KR100225862B1 - 환형 셔터 미러와 그 제조방법 및 그를 이용한 이종 광픽업 장치 - Google Patents

환형 셔터 미러와 그 제조방법 및 그를 이용한 이종 광픽업 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타겟쪽으로 진행하는 광범의 일부를 그 진행방향으로부터 선택적으로 차단할 수 있는 환형 셔터 미러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 환형 셔터 미러는 입사광빔의 입사각도에 따라 일정한 각도로 반사시키는 고정 반사수단과, 고정 반사수단의 주변에 환형 띠의 형태로 나란하게 형성되어 전계의 존재여부에 따라 선택적으로 입사광빔을 고정 반사영역의 반사각과는 상이한 각도로 반사시키는 적어도 하나 이상의 가요성 반사수단을 구비한다.

Description

환형 셔터 미러와 그 제조방법 및 그를 이용한 이종 광픽업 장치
제1도는 홀로그램방식의 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
제2도는 액정차단방식의 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
제3a도 및 제3b도는 제2도에 도시된 액정판 및 편광판을 통과하는 광빔의 상태를 설명하는 도면.
제4도는 환형차반방식 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조을 개략적으로 나타내는 도면.
제5a도 내지 제5c도는 정보기록면에 조사되는 광량의 분포를 설명하는 특성도.
제6도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 구조를 나타내는 단면도.
제7도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 구조를 나타내는 평면도.
제8a도 및 제8b도는 전압의 인가여부에 따른 환형 셔터 미러의 동작 상태를 설명하는 도면.
제9a도 내지 제9g도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 제조방법을 단계별로 설명하는 단면도.
제10a도 내지 제10g도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 제조방법을 단계별로 설명하는 평면도.
제11도는 제6도에 도시된 환형 셔터 미러를 이용하는 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
본 발명의 광빔의 일부를 선택적으로 차폐하는 광 셔터에 관한 것으로, 특히 광빔의 일부를 그 광빔의 진행방향과 다른 방향으로 선택적으로 반사시키는 환형 반사 미러와 그 제조방법에 관한 것이다. 그리고 본 발명은 환형 셔터미러를 이용하여 표면으로부터 정보기록면까지의 깊이가 다른 광디스크들을 정확하게 억세스 할 수 있는 이종 광디스크용 광픽업 장치에 관한 것이다.
최근의 기록매체들은 정보가 대형화됨에 따라 대용량의 정보를 기록할수 있도록 요구되고 있다. 아울러, 기록매체 시장의 점유율을 급속도로 증가시키고 있는 광디스크로 대용량의 정보를 기록할 수 있도록 개발되고 있다. 이 결과, 광디스크 시장에는 기존의 컴팩트 디스크(Compact Disk; 이하 CD라 함) 및 재기록 가능한 컴팩트 디스크(이하 CD-R이라 함) 보다 6내지 7배의 기록용량을 가지는 디지털 버서타일 디스크(Digital Versatile Disk; 이하 DVD 함)가 출현하게 되었다. 이 DVD는 CD 및 CD-R에 비하여 기록밀도(즉, 트랙밀도)가 조밀할 뿐만 아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD는 디스크 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 0.6 mm인 반면에 CD 및 CD-R는 1.2 mm이다. 이와 같이, 광디스크 시장에는 구조가 다른 이종의 광디스크들이 시판되고 있다. 이와 더불어, 광디스크를 억세스하는 광픽업 장치도 이들 이종의 광디스크들, 즉 CD, CD-R 및 DVD 모두를 억세스 할 수 있도록 요청받고 있다.
이러한 요구를 만족시키기 위하여 두 개의 초점을 형성하는 대물렌즈계를 구비한 홀로그램형 광픽업 장치가 개발되었다. 이 홀로그램형 광픽업 장치는 제1도에 도시한 바와 같이 레이저 다이오드(10)로부터 부분반사경(12) 및 시준렌즈(Colimator, 14)를 거쳐 대물렌즈(16)에 입사될 광빔을 홀로그램 렌즈(Hologram Lens, 18)를 이용하여 회절시켰다. 이 홀로그램 렌즈(18)에 의하여, 대물렌즈(16)가 0.4의 개구수를 유지하도록 하는 1차 회절 광빔(B1)과 대물렌즈(16)가 0.6의 개구수를 유지하도록 하는 0차 회절 광빔(B0)이 발생된다. 이를 위하여, 홀로그램 렌즈(18)는 나이태 형상의 요면을 가지도록 형성되고 아울러 중심이 대물렌즈(16)의 중심과 일치되도록 대물렌즈(16)와 결합된다. 이 결과, DVD의 정보 기록면(DF)에는 홀로그램 렌즈(18)에 의해 회절된 0차 회절광빔(B0)이 대물렌즈(16)에 의해 스폿의 형태로 집속되고 이와 동시에 CD 및 CD-R의 정보기록면(DS)에는 홀로그램 렌즈(18)에 의해 회절된 1차 광빔(B1)이 대물렌즈(16)에 의해 스폿의 형태로 집속된다. 그리고 다분할 광검출기(22)는 DVD의 정보기록면(DF)에 의해 반사되어 대물렌즈(16), 홀로그램 렌즈(18), 시준렌즈(14), 부분 반사경(12) 및 센서렌즈(20)를 거쳐 입사되는 0차 회절 광빔(B0)이나, CD 또는 CD-R의 정보기록면(DS)에 의해 반사되어 대물렌즈(16), 홀로그램 렌즈(18), 시준렌즈(14), 부분 반사경(12) 및 센서렌즈(20)를 거쳐 입사되는 1차 회절 광빔(B1)을 전기적 신호로 변환한다. 이와 같이, 홀로그램형 광픽업 장치는 홀로그램 렌즈를 가지는 대물렌즈계를 이용하여 DVD와 CD/CD-R의 정보기록면들 각각에 광빔의 초점을 동시에 형성함으로써 이종의 광디스크들을 억세스 할 수 있었다.
