)의 a축에 비대칭으로 제1 및 제2의 영역의 각 영역에서 긴방향으로 빼어진 광으로 형성된다.
광투과부(25a), (25b), (25c)를 투과한 광을 모선방향(23)에 직교한 방향에 집광한 후 모선방향(23)에서 집광하기전에 광 검출기(26)에 조사되고, 제8a도에 도시된 바와 같이 광 검출기(26)의 4개의 영역에 걸쳐서 직교하는 2축 c 및 d 각각에 대칭한 형상으로 된다.
이 형상을 제7도에 도시된 글래스평판(20)을 이용한 경우의 촛점형성시의 형상으로 설정한다.
이때 비임스폿트(28)에 의한 광 검출기(26)로의 조사광량이 광 검출셀(26a), (26b), (26c), (26d)에 각각 같게되도록 광 검출기(26)가 광축을 중심으로 회전된다.
이 촛점형성시에 비하여 대물렌즈(16)에 대해서 광디스크(18)가 근접해 있는 경우에는, 제8b도에 도시된 바와 같이 제8a도의 촛점형성시의 형상에 비하여 비임스폿트(28)의 형상은 d축방향에서 폭이 좁게 되고, 반대로 c축방향에서 긴 폭을 가진 형상으로 된다.
또한 촛점형성시에 비하여 대물렌즈(16)에 대해 광디스크(18)가 멀어져 있는 경우에는 제8c도에 도시된 바와 같이 제8a도의 초점형식시의 형상에 비하여 비임스폿트(28)의 형상은 d축방향에서는 폭이 넓게 되나, 반대로 c축 방향에서는 좁게 되어있다.
또 제4a도의 글래스의 평판(20)의 다른 변형구성예에 대해 제9도 및 제10도를 참조해서 설명한다.
또 이때, 광 검출장치(26)를 제1도의 촛점형성시에 있어서 모선방향(23)에서의 집광위치(H)보다도 광의 진행방향으로 거리를 길게한 위치에 배치해서 본다.
제9도에 도시된 바와 같이 글래스평판(20)은 제1 및 제2의 영역(19a) 및 (19b)에서 a축 및 b축에 대해 비대칭으로 차광막(21)이 부여되어 있다.
광투과부(27)의 형상은 대략 타원형이고 또 타원형의 장축이 a축 또는 b축에 대해서 약 45°경사져 있고, 또 대략 타원형의 장축과 단축의 교점은 a축과 b축의 교점과 대략 일치하고 있다.
제10도에 있어서 비임스폿트(28)는 곡선외부보다도 곡선내부를 밝게 조사하고 있다.
대물렌즈(16)를 통과한 광이 광디스크(18)상에서 촛점형성상태에 있는 경우, 광 검출기(26)상에서의 비임스폿트(28)의 형상은 제9도의 글래스 평판(20)의 a축과 b축과의 교점에 대칭한 대략 타원형의 광투과부(27)를 투과한 광은 모선방향(23)으로 직교하는 방향에서 집광한후 모선방향(23)에서 집광하고, 그후 광 검출기(26)로 조사되어 제10a도에 도시된 바와 같이, 광은 집광상태가 아니며 광 검출기(26)의 광 검출셀 "26a""26b""26c""26d"에 걸쳐지는 대략 타원형의 형상으로 된다.
이 형상을 제9도에 나타낸 글래스평판(20)을 이용한 경우의 촛점형성시의 형상으로 설정한다.
이때 광 검출기(26)에의 비임스폿트(28)에 의한 조사광량을 광 검출셀(26a), (26b), (26c), (26d) 각각에 동등하게 되도록 광 검출기(26)는 광축을 중심으로해서 회전되어진다.
이 촛점형성시에 비교해서 대물렌즈(16)에 대해 광디스크(18)가 근접해 있는 경우에는 제10b도에 도시된 바와 같이 제10a도의 촛점형성시의 형상에 비하여 비임스폿트(28)의 형상은 장축 및 단축의 길이가 각각 작게 되어있다.
또 촛점형성시에 비하여 대물렌즈(16)에 대해 광디스크(18)가 멀어져 있는 경우에는, 제10c도에 도시된 바와 같이 제10a도의 촛점형성시의 형상에 비교하여 대략 타원형상의 비임스폿트(28)의 장축이 경사져 있으며 장축 및 단축 모두 길이가 길게 되어있다.
