KR100230253B1

KR100230253B1 - 대물렌즈 장치 및 이의 제작방법 및 이를 적용한 광픽업장치

Info

Publication number: KR100230253B1
Application number: KR1019960003604A
Authority: KR
Inventors: 이철우; 유장훈
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1999-11-15
Also published as: DE19705750C2; KR970063071A; ITMI970286A1; NL1005271C2; GB2310310B; US5903536A; JP3078237B2; IT1290303B1; JPH09237431A; NL1005271A1; FR2744811A1; DE19705750A1; GB9703063D0; GB2310310A; FR2744811B1

Abstract

본 발명은 대물렌즈 장치 및 이의 제작방법 및 이를 적용한 광픽업장치에 관한 것이다.

본 발명의 대물렌즈 장치는 디스크 면을 향하는 광 진행 경로 상에 마련되는 것으로 소정의 유효직경을 가지는 대물 렌즈와, 상기 광 진행경로 상에 마련되어 입사광의 근축과 원축 사이 영역의 광을 차단 또는 산란시키는 광 제어 수단을 구비하며, 상기 입사광의 근축영역에 대응하는 상기 대물렌즈의 중앙부분은 두꺼운 디스크와 얇은 디스크에 대해 공히 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 점에 특징이 있다.

이러한 본 발명 대물렌즈 장치는 구조가 간단하고 제작단가가 저렴할 뿐 아니라 광에 대한 구면수차의 영향을 줄임으로써 두께가 다른 디스크들을 하나의 디스크 드라이브에서 사용할 수 있게 된다.

Description

대물렌즈 장치 및 이의 제작방법 및 이를 적용한 광픽업장치

제1도는 홀로그램 렌즈를 갖는 종래 렌즈 장치의 개략도로서 얇은 두께의 디스크에 광이 집속되는 상태를 보인다.

제2도는 제1도에 도시된 종래 렌즈 장치에 의해 두꺼운 디스크에 광이 집속되는 상태를 보인다.

제3도는 종래의 다른 광픽업 장치의 개략적 구성도이다.

제4도는 얇은 두께의 디스크에 홀로그램 렌즈를 사용하지 않고 일반적인 대물렌즈에 의해 광을 집속시켰을 때의 광집속 상태를 보인다.

제5도는 두꺼운 두께의 디스크에 홀로그램 렌즈를 사용하지 않고 일반적인 대물렌즈에 의해 광을 집속시켰을 때의 광집속 상태를 보인다.

제6(a)도는 본 발명에 따른 대물 렌즈 장치가 적용되었을 때와 적용하지 않았을 때의 광 스폿의 변화를 보인 그래프이며,

제6(b)도는 제6(a)도의 "A" 부분의 확대도이다.

제7도는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 개략적 구성도이다.

제8도는 제7도에 도시된 본 발명에 따른 광픽업 장치의 대물 렌즈의 개략적 사시도이다.

제9도는 제7도에 도시된 광픽업 장치에 적용되는 본 발명에 따른 대물렌즈 장치의 한 실시예의 개략도로서 디스크에 광이 집속되는 상태를 보인다.

제10도는 본 발명 대물 렌즈 장치의 다른 실시예에 있어서의 표면에 광제어막을 갖는 대물렌즈의 단면 구조를 보인다.

제11도는 본 발명 대물 렌즈 장치의 다른 실시예에 있어서의 4각의 광제어홈이 마련된 대물렌즈의 정면 구조를 보인다.

제12(a)도는 본 발명에 따른 대물 렌즈 장치의 다른 실시예의 개략도로서 디스크에 광이 집속되는 상태를 보인다.

제12(b)도는 본 발명에 따른 대물 렌즈 장치의 또 다른 실시예의 대물렌즈의 단면구조를 보인다.

제13도는 제12(a)도에 도시된 본 발명 대물 렌즈 장치의 개략적 사시도이다.