그러나, 홀로그램형 광픽업 장치에서는 온도 및 외부환경의 변화에 따라 레이저 다이오드에서 발생되는 광빔의 파장이 변하는 경우에 홀로그램 렌즈에서 발생되는 회절 광빔의 회절각도가 변하게 된다. 이로 인하여, 대물렌즈의 개구수의 변화 및 수차가 발생하여 DVD의 정보기록면과 CD 및 CD-R의 정보기록면상에서 광빔의 초점이 형성되지 않게 된다. 이 결과, 홀로그램형 광픽업 장치는 온도 및 외부환경이 변동될 경우에 광디스크들을 정확하게 억세스 할 수 없었다. 아울러, 홀로그램형 광픽업 장치는 광디스크의 종류에 따라 홀로그램 렌즈에 의해 분리된 0과 회절 광빔 및 1차 회절 광빔 중 어느 한쪽의 회절 광빔을 사용됨으로 홀로그램 렌즈의 회절효율에 따른 광량의 손실을 감수하여야만 했다. 이 광량의 손실로 인하여, 홀로그램형 광픽업 장치는 광디스크로부터 정보를 독취할 경우에 후단에서의 신호처리를 곤란하게함은 물론 광 기록장치에서 요구하는 임계값 이상의 고출력의 광빔을 광디스크에 조사하기 곤란하였다. 또한, 홀로그램형 광픽업 장치에 사용되는 대물렌즈는 홀로그램 렌즈와 일체화되어야만 하므로 무게가 무거울 수 밖에 없었다. 이 대물렌즈의 무거운 무게로 인하여, 홀로그램형 광픽업 장치는 광디스크를 고속으로 억세스 할 수 없었다.
이 홀로그램형 광픽업 장치의 단점들을 보완하기 위안 방안으로 액정차단방식의 광픽업 장치와 환형차폐방식의 광픽업 장치가 제안되었다. 그러나, 전자의 액정차단방식의 광픽업 장치는 고가의 편광판(Polarizer)과 액정판을 부수적으로 사용하여야만 하는 단점을 안고 있다. 그리고 후자의 환형차폐방식의 광픽업 장치는 고도의 정밀도를 요구함과 아울러 대량생산을 곤란하게 하는 단점들을 안고 있다. 이러한 액정차단방식 및 환형차폐방식의 광픽업 장치들의 문제점을 첨부한 제2도 내지 제5도를 참조하여 상세히 살펴보기로 하자.
제2도를 참조하면, 광원(30)으로부터 시준렌즈(32), 빔스프리터(Beam Splitter,34), 직각반사경(36), 액정판(38), 및 편광판(40)을 거쳐 입사되는 광빔을 광디스크(42)의 제 1 또는 제2 정보기록면(42A 또는 42B)에 접속시키는 대물 렌즈(44)를 구비하는 액정차단방식 광픽업 장치가 도시되어 있다. 시준렌즈(32)는 광원(30)으로부터 빔스프리터(34)쪽으로 진행하는 발산형 광빔을 평행광빔으로 변환시킨다. 빔스프리터(34)는 시준렌즈(32)로부터의 광빔을 일부(즉,50%)는 직각반사경(36)쪽으로 그대로 통과시킨다. 아울러 빔스프리터(34)는 직각반사경(36)으로부터의 광빔의 일부(즉,50%)는 시준렌즈(32)쪽으로 그대로 통과시키고 그 나머지 광빔(50%)는 센서렌즈(46)쪽으로 반사시킨다. 직각반사경 (36)은 빔스프리터(34)로부터의 광빔의 액정판(38)쪽으로 직각반사시킴과 아울러 액정판(38)으로부터의 광빔을 빔스프리터(34)쪽으로 직각반사시킨다. 광디스크(42)의 제1 정보기록면(42A)는 DVD의 정보기록면으로써 광디스크의 표면으로부터 0.6 mm의 깊이에 위치하고, 반면에 제2 정보기록면(42B)는 CD 또는 CD-R의 정보기록면으로써 광디스크의 표면으로부터 1.2 mm의 깊이에 위치한다. 센서렌즈(46)는 빔스프리터(34)로부터 입사되는 평행광빔을 다분할 광검출기(48)에 접속시킨다. 그러면, 다분할 광검출기(48)는 광디스크(42)의 제1 또는 제2 정보기록면(42A 또는 42B)에 의해 반사되어 대물렌즈(44), 편광판(40), 액정판(38), 직각반사경(36) 빔스프리터(34) 및 센서렌즈(46)을 경유하여 입사되는 광빔을 전기적신호로 변환한다. 이 다분할 광검출기(48)에서 발생되는 전기적신호에는 대물렌즈(44)의 상하좌우로의 움직임을 제어하기 위한 서보신호와 광디스크(42)에 기록된 정보신호가 포함되어 있다.
