KR900007143B1 - 광학식 헤드 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학식 헤드 장치

제1도는 본 발명의 광학계 구성도.

제2도는 본 발명의 실시예로 사용된 위상형 회절격자의 단면 형태를 도시한 설명도.

제3도는 위상형 회절격자에 광속이 경사 입사한 경우의 위상량 연산을 도시한 설명도.

제4도는 SiO₂를 사용한 45°입사의 회절격자에 의한 방해광 발생의 경우에 있어서 강도비와 구형격자의두께와의 관계를 도시한 그래프도.

제5도는 PMMA를 사용한 45° 입사의 회절격자에 의한 방해 광 발생에 있어서, 강도비와 구형격자의 두께와의 관계를 도시한 그래프도.

제6도는 종래의 광학식 헤드장치를 도시한 구성도.

제7도는 광 디스크상의 광 스포트도.

제8도는 광 검출기의 결선도.

제9도는 격자궤적에 대해서 설명하기 위한도.

제10도, 제11도는 회절격자의 단면 형상을 도시한 도.

제12도, 제13도는 격자궤적의 예를 도시한 도.

제14도는 제12도의 회절격자의 Y방향의 주기 변좌를 도시한도.

제15도는 본 발명이 해결하고자 하는 문제점을 도시한도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : LD 5 : 집광렌즈

6 : 광디스크 8 : 정보트랙

9a,9e,9f : 광스포트 10 : 광검출기

30 : 제1의 면 31 : 제2의 면

40 : 빔 스플리터(평관 광학소자) 30a : 위상형 회절격자

본 발명은, 광학식 정보 기억매체에 정보의 기록/재생으로 사용되는 광학식 헤드장치, 특히 트랙킹 센서(tracking sehsor)용으로 디스크상에 여러개의 스포트(spot)를 집광 하는 소DNL 3빔 방식의 광학식 헤드장치의 광학계 구성에 관한 것이다.

[종래의 기술]

제6도는 종래의 광학식 헤드장치를 도시한 개략 구성도이다. 도면에 있어서,(1)은 광원인 반도체 레이저( 이후, "LD"로 약칭한다). (3)은 LD(1)의 발사광속(2)를 회절하고, 3개의 빔으로 분리하는 회절격자, (4)는 광속을 반사하여 집광렌즈(5)에 입사시키는 평판형 빔 스플리터(splitter), (6)은 집광렌즈(5)를 투과한 광속의 집광점 부근에 놓여진 광학식 정보 기억매체(이후, "광 디스크"로 약칭한다), (7)은 광 디스크(6)에 기록된 정보인 피트(pit), (8)은 피트(7)의 열로 되는 정보 트랙(track), (l0)은 광디스크(6)에 의해반사되어, 집광렌즈(5) 및 빔 스플리터(4)를 투과한 광속을 수광하고 광전 변환하는 광 검출기이다.

다음에 종래 장치의 동작에 대해서 설명한다. LD(1)을 발사한 광속(2)는 회절격자(3)에 의해 회절되어,빔 스플러터(4)의 표면에서 반사된 후, 제7도에 도시한 바와 같이, 집광렌즈(5)에 의해 광디스크(6)의 사선으로 도시한 정보면 위에 3개의 광 스포트(9a),(9e),(9f)으로서 집광된다.

3개의 광 스포트(9a),(9e),(9f)의 중심을 잇는 선은, 트랙(8)의 방향에 대하여 약간 기울여지도록 배치되어 있다. 이와 같이, 광 디스크(6)의 정보면에 집광한 광은 반사되어, 집광 렌즈(5)를 재투과한 후 빔 스플리터(4)를 투과하는 것에 의해서, 공지와 같이 비점수차(非點收差)가 주어진 상태로, 광 검출기(10)에 입사하다.

광 검출기(10)은 광 디스크(6) 위에 집광 스포트가 초점이 합하여진 상태로 있을때에 중심 빔, 즉 0차 회절광의 반사광속이 최소착락원(錯亂圓)으로 되는 광축방향 위치에 놓여져 있다. 광 검출기는 제7도에 도시한 바와 같이 6분할 구성이며, 중앙 빔(0차광)을 수광하는 부분은(10a),(10b),(10c),(10d)으로 4분할되어있다. 또한, 양측의 빔, 즉 ±1차광을 수광하는 부분은 독립한 광 검출기(10e)(10f)이다.

