KR940004656B1 - 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치 - Google Patents

광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치
제1a, 1b도 및 제2a, 2b도는 본 발명에 의한 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치의 각 실시예의 반도체 레이저 소자를 표시하는 정면도 및 측면도.
제3도는 종래의 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치를 표시하는 약선적 배치도.
제4도 및 제5도는 종래의 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 있어서 반도체레이저 소자의 한예를 표시하는 정면도.
제6도는 파형도.
제7도는 간섭의 설명에 제공되는 선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
OH : 광학 헤드 1 : 반도체 레이저 소자
1a : 레이저비임 출력단면 1d : 활성층
2 : 콜리미이터 렌즈 3 : 회절격자
4 : 비임스프리터 5 : 대물렌즈
6 : 광학식 기록매체 9 : 광차폐체
본 발명은 산업상의 이용분야에서 광학식 기록장치, 재생장치 및 기록 재생장치에 적용하여 가장 알맞는 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 관한 것이다.
기술적 배경과 그 문제점에 있어서 먼저 제3도를 참조하여 종래의 광학식 헤드의 트랙킹오차 검출장치에 대해서 설명한다. OH는 광학식 헤드를 전체적으로 표시한다. (1)은 반도체레이저 소자(레이저 다이오드)에서 이것의 레이저 비임 출사단면(1A)쪽에서 출사한, 단면이 타원의 발산레이저비임(L)은 콜리미이터렌즈(불필요한 경우도 있음) (2)에 입사시켜져서 평행비임으로 되어진 후, 회절격자(그래에팅) (3)에 입사시켜진다. 회절격자(3)에서 출사한 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1, L-1)(또한, +2차상, -2차 이하의 비임은 무시한다)은 무편광 비임 스프리터(하아프미터)(편향비임 스프리터의 경우는, 대물렌즈(5)와의 사이에 1/4 파장판을 설치한다)(4)를 통과한 후, 대물렌즈(5)에 입사시켜져서 집속시켜져, 그 집속된 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1, L-1)은 광학식 기록매체(광자기기록 매체도 포함)(6)의 기록면에 소정간격(예컨대 10㎛)을 두고 입사시켜진다.
광학식기록매체(6)에서 반사한 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1, L-1)은 대물렌즈(5)를 통과한 후, 비임스 프리터(4)에 입사시켜, 그의 일부는 그 반사면(4a)에서 반사하여 광검출기(7)에 입사시켜진다.
이 광검출기(7)는, 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1, L-1)이 각각 따로 입사시켜지는 3개의 광검출부에서 구성되어진다. 그래서 ±1차비임이 각각 입사시켜지는 한쌍의 광검출부에서의 한쌍의 광검출 검출력의 차를 채용하므로서, 0차비임(L0)의 광학식기록 매체(6)의 기록면 상에서의 트랙킹 상태에 따른 트랙킹 오차신호가 얻어진다. 또한, 0차비임의 입시켜진 광검출부에서는 재생신호, 초점에러 신호등이 얻어진다.
다음으로, 반도체레이저소자(1)의 한예에 대해서 제4도를 참조하여 설명한다. 이 반도체 레이저소자(1)는 통상 한쪽의 전극을 겸한 구리 등으로 구성되는 히이트싱크(8) 위에 고착되어져 있다. 반도체 레이저소자(1)의 구조를 도면에 있어서 그 상층에서 하층으로 향해서 설명하면, (1a)는 전극층, (1b)는 n-GaAs층(기체층), (1c)는 n-Ga1-yAlyAs층(클래드층), (1d)는 Ga1-xA1-As층(활성층), (1e)는 p-Ga1-yA1As층(클래드층), (1f)는 p-GaAs층이다. 그래서, 활성층(1d)에서 상술하는 레이저비임(L)이 출사한다. 이 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(벽개면)(1A)을 정면으로 하면, 그 폭이 100 내지 300㎛, 높이(두께)가 80 내지 100㎛, 깊이가 200 내지 300㎛다.
활성층(1d)의 히이트싱크(8)의 상면에서의 높이는 수 ㎛다.
그러나, 0차비임(L0)의 광학식기록매체(6)의 기록면에 대한 점선 스큐우각이 변화하면, 트랙킹에러 신호도 그것에 따라서 주기적으로 변화하여, 정확한 트랙킹 에러를 검출할 수가 없었다.