그리고 액정판(38)은 편광역역(38A)와 선택성 편광영역(38B)로 구분된다. 편광영역(38A)는 입사광빔을 90°회전시키며 이를 위하여 액정 입자들이 일정한 방향으로 배열된 액정층(도시하지 않음)을 구비한다. 이와는 달리, 선택성 편광영역(38B)는 전계의 인가상태에 따라 입사광빔의 편광방향을 선택적으로 90°회전시킨다. 이를 위하여, 선택성 편광영역(38B)는 액정입자들이 일정한 배열된 액정층(도시하지 않음)과 이 액정층의 양면에 위치하는 투명전극판을 구비한다. 아울러 선택성 편광영역(38B)은 선택스위치(50) 및 전압원(52)과 함께 순환루프를 형성하도록 접속된다. 선택스위치(50)은 광디스크(42)가 CD 및 CD-R인 경우에 턴-온(Turn-on)되어 선택성 편광영역(38B)를 경유하는 광빔이 원래의 편광방향을 유지하도록 한다. 반면에, 광디스크(42)가 DVD인 경우에 선택스위치(50)는 턴-오프(Turn-off)되어 선택성 편광영역(38B)을 경유하는 편광방향이 90°회전되도록 한다. 한편, 편광판(40)은 액정판(38)으로부터의 광빔의 편광방향이 자신의 편광방향과 동일한 편광특성을 가지는 광빔은 통과시킴과 아울러 자신의 편광방향관는 상이한 편광특성을 가지는 광빔은 차단한다. 결과적으로, 이들 액정판(38) 및 편광판(40)에 의해 대물렌즈(44)에 입사되는 광빔의 신속경 및 대물렌즈(44)의 개구율이 가변되기 때문에 액정차단방식 광픽업 장치는 DVD와 CD 및 CD-R를 억세스 할 수 있게 된다. 광빔의 선속경 및 대물렌즈의 개구율이 가변되는 과정을 제3a도 및 제3b도를 참조하여 좀 더 상세히 살펴보기로 하자.
제3a도는 액정판(38)의 선택성 편광영역(38B)에 전압원(52)이 연결되지 않은 경우, 즉 선택스위치(50)이 턴-오프된 경우에 액정판(38) 및 편광판(40)을 경유하는 광빔의 상태를 나타낸다. 이 경우, 액정판(38)의 편광영역(38A) 및 선택성 편광영역(38B)을 통과하는 광빔은 모두 90°회전되어 편광판(40)의 편광방향과 일치하게 된다. 편광판(40)의 편광방향과 동일한 편광특성을 가지는 광빔이 모두 편광판(40)을 통과하므로 대물렌즈(44)의 개구율이 증가된다. 이에 따라, 표면으로부터 얇은 깊이에 위치한 제1 정보기록면(42A), 즉 DVD의 정보기록면에 작은 스폿의 광빔이 대물렌즈(44)에 의해 형성되어 DVD가 정확하게 억세스되도록 한다. 반면에, 제2 정보기록면(42B), 즉 CD 또는 CD-R의 정보기록면에는 매우 큰 스폿의 광빔이 조사되므로 액정차단방식 광픽업 장치는 CD 및 CD-R을 억세스 할 수 없게 된다.
제3b도는 액정판(38)의 선택성 편광영역(38B)에 전압원(52)이 연결된 경우, 즉 선택스위치(50)이 틴-온된 경우에 액정판(38) 및 편광판(40)을 경유하는 광빔의 상태를 나타낸다. 이 경우, 액정판(38)의 편광영역(38A)을 통과하는 광빔은 90°회전되어 편광판(40)의 편광방향과 일치하게 되는 반면에 액정판(38)의 선택성 편광영역(38B)을 경유하는 광빔은 원래의 편광방향을 그대로 유지하여 편광판(40)의 편광방향과 상이한 편광특성을 가지게 된다. 편광판(40)의 편광방향과 동일한 편광특성을 가지는 액정판(38)의 편광영역(38A)로부터의 광빔만이 편광판(40)을 통과하므로 대물렌즈(44)의 개구율이 감소된다. 이에 따라, 표면으로부터 깊은 깊이에 위치한 제2 정보기록면(42B), 즉 CD 또는 CD-R의 정보기록면에 작은 스폿의 광빔이 대물렌즈(44)에 의해 형성되므로 CD 또는 CD-R이 정확하게 억세스된다. 반면에, 제1 정보기록면(42A), 즉 DVD의 정보기록면에는 매우 큰 스폿의 광빔이 조사되므로 액정차단방식 광픽업 장치는 DVD를 억세스 할 수 없게 된다. 따라서, 액정판(38)의 편광영역(38A)의 크기 및 대물렌즈(44)의 개구율이 적절하게 조절하고 액정판(38)의 선택성 편광영역(38B)에 공급되는 전압을 광디스크의 종류, 즉 CD 또는 DVD에 대응하여 절환함으로써 액정차단방식 광픽업 장치는 CD 및 DVD 모두를 억세스 할 수 있게 된다.
그러나, 액정차단방식의 광픽업 장치는 광빔의 선속경을 조절하기 위해 고가의 액정판 및 편광판을 부수적으로 사용하여야만 하므로 구성이 복잡하고 제조단가가 비싼 단점을 안고 있었다.
