KR950008949B1 - 광주사장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

광주사장치
제1도는 본 발명을 구현하는 판독창치의 개략도.
제2도는 상기 장치에 사용되는 합성 회절격자 및 상기 격자에 대한 검출기의 방향을 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 캐리어 2 : 정보면
3 : 트랙 4 : 방사원
5 : 빔 6 : 대물렌즈시스템
8 : 축 10, 11 : 보조격자
13, 14 : 격자스트립 26 : 경게라인
본 발명은 정보면 광을 주사하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 방사원과, 정보면에 주사스폿을 형성하기 위해 방사원에 의해 방출되는 반사빔을 집속하기 위한 대물렌즈시스템과, 상기 빔을 두 보조빔으로 분할시키기 위해 정보면에 의해 반사되는 빔의 경로에 배치되고 두개의 보조격자를 구비하는 회절격자와, 하나의 보조빔에 각각 관련되는 두개의 검출기쌍을 구비하는 방사-감광 검출시스템을 구비한다.
이미 기록된 기록캐리어를 판독하기 위한 상기 장치는 "Neues aus der Technik"의 1980년 12월호 제15호 No, 6, 페이지 3의 "Optisdie Fokusfehler-detektion"에 기술되어 있다. 상기 장치에 있어서, 회절격자는 두 작동을 이행하며, 상기 회절격자가 사용되지 않으면 분리된 두 소자가 요구된다. 제1작동에서, 격자는 정보구조물에 의해 반사되어 변조되는 방사가 방사원에 의해 방출되는 방사방향과는 다른 방향이 되게하며, 상기 변조된 방사의 경로에 검출시스템이 배치될 수 있다. 제2작동에서는, 대물렌즈시스템의 집속면과 정보면 사이의 편차의 크기 및 방향에 관한 정보를 포함하는 신호, 즉, 집속-에러신호(focus-error signa)를 발생시키는데 필요한 두 보조-빔으로 상기 반사빔을 분할시킨다. 상기 보조빔 각각은 분리된 검출기쌍에 괸련되며, 동일한 쌍의 검출출력신호 사이의 차를 나타내는 신호는 정보면상에 판독빔이 집속되는 상황을 나타낸다. 두 보조격자 사이의 경계선이 트랙방향에 평행하게 뻗어있으며, 두 검출기쌍은 가능하면 4개의 분리된 검출기를 구비하며, 각 검출기쌍의 출력신호의 합을 알아내어 이 합신호를 서로 뺌으로써, 판독스폿의 중심과 판독되는 트랙의 중심축 사이의 편차의 크기 및 방향에 대한 정보를 포함하는 신호를 형성한다.
바람직한 빔 회절을 얻기 의해 공지된 장치의 회절격자는 다른 격자주기를 가지는 두개의 보조격자를 가진다. 격자에 의해 입사빔이 회절되는 각도는 격자주기에 역으로 비례하며, 보조-격자중의 하나에 입사되는 빔의 일부분을 다른 보조-격자상에 입사되는 빔의 어떤 부분과 다른 방향이 된다.
다른 주기를 가지는 두 보조격자를 구비하는 회절격자를 사용함으로써, 두 검출기쌍의 검출기는 서로 근접되게 배치되어, 제작을 간단하게 하는 장점을 가진다. 전체 방사량에 대한 소정의 방향으로 회절되는 방사량의 비율, 즉 회절격자의 효율이 격자주기에 의존하므로, 합성격자에 의해 형성되는 보조빔은 다른 강도를 가지며, 상기 상이한 강도는 에러성의 트래킹-에러신호를 발생되게 한다.