제14(a)도는 제12(a)도에 도시된 본 발명 대물 렌즈 장치의 개략적 정면도이다.

제14(b)도는 본 발명 대물 렌즈 장치의 다른 실시예에 있어서 대물렌즈의 부분 확대도이다.

제15(a)도는 본 발명에 따른 대물렌즈의 한 실시예를 제작하기 위한 금형의 측면도이며,

제15(b)도는 제15(a)도에 도시된 금형의 하부틀의 내부를 보인 평면도이다.

제15(c)도는 본 발명에 따른 대물렌즈의 다른 실시예를 제작하기 위한 금형의 측면도이며,

제15(d)도는 제15(c)도에 도시된 금형의 하부틀의 내부를 보인 평면도이다.

제15(e)도 내지 제15(g)도는 제15(c)도의 K 부분을 확대한 다양한 실시예를 보인다.

제15(h)도 내기 제15(i)도는 본 발명에 따른 대물렌즈를 제작하는 과정을 보인 공정도이며,

제15(j)도는 제15(h)도 내지 제15(i)도의 공정을 통해 얻은 대물렌즈의 측면도이다.

제16도는 본 발명 대물 렌즈 장치의 또 다른 실시예에 있어서 대물렌즈의 정면도이다.

제17도와 제18도는 본 발명에 따른 대물 렌즈 장치의 또 다른 실시예들의 개략도로서 평판 렌즈에 의해 디스크에 광이 집속되는 상태를 보인다.

제19도 및 제20도는 두꺼운 디스크 및 얇은 디스크에 본 발명 렌즈장치에 의해 광을 집속한 상태를 보인다.

제21도와 제22도는 본 발명에 따른 광픽업 장치에서 두꺼운 디스크와 얇은 디스크를 사용할 경우 각각의 광검출기에 입사되는 광의 입사상태를 보인 평면도이다.

제23도는 본 발명에 따른 광픽업 장치에 적용되는 8분할 광검출기의 평면적 구조를 보인다.

제24도 내지 제26도 및 제27도 내지 제29도는 얇은 디스크 및 두꺼운 디스크에 대한 대물렌즈의 위치에 따라 형성되는 8분할 광검출기의 광도달 영역의 보인 평면도이다.

제30도는 제23도에 도시된 8분할 광검출기로부터 얻어지는 포커스 신호곡선이다.

제31도는 두개의 다른 두께를 가지는 디스크를 적용한 본 발명의 광픽업에서 광검출기에 의해 검출되는 포커스 신호의 변화를 비교해 보인 선도이다.

제32도는 본 발명 광픽업장치의 구동 흐름도이다.

제33도는 제32도에 도시된 흐름도에 있어서 포커스 전류 증감에 따른 보인 전류-시간 변화선도에서 포커스 신호의 발생 위치를 나타낸다.

제34도는 제32도에 도시된 광픽업 구동 흐름도에 있어서, 포커스 신호와 제1기준값과의 비교 조건을 보인 시간-신호 변화 선도이다.

제35도는 제32도에 도시된 광픽업 구동 흐름도에 있어서, 포커스 신호와 제2기준값과의 비교 조건을 보인 시간-신호 변화 선도이다.

제36도는 본 발명 광픽업장치에 사용되는 디지탈 등화기의 블록도이다.

제37(a)도는 본 발명 광픽업장치에 의한 DVD에서의 필드 수차를 보인 그래프이다.

제37(b)도는 본 발명 광픽업장치에 의한 CD에서의 필드 수차를 보인 그래프이다.

제38(a)도, 제38(b)도, 제38(c)도는 본 발명 광픽업장치에 의한 DVD에서의 광결로 수차를 보인 그래프이다.

제39(a)도,제39(b)도,제39(c)도는 본 발명 광픽업장치에 의한 CD에서의 광결로 수차를 보인 그래프이다.