제4도는 일정한 폭의 환형 테(60A)가 형성된 대물렌즈(60)를 이용하여 CD, CD-R 및 DVD 모두를 억세스할 수 있는 환형차폐방식의 광픽업 장치를 나타낸다. 제4도에 있어서, 대물렌즈(60)는 레이저 다이오드(62)로부터 시준렌즈(64), 빔스프리터(66) 및 직각반사경(68)를 경유하여 입사되는 광빔을 광디스크(70)의 제1도 또는 제2 정보기록면(70A 또는 70B)에 집속시킨다. 제1 정보기록면(70A)는 광디스크(70)의 표면으로부터 0.6mm의 깊이에 위치하는 DVD의 정보기록면이고, 제2 정보기록면(70B)는 광디스크(70)의 표면으로부터 1.2mm의 깊이에 위치하는 CD 및 CD-R의 정보기록면이다. 제1 또는 제2 정보기록면(70A 또는 70B)에 조사된 광빔은 그 정보기록면(70A 또는 70B)에 의해 반사되어 대물렌즈(60), 직각반사경(68), 빔스프리터(64) 및 센서렌즈(72)를 경유하여 다분할 광검출기(74)에 입사된다. 이 다분할 광검출기(74)는 센서렌즈(72)로부터 입사되는 광빔을 전기적신호로 변환하여 대물렌즈(60)의 상하좌우 움직임상태를 나타내는 서보신호와 광디스크(70)에 수록된 정보에 대한 정보신호를 발생한다.
그리고 대물렌즈(60)는 0.6의 개구율을 가지는 DVD용 대물렌즈로써 직각반사경(68)으로부터의 광빔이 제1 정보기록면(70A), 즉 DVD의 정보기록면에서 작은 스폿을 이루도록 접속한다. 이에 따라, 광디스크(70)의 제1 정보기록면(70A)에는 제5a도에서와 같이 사이드 스트로브(Side Strobe)가 없는 ψ1의 작은 크기를 가지는 스폿에만 광량이 집중되어 DVD가 정확하게 억세스 될 수 있게된다. 그러나, 광디스크(70)의 제2 정보기록면(70B), 즉 CD 및 CD-R의 정보기록면에는 제5b도에서와 같이 ψ2의 크기를 가지는 중앙의 메인 스트로브 영역의 주변의 사이드 스트로브 영역(ψs)으로 광량이 분산된다. 이 사이드 스트로브영역(ψs)에 조사되는 광속들은 광빔의 스폿을 크게함과 아울러 잡음으로 작용하여 CD 및 CD-R이 정확하게 억세스 될 수 없게 한다.
또한, 대물렌즈(60)에 형성된 환형 테(60A)는 제2 정보기록면(70B), 즉 CD 및 CD-R의 정보기록면에 발생되는 사이드 스트로브 영역을 제거하여 DVD뿐만 아니라 CD 및 CD-R까지도 정확하게 억세스 되도록 한다. 이 환형테에 의하여, 제2 정보기록면(70B)에는 제5c도에서와 같이 광빔이 ψ2의 작은 크기의 스폿을 형성된다. 제2 정보기록면(70B)에서의 사이드 스트로브 영역(ψs)을 제거하기 위하여, 환형 테(60A)는 제2 정보기록면(70B)에 사이드 스트로브영역(ψs)을 발생시키는 대물렌즈(60)의 일부 영역, 즉 중심으로부터 L만큼 떨어진 지점으로부터 W의 폭을 가지도록 대물렌즈(60)에 형성된다.
그러나, 환형차단방식의 광픽업 장치에서 대물렌즈는 트래킹 조절시에 좌우로 이동되어야만 하기 때문에 대물렌즈 및 환형 테의 중심은 광축과 어긋나게 된다. 이로 인하여, CD 및 CD-R의 정보기록면에는 대물렌즈가 좌우로 이동함에 따라 사이드 스트로브가 여전히 발생하게 된다. 그리고 환형 테를 CD 및 CD-R의 정보기록면에 사이드 스트로브 영역을 발생시키는 대물렌즈상의 영역에 정확하게 설치되기 위해서는 고도의 정밀도가 요구된다. 이로 인하여, 환형 차단방식의 광픽업 장치는 대량생산이 곤란하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 광빔의 일부를 그 진행방향으로부터 선택적으로 차단할 수 있는 환형 셔터 미러와 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 환현 셔터 미러를 이용하여 표면과 정보기록면과의 간격이 다른 광디스크들을 정확하게 억세스 할 수 있는 이종 광디스크용 광픽업 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 환형 셔터 미러는 입사광빔의 입사각도에 따라 일정한 각도로 반사시키는 고정 반사수단과, 고정 반사수단의 주변에 환형 띠의 형태로 나란하게 형성되어 전계의 존재여부에 따라 선택적으로 입사광빔을 고정 반사영역의 반사각과는 상이한 각도로 반사시키는 적어도 하나 이상의 가요성 반사수단을 구비한다.
본 발명에 따른 환형 셔터 미러 제조방법은 기판을 마련하는 단계와, 기판의 표면에 제1 도전층, 지지물질층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계와, 제2 도전층을 중앙의 타원형 패턴과 타원형패턴의 외측으로 배열된 적어도 하나 이상의 환형패턴으로 패턴닝하는 단계와, 적어도 하나이상의 환형패턴들의 하부에 위치한 지지물질층을 부분적으로 제거하여 적어도 하나 이상의 환형패턴들의 하부에 위치한 지지물질층을 부분적으로 제거하여 적어도 하나 이상의 환형패턴들의 가장자리 부분의 하부에 환형의 지지벽들을 형성하는 단계와, 타원형패턴과 적어도 하나 이상의 환형패턴들의 표면에 반사물질을 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크에 조사될 광빔을 발생하는 광원과, 광디스크에 조사될 광빔을 접속하는 대물렌즈와, 광디스크에 의해 반사되는 광빔을 전기적신호로 변환하는 광검출수단과, 광원으로부터 광빔의 진행경로를 대물렌즈쪽으로 변경함과 아울러 전계의 인가상태에 따라 대물렌즈쪽으로 진행하는 광빔의 일부를 선택적으로 차단하는 셔터미러를 구비한다.