본 발명자들은 그 원인을 규명한 바, 다음과 같은 것을 알았다. 광학식기록매체(6)에서 반사한 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1, L-1)은 대물렌즈(5)를 통고한 후, 비임스프리터(4)의 반사면(4a)에서 반사될뿐만 아니라, 비임스프리터(4)를 통과하여, 회절격자(3)에 입사하여, 각각에 대응하여 격별한 0차비임 및 ±1차비임이 발생하며, 콜리미이터렌즈(2)를 통과하여 반도체 레이저소자(1)로 향한다. 이 반도체 레이저소자(1)로 향하는 비임의 비임량은, 무편광비임 스프라이를 사용한 경우에는 많고, 편광비임 스프리터를 사용한 경우는 적다.
이 경우, 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)과, 회절격자(3)와의 상대회동각 위치에 따라서, 반도체 레이저 소자(1)로 향하는 중심비임(La) 및 그 양쪽에 위치하는 양쪽비임(Lb,Lc)의 배치는 각각 중심비임(La)이 레이저비임 출사단면(1A)상의 활성층(1d)에 위치하여, 양측비임(Lb,Lc)이 중심비임(La)의 위치를 지나, 활성층(1d)과 직교하는 직선상에 있어서, 상하고, 위치하는 경우와, 중심비임(La) 및 양측비임(Lb,Lc)이 함께 활성층(1d)상에 위치하는 경우와, 중심비임(La) 및 양쪽비임(Lb,Lc)을 연결하는 직선이 상기 2개의 경우의 중간의 임의의 각도위치로 오는 경우가 있다. 그래서, 이들 중심비임(La) 및 양쪽비임(Lb,Lc)은, 0차비임(L0)과, 및 ±1차비임(L+1, L-1)이 회절격자(3)에 의해 재회절되어, 또한 혼재하여 중첩된 것이다.
그런데, 양측비임(Lb,Lc)의 적어도 한쪽이 히이트싱크(8)의 면에 입사한 경우는, 그 면이 조면이므로, 그 비임은 거기에서 난반사되어지므로 문제는 없으나, 양측비임(Lb,Lc)의 적어도 한쪽이 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)에 입사하는 경우는, 이 단면(1A)은 반사율이 양호(예컨대 10%)하므로, 이 단면(1A)에서 반사하여, 상술하는 광로를 통과하여 광검출기(7)에 입사하므로, +1차 또는 -1비임과 간섭을 일으킨다. 이 때문에, 0차비임(L0)의 광학식기록매체(6)의 기록면에 대한 접선스큐우각에 따라서, 광검출기(7)에 입사하는 +1차 또는 -1차비임의 강도가 변화하여 트랙킹에러신호가 스큐우각에 따라서 주기적으로 변화한다. 제6도는, 양측비임(Lb,Lc)의 한쪽(Lb)이 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)에 입사하여, 다른쪽(Lc)이 히이트싱크(8)에 입사한 경우의 0차비임(L0)의 광학식기록매체(6)의 기록면에 대한 접선스큐우각
Figure kpo00002
°에 대한 트랙킹에러신호(Se)의 레벨 변화의 주기성을 표시한다. 또한, 실제로는 ｜
Figure kpo00003
｜가 증대함에 따라서, 트랙킹 에러신호(Se)의 레벨은 감쇄한다.
또한, 양쪽비임(Lb,Lc) 공기 레이저 비임 출사단면(1A)에 입사하는 경우는, 제6도에 대응하는 파형의 진폭이 제6도의 그것의 2배로되어, 위상은 제6도와 다르다.
다음으로, 양쪽비임(Lb,Lc) 가운데의 한쪽(Lb)이 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)에 입사하여, 다른쪽(Lc)이 히이트싱크(8)에 입사하는 경우의 간섭에 대해서, 제7도(렌즈계의 도시를 생략하였음)를 참조하여 설명한다. 제7도에 있어서, 실선으로 표시되는 (1A)는 레이저 비임 출사단면이나, 파선으로 표시되는 정규의 위치의 출사단면(1A)에 대해 경사져있는 일반적인 경우를 표시하고, 또한, 실선으로 표시되는 (6)은 광학식기록매체이나, 파선으로 표시되는 정류의 위치의 광학식기록매체(6)에 대해 경사져 있는 경우를 표시한다. 0차비임(L0)은 정규의 위치의 레이저비임 출사단면(1A) 및 정규의 위치의 광학식기록매체(6)의 기록면에 대해 연직이다.
Figure kpo00004
는 ±1차비임(L+1)의 0차비임(L0)에 대한 각도이다. 11은 레이저비임 출사단면(1A) 및 회절격자(3)간의 광로거리, 12는 회절격자(3) 및 광학식기록매체(6)의 기록면간의 광로기이다. △11, △12는 각각 광로거리 11, 12에 대한 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1)간의 광로차다. △13, △14는 각각 광학식기록매체(6)의 스큐우에 의한 광로차 레이저비임 출사단면(1A)의 스큐우에 의한 광로차다.