상술한 장치에 있어서, 한쌍의 검출기 사이의 경계라인은 격자라인에 평행하게 뻗어있으며 상기 라인은 차례로 두 보조-격자 사이의 경계라인에 평행하게 뻗어있으며, 이것은 판독빔의 파장이 변할때의 집속에러에서 "오프셋"이라 칭하는 편차를 야기한다. 이로 인하여 파장이 변하는 경우에, 보조빔이 회절되는 각도와 검출면의 보조빔에 의해 형성되는 방사스폿의 위치가 상기 보조-빔에 관련된 검출기에 따라, 즉 집속에러가 발생되는 경우에 스폿의 변위방향과 동일한 방향으로 변한다. 상기 장치에 있어서 또한 영상필드에 굴곡이 발생된다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 구성의 단점은 극복되고 장점은 유지될 수 있도록, 회절격자가 구성되고 검출기가 배치되는 광주사장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따라, 상기 장치는 보조격자가 동일한 격자주기를 가지며 제1보조격자의 격자라인은 제1각도로 뻗어있으며 제2보조격자의 격자라인은 제2각도로 뻗어있으며 상기 제2각도는 두 보조격자의 경계라인에 대해 제1각도와 크기는 같으나 방향은 반대이며, 또한 각각의 검출기쌍에 있어서, 검출기 사이의 경계라인은 관련 보조-격자의 격자라인의 방향을 횡단하여 뻗어있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치의 검출기는 광다이오드가 적절하다. 광다이오드를 구비하는 장치는 또 광다이오드가 만일 기판상에서 직접되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치의 또다른 특징이 되는 헝태에 있어서, 방사원은 다이오드 레이저이며, 다이오드 레이저 및 광다이오드는 단일 기판상에서 집적된 상태로 되어 있다.
이하, 첨부된 도면으로 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
제1도는 방사-방사정보면(2)을 가진 광기록캐리어(1)의 작은 부분의 방사상 단면도이다. 정보면에 위치한 트랙(3)은 제1도의 평면을 횡단하여 뻗어있다. 정보표면은 광레이저와 같은 방사원(4)에 의해 방출되는 빔(5)에 의해 주사된다. 단일 렌즈로 개략적으로 나타낸 대물렌즈시스템(6)에 의해 집속되는 상기 빔은 정보면에 작은 방사스폿(7)을 형성한다. 기록캐리어가 축(8) 주위에서 회전하므로 트랙(3)은 주사되며 판독빔은 상기 트랙에 포함된 정보에 의해 변조된다. 방사원(4) 및 대물렌즈시스템(6)을 구비하는 기록캐리어 및 판독유닛을 서로 상대적으로 방사방향으로 이동시킴으로써 전체 정보표면이 주사된다.
정보면에 의해 반사되며 변조되는 빔은 검출되어야 하는데, 이것은 상기 빔의 투사빔으로부터 분리되어야 하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 장치는 빔-분리소자(beam-separating element)를 구비해야 한다.
적은 정보내용, 예로서 1μm 정도의 정보구조를 판독하기 위해서는 수치가 큰 개구를 가지는 대물렌즈시스템이 요구된다. 상기 대물렌스시스템의 집속깊이(depth of focus)는 짧다. 정보면(2)과 대물렌즈시스템(6) 사이의 거리변동이 집속깊이 보다 크게 변동이 일어나므로, 상기 변동을 검출하며, 여기에 응답하여 집속을 교정할 수 있다. 상기 목적을 위해, 상기 장치에는 빔 분할기가 제공된다. 상기 빔 분할기는 반사빔을 두개의 보조-빔으로 분할시키며, 4개의 검출기가 일렬로 배치되며, 여기서 제1쌍의 검출기는 제1보조빔과 협동하여 작동되며, 제2쌍의 검출기는 제2보조빔가 협동하여 작동한다. 검출기의 출력신호는 집속-서보신호를 형성하기 위해 처리된다.