상기 목적들외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부 도면을 참조한 다음의 바람직한 실시예에 다른 목적 및 잇점들을 첨부 도면을 참조한 다음의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 제6도 내지 제10도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제6도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 구조를 나타내는 단면도이고, 제7도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 구조를 나타내는 평면도이다. 제6도 및 제7도에 있어서, 환형 셔터 미러는 기판(80)의 상부에 형성된 제1 전극패턴(82)와, 이 제1 전극패턴(82)와 대면되도록 설치된 제2 전극패턴(84)와, 제2 전극패턴(84)의 중앙부에 위치한 제3 전극패턴(86)을 구비한다. 제1 전극패턴(82)은 중앙부에서 기판(80)의 표면이 타원형의 형태로 노출되도록 형성된다. 제2 전극패턴(84)는 제1 전극패턴과 대면되도록 환형 띠의 형태로 형성되어 제1 지지부재(88)에 의해 지지된다. 제3 전극패턴(86)는 제1 전극패턴(82)에 의해 노출된 기판(80)의 표면부와 동일한 면적을 가지는 타원형의 형태로 형성되어 제2 전극패턴(84)의 중앙부에 배치된다. 그리고 제3 전극패턴(86)은 제2 지지부재(90)에 의해 지지된다. 제1 지지부재(88)는 재2 전극패턴(84)의 외측 가장자리부분을 지지하도록 환형 측벽의 형태를 이룬다. 제2 지지부재(90)는 재3 전극패턴(86) 및 노출된 기판(80)의 면적과 동일한 면적을 가지는 타원기둥의 형태로 형성된다. 이에 따라, 제1 전극패턴(82)와 제2 전극패턴(84)의 사이에는 제1 및 제2 지지부재(88,90)에 의해 환형의 공동부(92)가 형성된다. 이 공동부(92)는 제2 전극패턴(84)가 아래쪽으로 호의 형태로 변형될 수 있는 공간을 제공한다. 또한, 제2 전극패턴(84)는 전계에 의해 전계의 작용방향으로 구부러지도록 가요성 도전물질로 형성된다.
그리고 환형 셔터를 미러는 제2 전극패턴(84)의 일부분의 표면에 형성된 제1 반사물질층 패턴(94)와 제3 전극패턴(86)의 전면표의 형성된 제2 반사물질층 패턴 (96)을 추가로 구비한다. 제1 반사물질층 패턴(94)는 제2 전극패턴(84)의 외측 가장자리부분을 노출되도록 제2 전극패턴(84)의 내측표면에 환형 띠의 형태로 형성된다. 아울러 제 1 및 제2 반사물질층 패턴(94,96) 사이의 환형 갭에는 수직 및 수평측으로 대응되도록 4개의 링커들(Linkers, 98)이 배치되어 있다. 이들 링커들(98)은 제2 전극패턴(84)와 제3 전극패턴(86)을 연결하여 제1 및 제반사물질층 패턴(94,96)이 변형되지 않도록 한다.
또한, 제1 및 제2 전극패턴(82,84) 사이에는 선택스위치(SW)와 전압원(Vdd)이 직렬 접속된다. 선택스위치(SW)는 사용자의 조작에 의해 선택적으로 턴-온 또는 턴-오프되어 전압원(Vdd)으로부터의 전압(Vdd)이 제1 및 제2 전극패턴(82,84) 사이에 인가되도록 한다. 이 선택스위치(SW)의 절환상태에 따라 제2 전극패턴(84)는 제1 반사물질층 패턴(94)와 함께 선택적으로 변형되어 타겟쪽으로 진행하는 광빔중 가장자리부분의 일부 광빔을 선택적으로 분리·차단한다. 이들 선택스위치(SW)의 절환상태에 따라 상세히 살펴보기로 하자.
먼저, 선택스위치(SW)가 제8a도에서와 같이 사용자에 의해 턴-오프된 경우, 제1 및 제2 전극패턴(82,84) 사이에는 전계가 발생되지 않으므로 제2 전극패턴(8A)는 제3 전극패턴(86)과 동일한 평면을 유지하게 된다. 이에 따라, 제1 및 제2 반사물질층 패턴(94,96)에 45°의 각도로 경사지게 입사되는 광빔(S1)은 모두 직각방향으로 반사되어 타겟(도시하지 않음)쪽으로 진행하게 된다. 이와는 달리, 선택스위치(SW)가 제8b도에서와 같이 사용자에 의해 턴-온된 경우에 제1 및 제2 전극패턴(82,84) 사이에는 전압원(Vdd)로부터의 전압에 의해 전계가 발생된다. 그러면, 제2 전극패턴(84)의 내측부분은 전계에 의해 제1 반사물질층 패턴(94)와 함께 전계에 의해 아래쪽으로 호형태로 구부러짐으로서 45°의 각도로 비스듬이 입사되는 광빔(S1)중 가장자리부분의 광빔(S2), 즉 제1 반사물질층 패턴(94)에 입사되는 광빔이 90°보다 크거나 작은 각도로 반사시킴과 아울러 나머지 중앙부분의 광빔(S3), 즉 제2 반사물질층 패턴(96)에 입사되는 광빔은 직각으로 반사시킨다. 이 결과, 타겟쪽으로 진행하는 광빔중 가장자리 부분의 일부가 제1 반사물질층 패턴(94)에 의해 분리·차단된다.