광픽업은 영상기나 음향 또는 데이타 등의 정보를 디스크 등과 같은 메디아에 기록하고 재생하는 것이다. 디스크는 플라스틱 또는 유리로 된 기판에 정보가 실려있는 기록면이 형성되어 있는 구조를 가진다. 정보의 기록 밀도가 높은 디스크로부터 정보를 읽거나 쓰기 위하여 광 스폿의 크기를 줄이는 것이 필요하다. 이를 위하여 일반적으로 대물 렌즈의 개구수를 크게하고 파장이 짧은 단파장의 광원을 사용한다. 그러나 단파장 광원을 사용하는 경우 디스크의 광축에 대해 허용되는 디스크의 최대 기울기각이 줄어들게 된다. 이와 같이 줄어든 디스크의 최대 허용기울기각은 디스크의 두께를 줄임으로써 증가시킬 수 있다.

디스크의 기울어진 각도를 θ라 할 때, 코마수차계수 W₃₁의 크기는 아래 식으로부터 얻어진다.

위의 식에서 d는 디스크의 두께, n은 디스크의 굴절율, NA는 대물렌즈의 개구수(numerical apeture)이다. 위 식에서 알 수 있듯이 코마수차계수 W₃₁은 NA의 3제곱에 비례한다. 따라서, 기존의 CD(compact disc)에 요구되는 대물렌즈의 개구수가 0.45, 그리고 DVD(digital video disc)가 요구하는 대물렌즈의 개구수가 0.6인 점을 고려할 때, DVD는 같은 두께를 가지는 비해 CD에 비해 약 2.34배의 코마수차계수를 가지게되며, 따라서, DVD의 최대허용기울기각은 CD의 그것에 비해 절반 이하로 제한된다. DVD의 최대기울기각과 CD의 그것에 비슷한 값을 가지도록 하기 위해서는 DVD의 두께를 감소시키는 것이 필요하다.

규정되지 않은 비정상적인 두께의 디스크는 정상적인 디스크와의 두께 차이에 대응하는 양의 구면수차를 발생시키기 때문에, CD에 비해 두께가 줄어든 DVD와 같은 고밀도의 단파장광 디스크는 장파장의 광원을 사용하는 기존 CD용 디스크 드라이브와 같은 기록/재생 장치에 사용될 수 없다. 이것은 구면수차가 비정상적으로 크게 증가하게 되면, 디스크에 형성된 스폿이 정보의 기록에 필요한 강도를 가지지 못하기 때문에 정보의 정확한 기록에 실패하고, 정보 재생시에는 얻어진 신호의 S/N비(signal/noise ratio)가 너무 낮아서 필요한 정보를 정확히 얻을 수 없기 때문이다.

따라서 CD와 DVD와 같이 서로 다른 두께를 가지는 디스크들이 공히 사용될 수 있는 단파장 광픽업, 예컨대 650nm의 파장을 갖는 광원을 적용한 광픽업이 필요하다.

이러한 필요에 의해 단파장의 광원을 사용하는 하나의 광픽업 장치를 가지고 두께가 다른 즉, 기록밀도가 다른 2개의 디스크를 사용할 수 있도록 하기 위한 연구가 진행되고 있는데 그 한 예로 일본 특개평 7-98431호를 통하여 홀로그램 렌즈와 굴절형 렌즈를 적용한 렌즈 장치가 제안되었다.

제1도와 제2도는 디스크에 0차 회절광(the Zero order diffracted light)과 1차 회절광(the 1st order diffracted light)의 집속상태를 보인다. 서로 다른 두께의 디스크(3a,3b)의 전방에는 굴절형 대물렌즈(2)와 홀로그램 렌즈(1)가 광진행 경로 상에 마련된다. 상기 홀로그램렌즈(1)는 격자패턴(11)을 가지고 있어서 이를 통과한 빛은 회절되게 된다. 따라서, 광원(미도시)으로부터의 빛은 홀로그램렌즈(1)를 통과하면서 회절된 1차광(41)과 회절되지 않은 0차광(40)으로 분리된다. 따라서, 회절된 1차광(41)과 회절되지 않은 0차광(40)은 대물렌즈(2)에 의해 서로 다른 강도로 집속되게 됨으로써 두꺼운 디스크(3b)와 얇은 디스크(3a)에 초점을 맺게 된다.