또한, g를 회절격자(3)에 있어서 0차비임(L0) 및 ±1차비임(L+1)간의 광로차로 한다. i0, i1을 각각 회절격자(3)에 있어서 0차비임, +1차비임의 투과를, t를 하아프미터(4)의 투과률, r, f를 각각 광학식기록매체(6)의 기록면상, 레이저비임 출사단면(1A)상의 반사률이라 한다.
그리하여, +1차비임(L+2)이 입사하는 광학식기록매체(6)의 기록면상의 점 A에 있어서 광의 복소진폭을 다음 4개의 경우로 나누어 생각한다.
(1) a1: +1차비임(L+1)이 직접점(A)에 입사한 경우
(2) a2: 0차비임(L0)이 광학식기록매체(6)에서 반사하여, 재차회절격자(3)에 입사하므로서 얻어진 0차비임이 레이저비임 출사단면(1A)에서 반사하여, 재차 회절격자(3)에 입사하므로서 얻어진 +1차비임이 점 A에 입사한 경우다.
(3) a3: 0차비임(L0)이 광학식기록매체(6)에서 반사하여, 재차 회절격자(3)에 입사하므로서 얻어진 +1차 비임이 레이저비임 출사단면(1A)에서 반사하여, 재차 회절격자(3)에 입사므로서 얻어진 0차비임이 점 A에 입사하는 경우다.
(4) a4: +1차비임(L+1)이 광학식기록매체(6)에서 반사하여, 재차회절격자(3)에 입사하므로서 얻어진 0참비임이 레이저비임 출사단면(1A)에서 반사하여, 재차 회절격자(3)에 입사하므로서 얻어진 0차비임이 점A에 입사하는 경우다.
다음에 a1내지 a4를 식으로 표시한다.
Figure kpo00005
계산을 간단히 하기 위해, 레이저비임의 가간섭거리를 2(11+12) 이하로 하면, 점 A에 있어서 광의 강도1A는 다음식과 같이 표시된다.
Figure kpo00006
또한, 양쪽비임(Lb,Lc)의 양쪽이 레이저비임 출사단면(1A)에 입사하는 경우에 있어서, +1차비임(L+1)이 광학식기록매체(6)의 기록면상의 점에 입사하면, -1차비임(L+1)이 0차비임(L0)에 대해 대칭인 점 B에 입사하는 경우는, 점 A의 빛의 강도(IA)는 (5)식과 같으나, 점(B)의 빛의 강도(IB)는 다음식과 같이 표시된다.
Figure kpo00007
본 발명의 목적은 상술한 광학식 트랙킹 오차 검출장치에 있어서, 광학식 헤드의 0차비임의 광학시 기록매체에 대한 접선 스큐우각의 변화에 위해서는 변화하는 거짓이 없는 트랙킹에러 신호를 얻을 수 있는 것을 제안하려는 것이다.
본 발명의 개요는, 반도체 레이저소자와, 이 반도체 레이저소자에서의 레이저비임이 입사시켜지는 회절격자와, 이 회절격자에서 출사한 0차비임 ±1차비임이 통과시켜지는 비임스프리터와, 이 비임스프리터에서 출사한 0차비임 및 ±1차비임이 집속시켜져셔 광학식 기록매체에 입사시켜지는 대물렌즈와, 광학식 기록매체에 의해 반사시켜진 0차비임 및 ±1차비임이 대물렌즈를 통과하여, 또다시 비임스프리터와 반사면에서 반사한후, 입사시켜지는 광검출기를 갖고, 광검출기에서 ±1차비임에 대응한 한쌍의 광검출 출력을 얻어, 이 한쌍의 광검출 출력의 차에 따라 0차비임의 광학식 기록매체상의 트랙킹 상태에 다른 트랙킹 오차 신호를 얻도록 한 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 있어서, 광학식 기록매체에서 반사하여, 대물렌즈, 비임스프리터 및 회절격자를 통과하여 반도체 레이저 소자로 향하는 중심비임 및 그 양쪽의 양쪽비임중 양족비임이, 반도체 레이저 소자의 레이저비임 출사 단면에 입사하지 아니하도록, 반도체 레이저 소자의 레이저비임 출사단면측에 빛을 산란 또는 흡수하는 광차폐체를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
이같은 본 발명에 의하면, 이같은 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 있어서, 광학식 헤드의 0차비임의 광학식 기록매체에 대한 접선 스큐우각의 변화에 의해 변화하는 거짓없는 트랙킹에러 신호를 얻을 수가 있는 것을 얻을 수 가 있다.