공지와 같이, 양측의 광 검출기(10e),(l0f)의 출력을 감산기(13)에 의해서 자동 연산하는 것에 의해, 단자(14)에서 중앙의 광 스포트(9a)와 트랙(8)의 위치 어긋남을 검출할 수 있다(트랙킹 에러 신호). 트랙킹에러 신호는, 여기서는 도시하지 않지만 트랙킹 액추에이터(actuator)를 구동하고, 광 스포트(9a)가 트랙(8)의 중심에 정확하게 위치하도륵 보정하는데 사용된다.

중앙의 4분할 검출기 출력은 대각성분(10a),(10c)및 (10b),(10d)의 자동 연산을 감산기(12)에 의해서 출력단자(15)에서 끄집어 내고, 디스크 상 집광 스포트의 초점 어긋남을 검출하여, 특히 도시하지 않은 포커스(focus)액추에이터에 의해서 초점 어긋남을 보정하는네 사용된다(포커스 에러신호).

이 초점 어긋남 검출방법은 비점수차법이라 불리며, 디스크 상의 스포트가 초점이 합해진 상태의 경우 최소 착락원의 대략 원형상태(1la)로 있는 검출기상 스포트가, 디스크의 원근각각의 초점 어긋남에 따라서,파선으로 표시한 바와 같이 가로 및 세로 길이의 타원형으로 변형하는 것을 전기 출력으로 변환하는 것이다.

또한,4분할 검출기의 가산기(16)에 의한 가산 출력(l7)은, 광 디스크(6)의 재생신호로서, 후단의 특히도시하지 않는 회로에 의해서 처리되어 이용된다.

종래의 광학식 헤드장치는 상기의 구성이기 때문에, 디스크상에 여러개 빔을 만들기 위해 독립한 l개의회절격자가 필요하며, 비용상승의 요인으로 되어있었다. 또한 회절격자의 삽입분만큼 LD와 빔 스플리터 사이의 거리가 멀게되어, 장치를 소형화하는데 장애로 되는 등의 문제점이 있었다.

그래서, 본 발명자는 상기 문제점을 해결하는 방법으로서, 빔 스플리터의 반사면에 회절격자의 기능을 갖춰서 되는 3빔 광학헤드장치의 광학계를 제안하고 있다.

본 발명에 있어서는, 빔 스폴리터(종래 장치에 사용되고 있는 빔 스폴리터와 구별하기 위해, 이하 "평판광학 소자"라고 약칭한다)가, 제l의 면이 회절격자와 빔의 투과 및 반사 기능을 겸하여 마련되어 있고, 제2의 면은 주로 빔을 투과 시킨것에 의해, 디스크로부터 반사해온 광에 대하여 비점수차로 부여하는 작용을검하고 있으므로, 종래 장치에 사용되고 있던 독립한 광학소자로서의 회절격자를 불필요로 한다.

그리고, 회절격자 궤적이 대략 2개의 점광원의 간섭무늬의 형상으로 되어 있으므로, 반사회절에 의해서생긴 l차 회절광에 거의 수차가 발생하지 않는다.

이하, 본 발명에 대해서 상술한다. 제1도에 있어서,(40)은 종래의 빔 스폴리터에 바꿔놓여진 평판 광학소자이며, LD(1)의 발사점(50)에서 출발된 발사광(2)를 반사하는 제1의 면(30) 위에 회절격자가 형성되어있다. 이 제1의 면(30)에는 종래의 빔 스폴리터의 반사면과 동등의 반사율을 갖도록 적절하게 반사막이붙여져 있지만, 반사율을 그만큼 요구하지 않는 경우에는 생략해도 좋다. 또한, 평판광학소자의 제2의 면(31)은 투과면으로 되어 있어 필요에 따라서 AR 코딩이 실시되어 있다.

그리고, 회절격자의 형상(면내의 궤적)에 대해서는 다음에 상술한다.

다음에 본 발명의 동작에 대해서 제l도에 의해 설명한다. LD(1)의 발사점(50)을 발사한 광속(2)는 평판광학소자(40)의 회절격자가 형성되어 있는 면(30)에 의해서 반사회절되어, 0차광과 ±1차광으로 분리되고,집광렌즈(5)에 의해서 광 디스크(6) 위에 3개의 스포트로서 집광된다.