제9a도 내지 제9g도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 제조공정을 단계별로 설명하는 단면도들이고, 제10a도 내지 제10g도는 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 제조공정을 단계별로 설명하는 평면도들이다. 이들 제9a도 내지 제9g도와 제10a도 내지 제10g도를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러의 제조공정을 상세하게 설명하기로 한다.
제9a도 및 제10a도를 참조하면, 사각평면을 가지는 기판(100)이 제공된다. 이 기판(100)의 표면에는 제9b도 및 제10b도에 도시된 바와 같이 기판(100)의 표면의 중앙부를 타원형으로 노출시키는 제1 전극패턴(102)이 형성된다. 이 제1 전극패턴(102)는 도전성 물질충을 중착시키고 그 중착된 도전성 물질층의 중앙부를 사진식각법에 의해 타원 형태로 제거함에 의해 형성된다.
다음으로, 노출된 기판(100)의 표면과 이와 인접한 제1 전극패턴(102)의 내측 모서리로부터 일정폭의 환형영역에 지지물질층(104)를 제9c도 및 제10c도와 같이 형성한다. 이 지지물질(104)는 제1 내지 제3 지지물질층 패턴(104A 내지 104C)로 구성된다. 제1 지지물질층 패턴(104A)는 제1 전극패턴(102)에 의해 노출된 타원형의 기판(100)의 상부와 중첩하도록 형성된다. 제2 지지물질층 패턴(104B)는 제1 지지물질층 패턴(104A)의 모서리로부터 일정폭을 가지는 타원의 환형띠를 이루도록 형성된다. 제3 지지물질층 패턴(104C)는 제2 지지물질층 패턴(104B)의 외측모서리로부터 일정한 폭을 가지는 타원의 환형띠를 이루도록 형성된다. 그리고 제3 지지물질층 패턴(104C)의 폭은 제2 지지물질층(104B)에 비하여 매우작은 크기를 가지도록 형성된다. 또한, 제2 지지물질층 패턴(104B)는 제1 및 제3 지지물질층 패턴(104A,104C) 제1 지지물질을 제전극패턴(102) 및 노출된 기판(100)의 표면에 증착하고 증착된 제1 지지물질층을 사진식각법을 이용하여 부분적으로 제거함에 의해 형성된다. 이 때, 제1 및 제3지지물질층 패턴(104A,104C)는 제1 전극패턴(102)의 가장자리 부분과 타원의 환형띠 형태의 중심부를 노출시키게 된다. 그리고 제2 지지물질층 패턴(104B)은 제1지지물질과는 다른 식각선택비를 가지는 제2 지지물질을 제1 및 제3 지지물질층패턴(104A,104C) 사이에 매립시키고 매립된 제2 지지물질을 평탄화함에 의해 형성된다.
이어서, 이 지지물질층(104)의 상부에는 제9d도 및 제10d도와 같이 제2도전성 물질층(106)이 증착공정에 의해 적층된다.
제9e도 및 제10e도에는 환형 띠 형상의 제2 전극패턴(106A)과, 제2 전극패턴(106A)의 중심부에 위치한 타원 형상의 제3 전극패턴(106B)과, 제2 및 제전극패턴(106A,106B)을 연결하도록 수직 및 수평축에서 서로 대응되게 배치된 링커들(106C)가 형성되어 있다. 제2 및 제3 전극패턴(106A,106B)의 사이에는 커들(106C)의 길이에 해당하는 폭을 가지는 환형 갭이 형성되어 제2 지지물질층 패턴(104)을 부분적으로 노출시킨다. 이들 제2 및 제3 전극패턴(106A,106B)링커들(106C)은 제2 도전성 물질층(106)이 사진식각법을 이용한 식각공정에 의해 부분적으로 제거됨으로써 형성된다.
그리고 제9f도 및 제10f도를 참조하면, 제2 전극패턴(106A)의 외측 가장자리부분의 하부에 위치한 제3 지지물질층 패턴(104C)과 제3 전극패턴(106B)의 하부에 위치한 제1 지지물질층 패턴(104A)의 사이에 공동부(110)가 형성되어 있다. 이 공동부(110)는 제2 전극패턴(106A)의 내측 하부에 위치한 제2 지지물질층 패턴이 습식식각공정에 의해 제거됨으로써 형성된다. 이 습식식각공정시에 식각액은 제2 및 제3 전극패턴(106A,106B) 사이의 환형 갭에 경유하여 제2 지지물질층 패턴(104B)만을 선택적으로 제거함으로써 상기 공동부(110)이 형성되도록 한다.
마지막으로, 제2 및 제3 전극패턴(106A,106B)의 표면에는 제1 및 제2 반사물질층 패턴(112,114)이 각각 형성된다. 제1 반사물질층 패턴(112)는 제2 전극패턴(106A)의 바깥쪽 가장자리부분이 노출되도록 환형의 형상으로 형성된다. 그리고 제2 반사물질층 패턴(114)는 제3 전극패턴(106B)의 전표면을 점유하도록 타원 형상으로 형성된다. 이들 제1 및 제2 반사물질층 패턴(112,114)은 반사물질층을 제2 및 제3 전극패턴(106A,106B)와 링커들(106C)의 표면에 증착함으로써 형성된다.