"Neues aus der Technik"의 1980년 12월호 제15, 페이지 3의 "Optische Fokus-Felideradetektion"에 기술된 바와 같이, 빔 분리 및 빔 분할은 투명격자인 단일소자에 의해 행해진다. 상기 격자는 입사빔을 비회절제로 차수빔(non-diffracted zero-order beam)으로 분할시키며, 다수의 회절된 제1차수빔 및 더 높은 차수의 빔으로 분할시킨다. 격자변수, 특히 격자구기인, 격자홈의 깊이 및 격자홈의 형태가 대부분의 입사된 방사광이 제1차수빔중의 하나로 회절되도록 선택된다. 격자가 두개의 보조격자로 나누어지며, 격자변수중의 하나는 두 보조-격자 각각에 대해 다르므로, 보조격자에 의해 형성되는 제1차수빔은 다른 방향을 가진다. 즉, 빔-분할이 된다.
본 발명에 따라, 격자(9)는 두개의 보조-격자(10) 및 (11)를 가지며, 상기 보조격자는 동일한 격자주기를 가지나, 격자스트립(13) 및 (14)은 보조격자(10) 및 (11) 사이의 경계라인(26)에 대해 각각 대향하는 각β1및 β2로 뻗어있다. 격자스트립(l3) 및 (14)의 방향이 서로 다르므로, 제1도의 보조빔(5a) 및 (5b)은 다른 방향으로 회절한다. 제2도에 있어서, 상기 방향은 파선(15a) 및 (15b)으로 나타나 있다.
보조빔(5a) 및 (5b)의 경로에 있어서, 두 방사-감광검출기(16), (17) 및 (18), (19)는 정보면(2)상에 교정된 빔(5)이 집속되는 경우에, 보조빔(5a) 및 (5b)에 의해 형성되는 방사스폿(20) 및 (21)이 검출기(16), (17) 및 (18), (19)에 대해 대칭적으로 각각 배열된다. 집속에러가 발생할때, 관련 검출기에 대한 보조빔(5a) 및 (5b)내의 에너지 분배가 변하며, 이것은 보조빔의 변위로 간주되며, 따라서 검출기에 대한 방사스폿(20) 및 (21)의 변위로 간주된다. 제1도에 도시된 장치에 있어서, 빔(1)의 집속은 정보면(2)의 좌측에 배치되며, 방사스폿(20) 및 (21)은 광축을 향해 오프셋되며, 검출기(17) 및 (18)는 검출기(16) 및 (19)에 비해 더욱 많은 방사광을 수신한다. 만약 빔(5)의 집속이 정보면의 우측에 위치하면 반대현상이 일어나며 검출기(16) 및 (19)는 검출기(17) 및 (18)보다 더 많은 광을 수신한다. 만약 검출기(16), (17), (18) 및 (19)의 출력신호를 S16, S17, S18및 S19로 각각 나타내면, 집속-서보신호 Sf는 다음과 같이 나타낸다.
즉, Sf=(S16+S19)-(S17+S18).
판독되는 정보에 비례하는 신호, 즉 정보 S1는, S1=S17+S17+S18+S19로 된다.
만약, 제1도에 도시된 바와 같이, 두 보조격자(10) 및 (11)의 경계라인(26)이 판독되는 트랙(3)의 방향에 평행하게 뻗어 있으면, 동일한 검출기에 의해 트래킹 에러신호 Sr을 발생시킬 수 있다. 상기 신호는 다음과 같이 주어진다.