디스크에서 반사한 광은, 집광렌즈를 재투과하고, 또 평판 광학소자(40)을 투과하여 비점수차 주어져, 광검출기(l0)에 입사한다. 그외의 부분의 작용은 종래장치와 전부 마찬가지이며, 비점수차에 의해서 포커스에러 신호가 ±1차광의 자동 검출에 의해 트랙킹 에러 신호가 얻어진다.

다음에 격자의 궤적의 설계에 대해서 제9도를 사용하여 설명한다. 도면에 있어서(50)으로 표시한 점 M이 LD(1)의 광속 발사점을 나타내고 있다. 또, S는 LD의 발사점 M을 통해서, 긴 점선으로 나타낸 광축과직교하는 면내의 점이며, 디스크상의 ±1차광인(9e) 또는 (9f)와 같은 역할 관계로 있다. 또한, 격자면 30은 드면의 X₁축을 중심으로 광축에 수직인 면으로부터 각도 ∮ 기울어져 있다. 지금, 점 M 및 S에 설치한점 광원에서 발사한 LD(1)의 발사광의 파장과 대략 같은 파장의 광파 격자면(30) 위에 위상을 ∮_M(X,Y),∮_S(X,Y)로 한다. 단, X,Y는 제9도에 도시한 바와 같이, 격자면 위의 좌표이다. LD발사만면을 포함한X₀-Y₀편 위의 점 M,S에서 발사하는 광파의 위상차△는 ①식으로 표시된다.

△=∮_S(X,Y)-∮_M(X,Y)…………………………………………………………①

M,S에서 발사한 광파에 의해 간섭무늬의 경계선은 ②식에 의해서 주어진다.

①,②식으로 결정된 바와 같은 홈 궤적을 갖는 회절격자를 사용하면 제9도에 있어서 정 M에 광원(LD(1))에서 격자면(30)에 의해서 반사회절된 1차 회절광은 S에 배치한 점광원에서 발사하여, 면(30)의 위치에 놓여진 미러(mirror)로 반사된 광속과 등가로 된다.

또,-l차 회절광은 M에 대한 S의 대칭점 S'에서 발사 시킨 광속과 등가로 된다.

제10도에 이와 같은 격자를 위상격자로 실현한 경우의 단면도를 도시한다. 단, 이 도면은 설명의 편의상,면(30)에 따른 좌표를 위상차△로 나타내고 있다.

도면과 같이 ②식의 각 m으로서 주어지는 △의 점을 경계로 하여 표면(30)이 구형형상으로 되도록 위상격자를 형성하면 좋다.

제11도에 격자를 진폭격자로 실현한 경우의 단면도를 도시한다. 도면과 같이 ②식의 각 m으로 주어지는△를 경계로 하여 연(30)위에 반사율의 높은 부분(긁은 선부분)과 반사율의 낮은 부분(가는선 부분)을 차례로 형성하면 좋다.

제12도에 격자궤적의 계산예를 도시한다.

본 예에서는, 제5도에 도시한 파라미터로서 아래의 값을 사용한다. 단, X₀-Y₀좌표계에서 S의 좌표를(X_S,Y_S)로 한다.

X_S= 0, Y_S= 100μm

ι =6mm

∮ = 45°

기판의 크기는 도시한 바와 같이 1.5mm×1mm로 했다.

이 경우, 3빔을 기울어진 격자면의 메리디오날(meridional)면 내에 위치하고 격자궤적은 대략직선으로서, 간격이 Y방향에 따라서 서서히 변화하고 있다. 제14도에 격자 주기의 Y방향에 따른 변화를 플로트 했다. 다음에서 알 수 있는 바와 같이, Y방향에 따른 격자주기의 변화는 대략 선형이다. 따라서, 실용적으로는 이와 같은 경우에는 직선격자의 주기를 직선적으로 변화시키는 것만으로도 충분하다고 할 수 있다.

다음에 3빔이 사지탈(sagittal)면내에 배치되는 경우로서, 아래의 파라미터로 계산한 격자궤적을 제13도에 도시한다.

X_S=100μ, Y_S= 0

ι =6mm

∮ = 45°

이 경우의 궤적은 Y방향에 따라서 점차 끝쪽이 넓어진 형상으로 되는 것을 알 수 있다.