제11도를 참조하면, 광디스크(120)에 조사될 광빔을 발생하는 광원(122)과, 광원(122)으로부터의 광빔을 광디스크(120)의 제1 또는 제2 정보 기록면(120A, 120B)에 집속하기 위한 대물렌즈(124)와, 광디스크(120)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(126)를 구비하는 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다. 광디스크(120)의 제1 정보 기록면(120A)은 표면으로부터 0.6mm의 깊이에 위치한 DVD의 정보 기록면이고, 광디스크(120)의 제2 정보 기록면(120B)는 표면으로부터 1.2mm의 깊이에 위치하는 CD 또는 CD-R의 정보 기록면이다. 또한, 대물렌즈(124)는 광원(122)으로부터 광디스크(120)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경에 따라 광빔을 제1 정보기록면(120A) 또는 제2 정보기록면(120B)에 스폿의 형태로 집속한다. 다분할 광검출기(126)은 광디스크(120)의 제1 또는 제2 정보기록면(120A,120b)에 의해 반사된 광빔을 전기적신호로 변환하여 대물렌즈(124)의 상하좌우에서의 이동상태를 나타내는 서보신호와 광디스크(120)의 정보기록면(120A 또는 120B)에 기록된 정보에 대한 정보신호를 발생한다.
상기 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(122), 대물렌즈(124) 및 광검출기(126)의 사이에 위치한 빔스프리터(128)와, 대물렌즈(124)와 빔스프리터(128)사이에 위치한 환형 셔터 미러(130)와, 환형 셔터 미러(130)에 순환루프의 형태로 접속된 선택스위치(SW) 및 전압원(Vdd)를 추가로 구비한다. 빔스프리터(128)은 광원(122)으로부터의 광빔중 50%의 광빔을 h한형 셔터 미러(130)쪽으로 통과시킨다. 그리고 빔 스프리터(128)는 환형 셔터 미러(130)으로부터의 반사광빔 중 50%의 광빔을 광원(122)쪽으로 통과시키고 나머지 50%의 광빔은 다분할 광검출기(126)쪽으로 반사시킨다. 환형 셔터 미러(130)는 직각프리즘(132)에 의해 45°의 각도로 경사지게 설치되어 빔스프리터(128)로부터의 광빔을 대물렌즈(124)쪽으로 직각으로 반사시키고 이와 더불어 대물렌즈(124)로부터의 반사광빔을 빔스프리터(128)쪽으로 직각으로 반사시킨다. 아울러, 환형 셔터 미러(130)는 선택스위치(SW)의 스위칭 상태에 따라 대물렌즈(124)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경을 가변시킨다. 이를 위하여, 환형 셔터 미러(130)는 선택스위치(SW)의 스위치 상태와는 무관하게 입사광빔을 무조건 직각으로 반사시키는 타원 형상의 고정 반사영역(130A)과, 선택스위치(SW)의 스위칭 상태에 따라 입사광빔을 직각으로 또는 직각보다 작거나 큰 각도로 반사키도록 고정 반사영역(130A)의 주변에 환형의 형상으로 형성된 가요성 반사영역(130B)을 구비한다. 이 가요성 반사영역(130B)는 선택스위치(SW) 및 전압원(Vdd)와 순환루프를 이루도록 접속되어 선택스위치(SW)의 스위치 상태에 따라 수평을 유지하거나 또는 호의 형태로 구부러진다. 이 선택스위치(SW)의 스위치 상태에 따라 환형 셔터 미러(130)에 의해 반사되는 광빔의 선속경이 가변되는 과정을 좀더 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 선택스위치(SW)가 제8a도에서와 같이 사용자에 의해 턴-오프된 경우, 가요성 반사영역(130B)는 고정 반사영역(130A)와 동일하게 수평을 유지하게 한다. 이에 따라, 고정 반사영역(130A) 및 가요성 반사영역(130B)에 입사되는 광빔(S1)은 모두 직각방향으로 반사되어 대물렌즈(124)쪽으로 진행하게 되어 대물렌즈(124)의 개구율이 비교적 큰 0.6을 유지하도록 한다. 그리고 대물렌즈(124)을 경유한 광빔은 대물렌즈(124)에 의해 광디스크(120)의 제1 정보기록면(120A), 즉 DVD의 정보기록면에 작은 크기의 스폿의 형태로 집속되어 DVD가 정확하게 억세스되도록 한다.
이와는 달리, 선택스위치(SW)가 제8b도에서와 같이 사용자에 의해 턴-온된 경우에 가요성 반사영역(130B)는 전압원(Vdd)로부터의 전압에 의해 아래쪽으로 호형태로 구부러져 고정 반사영역(130A)와는 다른 호형상의 반사면을 형성한다. 그리고 가요성 반사영역(130B)는 고정 반사영역(130A)와는 달리 입사되는 광빔(S2)을 90°보다 크거나 작은 각도로 반사시켜 대물렌즈(124)쪽으로 입사되지 않도록 한다. 이에 따라, 대물렌즈(124)에는 고정 반사영역(130A)에 의해 반사된 광빔(S3)만이 입사되어 대물렌즈(124)의 개구율은 비교적 작은 0.4를 유지하게 된다. 이 결과, 대물렌즈(124)를 경유하는 광빔(S3)는 대물렌즈(124)에 의해 광디스크(120)의 제2 정보기록면(120B), 즉 CD 또는 CD-R의 정보기록면에서 작은 크기의 스폿을 이루어 CD 및 CD-R이 정확하게 억세스 되도록 한다.