이러한 렌즈 장치는 0차광과 1차광을 이용하여 서로 다른 두께의 디스크에 대한 정보 저장 및 읽기가 가능한데, 입사광을 0차광과 1차광으로 분리하게 됨에 따른 광 이용효율이 저하되는 결점이 있다. 즉, 입사광이 홀로그램 렌즈(1)에 의해 0차광과 1차광으로 나뉘기 때문에 실제 재생광 이용효율은 15% 내외로 매우 낮다. 그리고 정보 재생시 0차 또는 1차광 중의 어느 하나에만 정보가 실려 있기 때문에, 정보가 실려있지 않은 1차광 또는 0차광이 광검출기에 검출되어 실효 정보의 노이즈로 작용할 가능성이 높다. 한편, 상기 렌즈장치의 홀로그램 렌즈를 가공함에 있어서 미세한 홀로그램 패턴의 식각과정이 높은 정밀도의 공정이 요구되기 때문에 제작 단가의 상승이 필연적으로 따른다.

제3도는 미국특허공보 5,281797호에 개시된 다쯔노의 광학장치의 개략적 구조도이다. 이 광학장치는 단파장 광디스크뿐만 아니라 장파장광디스크 상에 데이터를 기록하고 그리고 이로부터 정보를 재생할 수 있도록, 개구경을 변경할 수 있는 광경로 상에 가변조리개를 구비한다.

가변조리개(1a)는 디스크(3)를 대면하고 있는 대물렌즈(2)와 콜리메이팅 렌즈(5)의 사이에서 마련되어 광원(9)으로부터 출사된 후광분할기(6)를 투과한 광빔(4)의 통과 영역의 면적, 즉 개구수를 적절히 조절하는 것이다. 가변조리개(1a)의 개구경은 사용되는 디스크의 두께에 대응하여 조절되는 것으로서 ,중심영역의 광빔(4a)은 항상 통과시키면서 주변영역의 광빔(4b)은 통과 또는 차단하게 된다. 도면에서 7은 집속렌즈이며 그리고 8은 광검출기이다.

이상과 같은 구조의 종래 광학 장치에 있어서, 기계적인 가변조리개는 그 개구경의 변화에 따라 기계적인 공진 특성이 변하기 때문에 대물 렌즈를 구동하기 위한 액츄에이터에 장착되기 어려운 문제가 있고, 그리고 액정에 의한 조리개는 기계적인 공진에 의한 문제는 없지만, 반면에 기계적인 가변조리개에 비해 소형화가 어렵고, 그리고 내열성, 내구성 등이 취약하고, 그리고 제작 단가가 높다.

상기한 바와 같은 방법 외에 각 디스크를 위한 별개의 대물렌즈를 마련하여 특정 디스크에 대해 특정 대물렌즈가 사용되도록 하는 것이 있는데, 이것은 렌즈 교체를 위한 구동장치가 필요하기 때문에 구조가 복잡해짐은 물론 제조단가가 상승하는 문제가 발생한다.