이상 3빔의 배치가 메리디오날 면내(X_S=O), 사지탈면내(Y_SO)에 있는 경우에 대해서 격자궤적을 도시했지만, 요는 이것은 설계의 문제이며, 이 이하의 배치라도 좋다.

즉, 제9도에 도시한 S점이 X₀,Y₀면내에 있어서 어떠한 위치에 있어서도, 상기 ①,②식에서 격자궤적을 결정할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 특히, 디스크상의 3빔1의 방향이, 평판 광학소자(30)의 메리디오날 평면에 대해서 45°회전한 위치에 집광되는 경우에는, 종래의 원통 렌즈를 사용한 비점수차법에 있어서원통렌즈의 축방향을 트랙에 대해서 45°의 각도로 배치한 경우와 등가로 된다. 이 경우에는, 일본국 특허공보 소화 53-37722에 공지의 이유로, 포커스 센서 특성상 유리하다. 이와 같이, 3빔을 45°방향에 배치하기에는 제9도에 있어서 X_S=Y_S로 되는 것과 같이 점 S를 배치하여 격자궤적을 구하면 좋다. 격자의 궤적으로서 본 발명의 실시예에 도시한 바와 같은, 광원면위의 2개의 점광원으로부터의 간섭무늬 이외의 헝상을사용한 경우에는 발생한 ±1차광에 수차가 발생한다.

이와 같은 ±1차광에 수차가 발생하면, 디스크 상의 스포트(9e),(9f)의 형상이 흩어지므로, 양호한 트랙킹 에러 신호를 얻는데에 장해로 된다. 본 발명과 같이 격자 궤적을 간섭무늬의 형상으로 하면, 원리적으로 ±l차 회절광무수차로 발생하므로, 스포트(9e),(9f)가 회절한계의 양호한 집광형상으로 되어, 종래의 3빔 방식의 광학 헤드장치와 호환성 있는 양호한 트랙킹 에럿 신호를 얻을 수가 있다.

[발명이 해결하고자 하는 문제점]

그러나, 상기 발명에 있어서 해결하고자 하는 문제점이 있다.

즉, 광 디스크(6)에서 반사된 3개의 반사광은 평판 광학소자(40)에 형성된 회절격자(30a)를 통과할때에,또 회절을 받아 광검출기(10)상에 9개의 광 스포트를 형성시키는 것으로 된다.

이 결과, 정보 재생에 사용한 광 디스크위의 0차광에 대응하는 반사광을 수광하는 광검출기상(제8도의 4분할 검출기부)에서 광속의 겹침이 생기고, 재생신호의 품질이 떨어지는 문제가 있다.

이것을 제15도에 의거하여 상세히 설명한다.

LD(1)에 의해 발사한 레이저광(2)는 회절격자면(30)에 의해서 광디스크상의 0차광 m, +1차광,-1차광e에 회절분리되고, 이들 3개의 광속은 또 광 디스크(6)에서 반사(반사광이라함)된 후에, 평판 광학소자(40)의 회절격자 면(30), 및 면(3l)을 투과하는 경우에 재차 회절된 투과 0차광 및 투과 ±l차광으로 분리된다.따라서, 도면에 도시된 바와 같이,0차 반사광 m에 의해서 발생하는 투과 회절광을 M1,M,-1로 하고,+l차광 f에 의해서 발생하는 투과 회절광을 F1,F,F-1로 하고, 또 -1차 반사광 e에 의해 발생하는 투과회절광을 E1,E,E-1로 하면, 제7도의 검출기(l0a),(l0b),(10c),(10d)에는 본래의 재생신호인 M 이외에E1,F-1 이 겹쳐서 입사는 것으로 된다.

따라서, 상기 광 디스크 반사광의 회절광인 -1차 반사광의 투과+1차광 E1, +1차 반사광의 투과 -1차광 F-1은 본래의 광속(0차 반사광 m)에 의해서 재생되어야 할 정보에 대한 노이즈 성분으로 되어, 가산기(16)의 출력으로서 끄집어 내는 재생신호의 품질을 매우 열화시켜, 재생성능을 확보하는 데에 장해로 되어 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진것으로, 광 검출기에 입사되어야 할 본래의 광디스크반사광에 대해서 섞어서 입사하는 광 디스크 반사광의 투과 회절광의 강도를 저감하여, 재생신호의 검출을양호하게 행할 수 있는 광학식 헤드장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