또한, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(122)와 빔 스프리터(128) 사이에 설치된 시준렌즈(134), 다분할 광검출기(126)와 빔스프리터(128) 사이에 배치된 세서렌즈(136)를 추가로 구비한다. 시준렌즈(134)는 광원(122)로부터 빔스프리터(128)쪽으로 진행하는 발산형의 광빔을 평행 광빔으로 변환한다. 그리고 센서렌즈(136)는 빔스프리터(128)로부터 다분할 광검출기(126)쪽으로 진행하는 평행광빔을 다분할 광검출기(126)의 표면에 집속시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 환형 셔터 미러는 반사면의 일부분이 전계가 인가 상태에 따라 선택적으로 변형되도록 하여 타겟쪽으로 진행하는 광빔의 일부를 분리·차단함으로써 광빔의 선속경을 용이하게 조절할 수 있다. 그리고 본 발명의 환형 셔터 미러는 중착 및 식각 등과 같은 반도체 제조공정들에 의하여 제조됨으로써 고도로 정밀하게 제작될 수 있음은 물론 대량생산을 용이하게 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업장치는 광빔의 식속경을 가변하는 광셔터로서 광빔의 경로를 변경시키는 반사경 대신에 환형 셔터 미러를 이용하여 광빔의 경로를 변경시킴과 아울러 광빔의 선속경을 광디스크의 종류에 따라 변경시킴으로써 종류가 다른 광디스크들을 정확하게 억세스 할 수 있고 구성을 간소화 할 수 있다. 아울러, 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 고도 정밀도를 가짐과 아울러 대량생산이 용이한 환형 셔터 미러를 이용함으로써 제조단가를 절감할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치에서는 환형 셔터 미러가 대물렌즈로부터 분리·설치됨으로 광디스크의 억세스 속도를 고속화 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (9)

  1. 입사광빔의 입사각도에 따라 일정한 각도로 반사시키는 고정 반사수단과, 상기 고정 반사수단의 주변에 환형 띠의 형태로 나란하게 형성되어 전계의 존재여부에 따라 선택적으로 입사광빔을 상기 고정 반사영역의 반사각과는 상이한 각도로 반사시키는 적어도 하나 이상의 가요성 반사수단을 구비한 것을 특징으로 하는 환형 셔터 미러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 가요성 반사수단은 각각, 지지면에 형성된 고정 전극패턴과, 상기 고정 전극패턴의 상부에 상기 고정 반사수단과 나란하게 위치하는 환형띠 형상의 가요성 전극패턴과, 상기 가요성 전극패턴의 가장자리부분를 지지하는 지지부재와, 상기 가요성 전극패턴의 상부에 형성된 반사물질패턴을 구비한 것을 특징으로 하는 환형 셔터 미러.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고정 반사수단으로부터 가요성 전극패턴들을 일부분씩 연결하여 상기 반사물질패턴들의 유동을 방지하는 연결부재를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 환형 셔터 미러.
  4. 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판의 표면에 제1 도전층, 지지물질층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 제2 도전층을 중앙의 타원형 패턴과 상기 타원형패턴의 외측으로 배열된 적어도 하나 이상의 환형패턴으로 패턴닝하는 단계와, 상기 적어도 하나이상의 환형패턴들의 하부에 위치한 지지물질층을 부분적으로 제거하여 상기 적어도 하나 이상의 환형패턴들의 가장자리부분의 하부에 환형의 지지벽들을 형성하는 단계와, 상기 타원형패턴과 상기 적어도 하나 이상의 환형패턴들의 표면에 반사 물질을 도포하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 환형 셔터 미러 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 도전층이 가요성 도전물질로 된 것을 특징으로 하는 환형 셔터 미러 제조방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2 도전층을 패턴닝하는 단계에서 상기 타원형패턴으로부터 상기 적어도 하나 이상의 환형패턴들을 일부분씩 연결하는 연결부들이 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 환형 셔터 미러 제조방법.
  7. 광디스크에 조사될 광빔을 발생하는 광원과, 상기 광디스크에 조사될 광빔을 접속하는 대물렌즈와, 상기 광디스크에 의해 반사되는 광빔을 전기적신호로 변환하는 광검출수단과, 상기관원으로부터 광빔의 진행경로를 상기 대물렌즈쪽으로 변경함과 아울러 전계의 인가상태에 따라 상기 대물렌즈쪽으로 진행하는 광빔의 일부를 선택적으로 차단하는 셔터미터를 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광원, 상기 광검출기 및 상기 셔터미러 사이에 위치하여 상기 광원으로부터의 광빔을 상기 셔터미러쪽으로 그리고 상기 셔터미러로부터의 광빔은 상기 광검출기쪽으로 전송하는 빔스프리터를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 빔스프리터와 상기 광검출수단 사이에 위치하여 상기 빔스프리터로부터 상기 광검출수단쪽으로 입사될 광빔을 집광하는 센서렌즈와, 상기 광원과 상기 빔스프리터 사이에 위치하여 상기 광원으로부터의 광빔이 평행하게 상기 빔스프리터쪽으로 진행하도록 하는 시준렌즈를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
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