또한 제4b도에 도시된 글래스평판(20)의 투광부 "20e"와 "20f"의 형상은 반드시 원형이 필요는 없고 예를들면 사각형이나 타원형등 어떠한 현상이라도 좋다.
또 투과부 "20e"와 "20f"의 위치관계는 광축(L)에 대해 대칭일 필요는 없고, 투광부 "20e"와 "20f"가 글래스평판(20)에 조사되는 광의 스폿트내에 설치되어 있으면 좋다.
또한 트랙킹신호를 검출할때, 기록트랙(34)과 원통렌즈(24)의 모선(23)방향을 평행으로 설정했으나, 원통렌즈(24)의 모선(23)에 직교하는 방향을 평행으로 설정해도 좋다.
전술한 바와 같이, 광 검출기(26)를 제1도의 촛점형성시에 있어서 모선방향(23)에서의 집광위치(H)의 전후에 배치한 경우에 있어서도, 광 검출기(26)를 집광위치(H)에 배치한 경우와 같은 검출효과가 얻어진다.
결국 대물렌즈(16)와 광디스크(18)가 촛점형성위에 있는 경우를 기준으로 그것들이 근접해 있는 때와 멀어져 있는 때에는, 광 검출기(26)상에서의 비임스폿트(28)의 형상은 광 검출셀 "26a""26c"와 광 검출셀 "26b""26d"로 검출하는 경우에 검출감도를 높이는 형상으로 이동한다.
즉 제6도에 있어서 신호처리는 광 검출기(26)를 집광위치(H)의 전후에 배치한 경우에도 적용할 수 있다.
기록트랙(34)의 방향을 따라 배치된 차광막(21)이 글래스평판(20)에 부여되는 제1의 영역(19a) 및 제2의 영역(19b)에 있어서, 불균일한 광량을 빼내며 각각 제1의 영역(19a) 및 제2의 영역(19b)가 기록트랙(34)에 따라 비대칭인 광량을 빼내도록 차광막(21)이 설치되어진다.
이 광학장치에 있어서, 촛점형성시에 광 검출기(26)에 조사되는 비임스폿트(28)의 형상을 기준으로하여, 대물렌즈(16)와 광디스크(18)와의 상대거리가 촛점형성시에 비교하여 큰 경우와 작은 경우에서, 광 검출기(26)에 조사되는 광량은 광 검출셀 "26a" 및 "26c"로부터 광 검출셀 "26b" 및 "26d"로 혹은 광 검출셀 "26b" 및 "26d"로부터 광 검출셀 "26a" 및 "26c"로 변화한다.
이에따라, 광 검출셀 "26a" 및 "26c"와 광 검출셀 "26b" 및 "26d"사이의 광량검출의 차가 크게되고 오검출이 없는 안정한 검출을 행할 수 있다.
또한 광축이 기록트랙(34)방향, 혹은 기록트랙(34)방향에 직교하는 방향으로 어긋난 경우에도, 이와 같이 검출함으로서 정확하게 촛점을 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서는, 집광렌즈(22)를 구비하는 구성으로 했으나 이 집광렌즈(22)는 광 검출기(26)에서 작은 비임스폿트(28)를 얻기 위해서 사용되는 것이고, 광 검출기(26)가 충분히 넓은 검출영역을 갖는 것이면 이 집광렌즈(22)는 불필요하다.
또한 광 검출기(26)를 배치하는 위치는 본 실시예에서는 집광위치 "H" 및 그 전후에 배치했으나 집광위치 "G" 및 그 전후에 있어도 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한 광 디스크(18)로부터의 광을 반사광으로서 취급했으나, 이것은 투과광에 관해서도 같다고 할 수 있다.
또한, 기록트랙(34)에 따른 방향에 평행한 축을 a축으로하고, a축에 직교하는 축을 b축으로 했으나, 이것은 대략 직교관계에 있으면 좋다.
또한 a축에 평행한 축을 c축으로하고, b축에 평행한 축을 d축으로 하였으나 이것도 대략 평행관계에 있으면 좋다.
또 그래스평판(20)에 차광막(21)을 부여하게 했으나 차광할 필요없이 명암이 불균일한 광량을 빼내는 부재이면 좋다.
제11도는 본 발명에 따른 광 검출장치의 또다른 실시예를 나타낸 개략구성도이다.