본 발명에 관한 광학식 헤드장치는, 회절 분리수단이 상기 발명과 마찬가지로 간섭무늬 또는 그것에 가까운 궤적으로 되는 위상형 회절격자를 제1의 면에 형성한 평판광학 소자를 포함하며, 이 평판 광학소자를분리된 광 스포트가 상기 정보 기억매체상의 소정위치에 조사되는 바와 같이 배치하고, 정보 기억 매체로부터의 반사광이 평판 광학소자에 의해서 투과회절된 경우에, +1차 반사광과의 투과-1차광과 0차 반사광의투과 0차강과의 강도비 I_F-1/I_M및 -1차 반사광의 투과 +1차광과 0차 반사광의 투과 0차광과의 강도비I_F1/I_M이 재생신호의 품질열화를 생기지 않는 일정치 이하로 되도록 상기 위상형 회절격자의 위상량을 설정한 것을 특징으로 한다.

여기서, 위상형 회절격자는 입사광에 대해서, 공간적으로 위상변화를 주는 회절격자를 말하는 것으로 한다.

[작용]

본 발명에 있어서, 광학식 헤드장치에서는 상기 평판 광학소자 상의 위상형 회절격자에 의해, 광 디스크로부터의 반사광이 평판 광학소자를 통과할때에 소정의 위상량이 주어지지만, 이 위상량을 ±1차 반사광의투과 ± 1차광과 0차 반사광의 투과 0차광의 강도비 I_F-1/I_M,I_E1,I_M을 매우 작은 값, 예를 들면 1/100정도이하로 설정할 수가 있으므로, 본 발명의 평팡 광학소자를 사용한 경우에 있어서 재생신호에의 남는 투과회절광의 혼입(混入)을 매우 저감시킬 수가 있어, 광 검출기에 있어서는 재생신호의 수광을 양호한 특성으로 얻을 수가 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 1실시예를 도면에 따라서 설명한다.

본 발명에 관한 광학식 헤드장치는, 제1도에 도시된 구성으로 되지만, 그 평판 광학소자(40)상의 위상형회절격자(30a)의 일부 확대도가 제2도에 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 위상형 회절격자(30a)는 굴절률 n_s의 광속 분리소자(40)의 기판의 표면(30)상의 굴절률 n_g의 구형격자(32)가 형성되어, 실시예에서는 설명의 편의상 주기 P를 일정으로 하고, 구형격자(32)의 듀티(duty) 비를 0.5, 그 두께를 d로 한다. 상기 파라미터 n_g,d 및 광원의 파장 λ를 바라는 값으로설정하는 것에 의해, 소정의 위상차를 회절광에 부여할 수 있고, 이것에 대새서는 후술하지만, 본 발명은평판광학 소자에 구형격자(32)를 형성하는 것으로 바라는 효과를 얻을 수 있는 위상형 회절격자(30a)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 평판 광학소자(40)은 광 디스크(6)으로부터의 반사광에 대해서 45°의 각도를 가지고 배치되어 있고,다음에 위상형 회절격자(30a)에 경사진 입사 각 θ로 반사광이 입사하는 경우의 위상량과 회절광 강도비의관계에 대해서 설명한다.

제3도(a)에는 반사경우의 위상량을 구하는 설명도, 제3도(b)는 투과경우의 위상량을 구하는 설명도가도시 되어 있다.

여기서, 회절격자(30a)가 공기중에 놓여있는 것으로 생각하면, 반사의 경우에는 광로의 길이차([AB]-[AC])를 위상차로 환산한 위상량 ∮_r이 다음식으로 구해진다. 단, 광원의 공기중 파장을 λ로 한다.

∮_r=4πd·cos(θ)/λ……………………………………………………(1)

또, 투과의 경우에는 편위상 평판광학소자 기판의 굴절률 n_s도 격자재료와 같은 굴절률 n_s로 고려하는 것에 의해, 상기 반사의 경우와 같이 광로 길이차([AB]-[AC])에서 위상량 ∮_r]가 다음 식에서 구해진다.

한편, 위상형 회절격자의 구형격자(32)의 듀리 비가 0.5인 경우에는, 홈 폭에 비해서 홈 두께가 매우 작고, 따라서 구형격자(32)의 에지(edge)의 영향이 무시할 수 있는 것으로 고려하면, 위상량∮에 대해서, 1차광의 강도비 I₁과 0차광의 강도비 I₀의 비는 다음 식으로 표시된다.