본 발명은 제작 단가가 저렴하고 부품의 제작 및 조립이 용이한 대물렌즈 장치 및 이의 제작방법 및 이를 적용한 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 광 이용효율이 높고, 수차가 제거된 스폿을 형성할 수 있는 대물렌즈 장치 및 이의 제작방법 및 이를 적용한 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대물 렌즈 장치는, 디스크 면을 향하는 광 진행 경로 상에 마련되는 것으로 소정의 유효직경을 가지는 대물 렌즈와; 상기 광 진행 경로 상에 마련되어 입사광의 근축 영역과 원축 영역 사이 영역의 광을 차단 또는 산란시키는 광 제어 수단을; 구비하고, 상기 대물렌즈의 근축영역 부분은 두꺼운 디스크와 얇은 디스크에 모두에 대해 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 점에 특징이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광픽업 장치는, 광원과; 디스크 면을 향하는 상기 광원으로부터의 광 진행 경로 상에 마련되는 것으로 입사광의 근축영역에 대응하는 부분이 두꺼운 디스크와 얇은 디스크 모두에 대해 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 소정의 유효직경의 대물 렌즈와; 상기 대물렌즈를 향하는 광 진행 경로 상에 마련되어 입사광의 근축영역과 원축 영역 사이 영역의 광을 차단 또는 산란시키는 광 제어수단과; 상기 광제어 수단과 상기 광원의 사이에 마련되는 광분할소자와; 상기 광분할소자로부터 분할되어 입사되는 것으로 상기 디스크로부터 반사된 광을 검지하는 광검출기를 구비하는 점에 특징이 있다.

상기 본 발명의 대물 렌즈장치 및 이를 적용한 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물렌즈로서는 일반적인 구면형 렌즈나 프레즈넬 렌즈가 사용될 수 있다. 상기 광 제어 수단은 구체적으로 상기 대물 렌즈의 유효직경보다 작은 외경을 가지는 도너츠 형상 또는 4각형 또는 그 이상의 다각형 형상의 영역의 광 차단 또는 산란이 가능하도록 구성될 수 있으며, 한편으로는 상기 광 제어 수단은 도너츠 형상·또는 4각형 또는 그 이상의 다각형의 광 제어막이 마련되는 투명부재에 의해 제공될 수도 있고, 또한 상기 광제어막은 상기 대물렌즈의 어느 일측면 또는 필요에 따라 양측면에 마련될 수 있다.

상기 투명 부재는 상기 대물렌즈로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수도 있다.

또한, 상기 광 제어 수단은 상기 대물 렌즈의 적어도 어느 일측에 형성되어 이로 입사되는 광을 산란 또는 반사시키는 소정 패턴의 광 제어홈에 의해서 제공될 수 있고, 특히 상기 광 제어홈은 근축영역을 에워싸는 도너츠 형상을 가지는 것이 바람직하며, 한편으로는 4각형 또는 그 이상의 다각형의 형상을 가질 수도 있다. 또한 바람직하게는 상기 광제어홈은 입사된 광선이 산란됨에 있어서 광진행축에 나란하지 않은 방향으로 반사시킬 수 있도록 그 바닥면이 광진행축에 수직이 아닌 소정각도 경사지게 또는 구면형으로 가공됨이 바람직하다.