Sr=(S16+S17) -(S18+S19)
공지된 장치와 비교하여, 제2도에 도시된 바와 같은 격자를 구비하는 장치는, 상이한 격자주기를 가진보조-격자를 사용하는 중에 발생할 수 있는 바람직하지 못한 여러 영향, 즉 보조-격자의 상이한 회절효율이나 영상필드의 굴곡과 같은 상이한 면에서의 보조빔의 집속을 피할 수 있는 장점을 가진다. 또, 검출기(16) 및 (17) 사이의 경계라인(22) 및 검출기(18) 및 (19) 사이의 경계라인(23)은 제2도에서 개략적으로 도시된 바와 같이 격자스트립(13) 및 (14)에 각각 횡단하여 뻗어 있기 때문에, 빔(5)의 파장 변화에 따라 야기되는 격자의 회절각의 변화는 집속-서보신호의 오프셋을 야기시키지 않는다. 왜냐하면, 상기 변위는 각각의 경계라인(22) 또는 (23)을 따라 단지 방사스폿(20) 또는 (2l)의 변위만을 발생시키기 때문이다. 마지막으로 검출기쌍(16, 17) 및 (18, 19)은 서로 근접되게 배치될 수 있어서 상기 4개의 검출기는 단일 기판상에 집적되는 형태로 될 수 있다. 만약 방사원이 다이오드 레이저이면, 상기 레이저는 제1도에 도시된 바와같이 동일 기판(25)상에 형성될 수 있다.
만약 트래킹신호가 요구되지 않는다면, 두 검출기(17) 및 (18)는 중앙의 한 검출기에 의해 대체될 수 있다. 따라서, 제1검출기쌍은 검출기(16) 및 중앙검출기로 구성되며 제2검출기쌍은 중앙검출기 및 검출기(19)로 구성된다. 만약 중앙검출기의 출력신호가 Sc이면, 집속-서보신호는 다음과 같다.
즉, Sf=(S16+S19) -Sc
또, 정보신호는 다음과 같다.
S1=S16+S19+Sc
본 발명은 판독장치에 사용되는 것으로 설명되어 있지만, 수록장치 또는 판독 및 수록이 결합된 장치에도 사용될 수 있으며, 판독 및 수록이 결합된 장치에서는 기록되는 동안에, 수록빔의 집속 및 트래킹이 모니터된다. 상술한 집속-에러 검출시스템은 정보원(2)의 특별한 특성을 이용하는 것은 아니다. 이것은 단지 상기 표면이 반사되는 것이 필요하고 적절한 것이다. 따라서, 본 발명은 현미경과 같이 매우 정확한 집속이 요구되는 장치에 사용될 수 있으며, 이 경우 트래킹-에러 검출은 사용하지 않아도 된다.

Claims (3)

  1. 방사원(4)과, 정보면에 주사스폿(7)을 형성하기 위해 방사원으로부터 방출되는 방사빔(5)을 집속하는 대물렌즈시스템(6)과, 정보표면(2)에 의해 반사되는 빔의 경로에 배치되어 상기 빔을 두 보조빔(5a, 5b)으로 분할시키기 위한 회절격자(9)를 구비하며, 여기서, 상기 격자는 두 보조격자(11, 12) 및 두 검출기쌍(16, 17, 18, 19)을 가지는 방사-감광 검출시스템을 구비하며, 각각의 검출기쌍은 하나의 보조빔에 연관되어 있는, 정보면(2)을 광학적으로 주사하기 위한 장치에 있어서, 상기 보조격자(11, 12)는 동일한 격자주기(P)를 가지며 제1보조격자(11)의 격자라인(13)은 제1각도(β1)로 뻗어있으며, 제2보조격자(12)의 격자라인(14)은 제2각도(β2)로 뻗어있으며, 여기서 제2각도는 두 보조격자의 경계라인(26)에 대하여 제1각도와 크기는 같으나 방향이 반대이며, 각 검출기쌍에 대해서(16, 17, 18, 19) 검출기(16, 17, 18, 19) 사이의 경계라인(22, 23)은 관련 보조-격자(11, 12)의 격자라인(13, 14)의 방향에 횡단하여 뻗어있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  2. 제1항에 았어서, 상기 검출기는 광다이오드이며, 상기 광다이오드(16, 17, 18, 19)는 단일 기판상에서 집적되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방사원(14)은 광레이저이며, 상기 다이오드레이저(4) 및 광다이오드(16, 17, 18, 19)는 단일 기판상에서 집적되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
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