단, 상기(3)식은 구형형상이 이상적이라고 한다면 ±1차광 양쪽 모두 같은 값으로 된다.

다음에, 제8도에 도시된 광 검출기(10)에 입사되는 투과 회절광 M,El,F-1의 강도를 각각 I_M,I_El,I_F-1로표시하면, 광 검출기(10)상의 방해광과 신호광의 강도비는 상기(3)식에 상기(l),(2)식을 반복하여 대입하는것에 의해, 다음 식으로 주어지는 것을 알 수 있다.

따라서, 방해광의 강도를 적게하는 것은 상기(1),(2)식에 있어서 파라미터 d,θ,λ,n_g의 값을, 상기(4)식이 일정치. 예를 를면 0.0l 이하로 되도록 설정하면 좋다.

제4도에는 이산화 규소(SiO₂)를 구형격자(32)의 재료로서 평판광학소자(40)을 형성한 경우의 일예가 도시되어, 이 경우의 파라미터로하여, n_g=1.45(SiO₂),θ=π/4를 사용해서,(d/λ)에 대해서 상기 (4)식을플로트하고 있다. 이 격자재료로서의 SiO₂는 스퍼터법으로 격자제작을 행하는 경우에 일반적으로 사용되는것이고, 도면에서 가장 적합한 강도비로서 설정된 값, 즉 I_El/I_M＜0.01의 영역으로서, 0＜d/λ＜0.16,1.36＜d/λ＜1.52가 존재하는 것을 알 수가 있다. 그리고. LD(1)의 대표적 파장을 0.73μm로 하면, 상기 범위에해당하는 격자 두께 d는 0＜d＜0.12,1.06＜d＜1.19(μm)로 되는 것이 이해된다.

제5도에는, 폴리 메틸 메탈 크리레이트(poly methyl metha crylate, PMMA)을 재료로서 평판 광학소자(40)을 형성한 경우의 1예가 도시되고, 파라미터로서 n_g=1.48(PMMA),θ=π/4를 사용하고,(d/λ)에대해서 상기(4)식을 플로트하고 있다. 이 격자재료로서 PMMA는 격자 제작하는 경우에는 사출성형법등으로 행하고, 도면에서 강도 비로서 가장 적합한 값, 즉 I_El/I_M＜0.01의 영역으로서, 0＜d/λ＜0.16, 1.34＜d/λ＜1.72가 존재하는 것이 이해된다. 그리고, LD의 대표적 파장을 0.73μm로 하면, 상기 범위에 해당하는 격자두께는, 0＜d＜0.12,1.05＜d＜1.34(μm)로 되는 것이 이해된다.

이와 같이, 위상형 회절격자(30a)가 형성된 평판 광학 소자(40)의 재료로 광속 분리소자 자체의 기출림각도를 설정하는 것에 의해, 구형격자(32)의 두께 d가 결정되고, 이들의 값으로 평판광학소자(40)을 형성하면, 디스크에서의 반사광의 투가±1차 회절광의 강도를 매우 저감시킬수가 있어, 광 검출기(10)으로서 필요로 되는 검출신호의 강도에 주어지는 영향을 없게할 수 가 있다.

그리고, 트랙킹 에러를 검출한 반사±1차광에도 제15도에 도시된 바와 같이, 투과±1차광 M1 및 M-1의영향이 있지만, 제8도 검출부(10e),(10f)로 검출한 신호를 전기적으로 소거하는 것에 의해 유효하게 제거할 수 있는 것으로서 문제가 되지 않는다.

이상과 같이, 대표적인 격자재료를 사용한 2예에 대해서 45°입사의 경우의 가장 적합한 파라미터의 설정예를 설명했지만, 어느것의 격자재료를 사용한 경우에 있어서도, 상기(1),(2),(4)식에 의해서 설정된 방해광 대 신호광의 강도비가 0.01 이하로 되도록 설정하며, 양호한 재생특성의 광학식 헤드장치를 얻을 수가있다.