이 장치는 제1도의 장치에 이용된 글래스평판(20) 대신에 미러(120)에 의해 광로를 변경토록한 이외는 제1도의 장치와 거의 동일하다.
따라서 이하 미러(120)에 관련해서 설명하고, 제1도와 동일부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
광 디스크에서 반사된 비임은 비임스플리터(14)에 의해 미러(120)의 방향으로 인도된다.
이 미러(120)에서 광로가 굽어져서 집광렌즈(22) 및 원통렌즈(24)를 통해서 광 검출기(26)로 조사된다.
미러(120)는 광로를 바꿀 뿐 아니라, 미러(120)에서 광로가 변경되는 광의 분포를 불균일하게 한다.
이 미러(120)의 형상은 평면형상이고, 이 미러(120)의 평면의 빗금친 방향에 대해 약 45°의 각도로 광이 입사하도록 미러(120)는 경사져 있다.
이 미러(120)는 제12도에 도시된 바와 같이 광디스크(18)의 기록트랙(34)에 따른 방향에 배치되어 있는 제1의 영역(119a) 및 제2의 영역(119a)을 가지고 있다.
제1 및 제2의 영역 "119a" 및 "119b"는 각각 차광부 "120c" 및 "120d"와 반사부 "120a" 및 "120b"를 가지고 있다.
또한 차광부 "120c" 및 "120d"는 기록트랙(34)에 평행한 방향인 축 a 및 축 a에 직교하는 b축의 각각에 비대칭이고, 축 a에 따른 제1의 영역(119a) 및 제2의 영역(119b) 각각에 일부분씩 형성되어 있다.
차광부 "120c" 및 "120d"에는 차광막(121)이 부가되어있다.
제11도 및 제12도에 도시된 차광부 "120c" 및 "120d"를 포함한 미러(120)에 비임스폴리터(14)에서 인도되는 광이 조사되면 반사부 "120a" 및 "120b"에 조사된 광이 미러(120)에서 반사되어 집광렌즈(22)로 향해 인도된다.
이하 미러(120)에 의해 반사된 광은 제1도의 경우와 동일하게 처리된다.
이와 같이 미러를 이용한 실시예에서는 광로를 변경하기 위해 광 검출장치의 배치관계에 자유도를 주는 효과가 있다.
본 발명은 전술한 실시예에만 한정되지 않고 여러가지로 변형가능하다.
즉 제13a도 내지 제13d도는 그들 변형예 몇개를 나타낸다.
제13a도에 있어서는 글래스평판(20)의 차광부 "20c""20d"는 글래스평판(20)에 대응하는 부분을 거칠게 함으로서 형성된다.
제13b도에 있어서는 글래스평판(20)의 차광부(바르게는 편향부 "20c" "20d"는 글래스평판(20)의 대응하는 부분을 프리즘구성으로 함으로서 형성된다.
이와 같은 프리즘구성에 따르면 이들 부분을 통과한 광이 광 검출기(26)에서 이탈하기 때문에 동등한 작용을 갖는다.
제13c도에 있어서는 글래스평판(20)이 하나의 광투광부 "20g"만을 갖는다.
제13d도에 있어서는 글래스평판(20)이 하나의 차광부 "20h"만을 갖는다. 제13c도, 제13d도의 구성에 의해서도 글래스평판(20)을 투과하는 광의 형상이 비대칭으로되고 동등한 작용을 갖는다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광축엇갈림이나 광의 회절의 영향을 받지 않고 포커스검출등의 광 검출을 정확히 행할 수 있다.