이하 실시예에 제1도를 참조하여, 본 발명의 한 실시예를 설명하면, 제1도에 있어서, 제3도 내지 제7도와 대응하는 부분에는 동일부호를 붙여서 중복설명을 생략한다. 제1도는 반도체 레이저소자(1)로 향하는 중심비임(La) 및 양쪽비임(Lb,Lc)을 잊는 직선이 반도체 레이저소자(1)의 활성층(1d)에 대해 거의 직교하고 있는 경우다. 그리하여 이 실시예에서는, 히이트싱크(8)의 일부를 연장하여, 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)에 소정간격을 두고 대향하는 그와 같이 광차폐판(체)(9)를 설치해, 그 활성영역(1d)의 레이저비임 출사부에 대응하는 부분에는 창(9a)을 형성하여, 레이저비임(L)의 출사를 확보한다. 또한, 기타의 구성은 제3도 내지 제7도와 같다.
이같이 하여, 이러한 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 의하면, 광학식 기록매체에서 반사한 비임이 대물렌즈(5), 비임스프리터(4) 및 회절격자(3)를 통해서 반도체 레이저소자(1)로 하여도, 광차매체(9)에서 난반사되어지므로, 광학식헤드 OH의 0차비임의 광학식기록 매체에 대한 접선스큐우각의 변화에 의해 변화하는 거짓없는 트랙킹에러 신호를 얻을 수가 있다.
또한, 양측비임(Lb,Lc)이 함께 레이저 비임 출사단면(1A)에 입사할 가능성이 있는 경우는, 제2도에 표시하는 바와 같이, 히이트싱크(8)의 일부를 2개소에 있어서 연장하여, 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)에 소정의 간격을 두고 대향하는 거와 같이 한쌍의 광차폐판(9), (9)을 설치한다. 이 한쌍의 광차폐판(9), (9)은, 반도체 레이저소자(1)로 양하는 양쪽비임(Lb,Lc)을 가리는 위치에 설치되어진다.
또한, 빛을 흡수 또는 차폐하는 광차폐판(9)은 반도체 레이저소자(1)의 레이저비임 출사단면(1A)에 접착등에 의해 직접 설치할 수가 있으나, 이 경우는 절연체를 사용한다.
또한, 비임의 배치가 상술하는 중간상태에 있을때도 상술하는 바와 같다.
상술한 바 본 발명의 효과에 의하면, 이러한 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 있어서, 광학식 헤드의 0차비임의 광학식 기록매체에 대한 접선 스큐우각의 변화에 따라서는 변화하는 거짓이 없는 트랙킹 에러 신호를 얻을 수가 있는 것을 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 반도체 레이저 소자와, 이 반도체 레이저 소자에서의 레이저 비임이 입사시켜지는 회절격자와, 이 회절격자에서 출사한 0차비임 및 ±1차비임이 통과시켜지는 비임 스프리터와, 이 비임스프리터에서 출사한 0차 비임 및 ±1차비임이 집속시켜져서 광학시 기록매체에 입사시켜지는 대물렌즈와, 상기 광학식 기록매체에 의해 반사시켜진 0차 비임 및 ±1차비임이 상기 대물렌즈를 통과하여, 또 다른 상기 비임스프리터의 반사면에서 반사한 후, 입사시켜지는 광검출기를 갖어, 이 광검출기에서 상기 ±1차비임에 대응한 한쌍의 광검출 출력을 얻어 이 한쌍의 광검출 출력의 차에 다라 상기 0차비임의 상기 광학식 기록매체상의 트랙킹상태에 따른 트랙킹 오차 신호를 얻도록한 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치에 있어서, 상기 광학식 기록매체에서 반사하여, 상기 대물렌즈, 상기 비임 스프리터 및 상기 회절격자를 통과하여 상기 반도체레이저 소자로 향하는 중심비임 및 그 양쪽의 양쪽비임중 이 양쪽비임이, 상기 반도체 레이저 소자의 레이저비임 출사단면에 입사하지 않도록, 상기 반도체 레이저 소자의 레이저 비임 출사 단면측에 빛을 산란 또는 흡수하는 광차폐체를 설치하여 이루지는 것을 특징으로 하는 광학식 헤드의 트랙킹 오차 검출장치.
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JPS5947778A (ja) * 1982-09-10 1984-03-17 Hitachi Ltd 半導体受光素子とそれを用いたレ−ザ発振装置

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