또한, 재생신호의 품질이 보다 엄격하게 요구된는 경우에는, 상기 허용치보다 작게하여 상기(4)식을 평가하면 좋다. 즉, 시스템이 요구하는 허용치의 각각에 대해서 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

그리고,(1)∼(4)식의 유도는, 상술한 바와 같이, 같은 간격으로 듀리비 0.5의 구형형상의 위상 시프트를준 위상형 회절격자로 했지만, 본 발명에서 사용한 간섭무늬 궤적의 회절격자도, 인접하는 수 주기정도를위한 경우, 대략 같은 간격으로 듀리비 0.5의 구형위상 시프트 계수를 갖는 것으로 간주할 수 있으므로(1)∼(4)식이 적용 가능하다는 것을 부연하여 둔다.

또, 실시예의 설명에서는 단면형상이 구형으로 된 위상형 회절격자(30a)에 대해서 설명했지만, 이외에도위상형 회절격자 재료로서는, 씨모-플라스틱(thermo-plastic)의 표면형상 변형에 의한 것과 칼코겐(chalcogenide)계 원소를 함유한 비정질 반도체에 광을 조사하는 것에 의해서 굴절률 변화를 일으키는 것등을 사용하는 것도 가능하다.

상기의 씨모-플라스틱을 이용한 것은,광도전성의 재료위에 씨모-플라스틱을 피막하고, 이 씨모-플라스틱위에 코로나(corona)방전, 대전 그러고 가열처리등을 실시하는 것에 의해, 씨모-플라스틱 표면에 위상형의 凹凸변형을 가한 것이다.

또, 상기의 비정질 반도체를 사용한 것은, 글라스 기판상에 진공증착 또는 고주파 스퍼터로서 비정질 반도체 박막을 형성하고, 이 박막에 특정파장의 광을 조사하는 것에 의해 이시적인 구조변화를 주어, 굴절률변화를 갖는 박막으로 형성한 것이다.

이와 같은 위상형 회절격자에 의해서도 본 발명의 목적을 달성할수가 있고, 위상형 회절격자의 위상량의설정에 의해, 방해광의 강도를 저감시켜, 필요한 신호에 대한 방해를 임의의 허용치이하로 설정할 수 있다.

[발명의 효과]

이상과 같이, 본 발명에 의하면 회절분리 수단을 위상형의 회절격자로 되는 평판 광학소자로 했으므로,광 디스크에서 반사되는 ±1차광이 광속분리 소자에서 투과회절되는 경우에, 광 검출기에 입사하는 0차반사광의 투과 0차광에 대한 ±l차 반사광의 투과 ±차광의 혼합 비율을 소정치이하로 설정할 수 있고, 해당신호의 재생신호에의 혼입을 매우 저감시켜, 양호한 재생특성을 가진 광학식 헤드장치를 얻을 수가 있다.

더욱이, 회절격자의 궤적이 LD 발광점 및 LD 발광점과 대략 동일편내의 한점에 배치한 2개의 점광원의간섭무늬이기때문에, 회절분리되는 1차광에 거의 수차가 생기지 않고, 양호한 트랙킹 센서 출력을 얻을 수있고, 종래의 독립한 회절 격자를 갖는 광학헤드 장치와 동등의 특성을 달성할 수가 있다.

Claims (14)