Claims (9)

  1. 정보기록매체로부터 반사광을 인도하는 광학수단을 구비하는 광 검출장치에 있어서, 상기 정보기록매체에 광을 집광시키는 대물렌즈인 제1집광수단(16); 상기 정보기록매체로부터 인도되는 광의 광로중에 배치되어 광을 투과시키는 복수의 영역을 가지고 있는 광학수단(20, 120); 상기 광학수단(20, 120)으로부터의 광을 모선방향인 제1축방향(23) 및 제1축에 직각인 제2축방향으로 각각 집광하는 원통렌즈인 제2집광수단(24); 및 상기 제2집광수단(24)으로부터 광을 집광하여 그 집광된 광으로부터 정보데이타를 검출하기 위하여 평면의 4등분으로 배열되어진 4개의 광 검출셀(26a, 26b, 26c, 26d)을 포함하는 광 검출수단(26)으로이루어진 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학수단이 광투과부인 제1부분(20a, 20b, 20e, 20f)과 차광부인 제2부분(20c, 20d)으로 이루어진 글래스평판인 광학수단(20)인 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학수단이 반사부인 제1부분(120a, 120b)과 차광부인 제2부분(120c, 120d)로 이루어진 광학미러(120)인 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  4. 정보기록매체로부터 반사광을 인도하는 광학수단을 구비하는 광 검출장치에 있어서, 상기 정보기록매체에 광을 집광시키는 대물렌즈인 제1집광수단(16); 상기 정보기록매체로부터 인도되는 광의 광로중에 배치되며, 수직축(a축) 및 수평축(b축)을 가지며, 투광부인 제1부분(20a, 20b, 20e, 20f)과 차광부인 제2부분(20c, 20d)을 가지는 글래스 평판인 광학수단(20); 상기 광학수단(20)으로부터의 광을 집광시키는 집광렌즈(22); 상기 집광렌즈(22)로부터의 광을 모선방향인 제1축방향(23) 및 제1축에 직각인 제2축방향으로 각각 집광하는 원통렌즈인 제2집광수단(24); 및 상기 제2집광수단(24)으로부터의 광을 집광하여 그 집광된 광으로부터 정보데이타를 검출하기 위하여, 평면이 4등분으로 배열되어진 4개의 광 검출셀(26a, 26b, 26c, 26d)을 포함하는 광 검출수단(26)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광학수단(20)의 투광부인 제1부분(20a, 20b, 20e, 20f)과 차광부인 제2부분(20c, 20d)이 상기 수직축(a축) 또는 수평축(b축)에 대하여 각각 비대칭인 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 광학수단(20)의 수직축(a축)이 상기 제2집광수단(24)의 모선방향인 제1축(23)과 평행인 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 광학수단(20)이 상기 집광렌즈(22)와 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  8. 정보기록매체로부터 반사광을 인도하는 광학수단을 구비하는 광 검출장치에 있어서, 상기 정보기록매체에 광을 집광시키는 대물렌즈인 제1집광수단(16); 상기 정보기록매체로부터 인도되는 광의 광로중에 배치되며, 수직축(a축) 및 수평축(b축)을 가지며, 반사부인 제1부분(120a, 120)과 차광부인 제2부분(120c, 120d)을 가지는 미러인 광학수단(120); 상기 광학수단(120)으로부터의 광을 집광시키는 집광렌즈(22); 상기 집광렌즈(22)로부터의 광을 모선방향인 제1축방향(23) 및 제1축에 직각인 제2축방향으로 각각 집광하는 원통렌즈인 제2집광수단(24); 및 상기 제2집광수단(24)으로부터의 광을 집광하여 그 집광된 광으로 부터 정보데이타를 검출하기 위하여, 평면의 4등분으로 배열되어진 4개의 광 검출셀(26a, 26b, 26c, 26d)을 포함하는 광 검출수단(26)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
  9. 정보기록매체로부터 반사광을 인도하는 광학수단을 구비하는 광 검출장치에 있어서, 상기 정보기록매체에 광을 집광시키는 대물렌즈인 제1집광수단(16); 광축(L)에 대하여 직각인 평면을 형성하며, 상기 광축에 대하여 대칭인 미리 형성된 형상으로 배치된 4등분의 부분(20a, 20b, 20c, 20d) (120a, 120b, 120c, 120d)을 가지며 상기 미리 형성된 형상에 대하여 비대칭으로 광형상을 형성하는 광학수단(20, 120); 상기 광학수단(20, 120)으로부터의 광을 모선방향인 제1축방향(23) 및 제1축에 직각인 제2축방향으로 각각 집광하는 원통렌즈인 제2집광수단(24); 및 상기 제2집광수단(24)으로부터의 광을 집광하여 그 집광된 광으로부터 정보데이타를 검출하기 위하여, 상기 광축(L)에 직각인 평면을 형성하며, 광이 촛점에 있을때는 집광된 광이 광축에 대하여 2개의 대향하는 4등분의 대칭형상을 형성하며, 광이 촛점에서 벗어날때는 집광된 광이 적어도 하나의 4등분의 비대칭형상을 형성하도록 배열되어진 4개의 4등분의 광 검출셀(26a, 26b, 26c, 26d)을 포함하는 광 검출수단(26)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 검출장치.
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