1. 반도체 레이저 광원(l), 그 광원에서 발사한 광속을 제1의 면(30)에 의해서 반사하면 동시에 0차 회절광과 그 이외의 회절광의 여러개의 광속으로 회절분리하는 광속분리소자(40), 그 광속분리소자에 의해서반사 분리된 광속을 광학식 정보 기억 매채(6)에 여러개의 광 스포트로서 집광하는 집광렌즈 수단(5), 상기광학식 정보 기억매체의 정보면에 의해서 반사되어 상기 집광렌즈 수단을 재투과하여, 상기 광속분리 소자의 제1의 면 및 제2의 면(31)을 투과한 광속을 수광하여 광전변화하는 광 검출기(l0)으로 구성되어, 그광 검출기 상에 0차 회절광의 변형에 의해서 디스크 집광광속의 초점 어긋남을 검출하고,0차 회절광에 의해 광학식 정보기억 매체(6)에 축적한 정보를 재생하고, 0차 이외의 회절광에 의해 상기 광학식 정보 기억매체상의 정보 트랙과 0차 회절광의 집광 스포트와의 먼내 어긋남을 검출하는 광학식 혜드장치에 있어서,그 제1의 면(30)에 회절격자(30a)를 마련하고, 그 회절격자는 입사광의 위상을 공간적으로 변조하는 위상형 회절격자이며, 그 회절격자에 의해서 광파를 나눈결과, 광 스포트가 상기 정보 기억매체상의 소정 위치에 조사되는 것과 같이 배치하고, 정보 기억매체(6)에서의 반사광이 상기 제1의 면(30)에 의해서 투과 회절된 경우에, +l차 반사광의 투과 -1차광과 0차 반사광의 투과 0차광과의 강도비 I_F-1/I_M및 -1차 반사광의 투과 +1차광과 0차 반사광의 투과 0차광과의 강도비 I_El/I_M이 검출오차를 발생하지 않는 일정치 이하로 되도록 상기 위상형 회절격자의 위상량을 설정한것을 특징으로 하는 광학식 헤드장치.
2. 상기 위상형의 회절격자(30a)는, 면내의 위상 변화량이 구형형으로 되어 있고, 동시에 근접의 구형형 위상 시프트 계수의 듀리비가 0.5로 되어 있는 특허청구의 범위 제1항의 광학식 헤드장치.
3. 상기 회절격자(30a)는, 격자의 단면형상이 구형파형으로 되어 있는 특허청구의 범위 제2항의 광학식 헤드장치.
4. 상기 회절격자(30a)가 2산화 규소 재료에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항,제2항, 또는 제3항 기재의 광학식 헤드장치.
5. 상기 광속 분리소자(40)의 회절격자는 폴리 에틸 메타 크리레이트 재료에 의해 형성된 것을 특징으로하는 특허청구의 범위 제1항, 제2항 또는 제3항 기재의 광학식 헤드장치.
6. 상기 +1차 반사광의 투과 -1차광과 0차 반사광의 투과 0차광과의 강도비 I_F-1/I_M및 -1차 반사광의 투과+1차광과 0차, 반사광의 투과 0차광과의 강도비 I_El/I_M이 0.01인 것을 특징으로 하는 특허 청구의범위 제1항 또는 제2항 기재의 광학식 헤드장치.
7. 상기 회절격자(30a)에 의해서 분리된 광속의 수가 3개인 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제l항의 광학식 헤드장치.
8. 상기 광학식 정보 기억 매체(6)에 의해서 반사한 광속이, 상기 광속 분리소자(40)의 제1의 면(30)및 제2의 면(31)을 투과하는 것에 의해서 비점수차가 부여되고, 상기 0차광에 의한 초점 어긋남 검출을 위한 변형이 주어진 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항의 광학식 헤드장치.
9. 상기 광속 분리소자(40)의 제1의 면(30)과 제2의 면(31)이 평행으로 있는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범의 제1항의 광학식 혜드장치.
10. 상기 회절 분리된 광속이 상기 광속 분리 소자(40)의 제1의 면(30)에 관한 메리디오날 면내에 존재하는 3개의 광 스포트로서 디스크(6)상에 집광되는 것을 특징으로 하는 특허 청구의 범위 제1항의 광학식헤드장치.
11. 상기 회절분리된 광속이 상기 광속 분리 소자(40)의 제1의 면(30)에 관한 사지탈면내에 존재하는 3개의 광 스포트로서 디스크(6)상에 집광되는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항의 광학식 헤드장치.
12. 상기 회절분리된 광속이 상기 광속 분리소자(40)의 제1의 면에 관한 메리디오날 광면에서 광축을 중심으로 45°의 각도를 이루는 방향의 면내에 존재하는 3개의 광 스포트로서 디스크상에 집광되는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항의 광학식 헤드장치.
13. 상기 회절격자(30a)의 무늬궤적이 상기 반도체 레이저(l)의 광속 발사점 및 그 발사점을 포함하고,반도체 레이저 발사광의 광륜에 수직한 면내의 한점의 각각에 배치된 점광원에서 출발된 상기 반도체 레이저 발사광의 파장과 같은 파장의 광파에 의해, 상기 제1의 면(30)에 있어서 간점 무늬 궤적으로 되어 있는것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항의 광학식 헤드장치.
14. 상기 회절 분리된 광속이 상기 광속 분리 소자(40)의 상기 제1의 면(30)에 관한 메리디오날 면내에존재하는 3개의 광 스포트로서 디스크상에 집광되고, 상기 회절 격자의 무늬궤적이, 주기가 직선적으로 변화하는 직선인것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항의 광학식 헤드장치.

Images