한편 상기 본 발명 광픽업 장치에 있어서, 상기 광검출기는 두꺼운 디스크로부터 반사된 근축영역의 광에 대응함과 동시에 얇은 디스크로부터 반사된 광의 근축영역과 원축영역의 광에 대응하는 크기의 광검지영역을 가지도록 하여 두꺼운 디스크를 사용할 때에는 근축영역의 광만을 검출할 수 있도록 하고, 그리고 얇은 디스크를 사용할 때에는 근축 영역을 포함하는 원축 영역의 광을 함께 검출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 상기 광검출기는 다수 분할된 중앙 영역과, 그리고 상기 중앙영역을 에워싸는 다수 분할된 주변영역으로 구분되도록 하는 것이 바람직하다. 이때에 상기 중앙영역은, 두꺼운 디스크로부터 반사된 근축영역의 광에 대응함과 동시에 얇은 디스크로부터 반사된 광의 근축영역과 원축영역의 광에 대응하는 크기의 광검지영역을 가키도록 하여 두꺼운 디스크를 사용할 때에는 근축 영역의 광만을 검출할 수 있도록 하고, 그리고 얇은 디스크를 사용할 때에는 근축영역을 포함하는 원축 영역의 광을 함께 검출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 주변영역은 근축 바깥의 광, 즉 원축의 광을 디스크와 대물렌즈 사이의 거리가 변함에 따라 수광할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 광출기의 중앙영역과 이를 에워싸는 주변영역은 전체적으로 상하좌우 대칭형을 이루도록 하는 것이 바람직하고, 특히 각 영역은 상하좌우 대칭적으로 4분할되는 것이 가장 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 있어서, 근축영역이라 함은 실용상 무시될 수 있는 정도의 수차를 가지는 렌즈 중심축(광학에서 정의하고 있는 광축)주위의 영역을 의미하며, 원축영역은 근축영역보다 광축으로부터 상대적으로 먼 부분의 영역을 의미하고, 그리고 중간영역은 근축영역과 원축영역 사이의 영역을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 렌즈 장치의 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명은 광진행 중심축 주위, 즉 구면수차가 거의 발생하지 않는 근축영역과, 근축영역을 에워싸는 원축영역 사이의 중간 영역의 광을 차단 또는 차폐하도록 함으로써 디스크에 상기 중간 영역의 광의 간섭영향이 억제된 작은 크기의 주변광을 가지는 광스폿을 형성한다. 이를 위하여 광 입사 경로 상에, 근축과 원축 사이의 중간영역에 광을 차단 또는 산란시키는 도너츠 형상 또는 사각테두리형상 또는 다각형 테두리형상의 광제어수단을 마련한다. 이는 원축 영역의 광은 중심광에 영향을 거의 주지 않고, 근축과 원축 사이의 광은 중심광에 영향을 준다는 사실에 근거한 것이다.

제4도는 0.6mm의 두께와 1.5의 굴절율을 가지는 디스크에 굴절율 1.505의 굴절율을 가지는 대물렌즈로 650nm의 파장을 가지는 광을 집속한 상태를 보인다. 이 도면에서와 같이 광 스폿은 중심광 강도의 1/e²(13%)인 곳에서 0.85μm의 직경을 가진다.

제5도는 위의 조건 하에 1.2mm의 두께를 가지는 디스크에 광이 집속된 상태를 보인다. 제5도를 참조하면, 근축(near axis)영역에서는 광이 약 2μm의 직경 안으로 한 점(A)에 집속되나, 그 외의 부분(B)에서도 광의 집속이 나타난다. 이때에 주변부 집속부분(B)의 광강도가 중심부분의 광강도의 5-10%로 나타났다. 이는 광 진행 축으로부터 먼 곳으로 입사하는 광이 디스크의 두께가 달라짐에 따라 구면수차의 영향을 받기 때문이다. 이상과 같이 두께가 얇은 것에 비해 두께가 두꺼운 디스크에 형성된 광 스폿이 커지는 이유는 첫째로 전술한 바와 같이 구면수차의 영향을 크게 받기 때문이다. 그리고, 원축(far axis)영역, 즉 광축으로부터 비교적 먼 곳으로 입사하는 광은 광축과는 전혀 다른 곳에 집속되어 산란되므로 원축영역의 광은 스폿의 중심 부분의 광의 집속에 영향을 거의 주지 않게 되므로 광의 집속과는 무관하다.

그러나, 전술한 바와 같이, 근축영역과 원축영역 사이에 존재하는 광은 근축 영역의 광 집속에 간섭영향을 주게 되므로 집속된 광의 주변광량의 크기가 커지게 된다. 즉, 근축영역과 원축영역 사이의 중간영역의 광은 제5도에 도시된 바와 같이, 중심광(A) 주변에 주변광(B)이 발생되도록 간섭을 일으킨다. 이러한 주변광은 통상적으로 중심광 강도의 약 6 내지 7%의 강도를 가지며, 이로 인해 광검출시 지터를 발생시킨다. 이러한 지터는 중심광에 의하여 검출된 신호의 떨림 현상을 발생시키며, 그 결과 올바른 데이터의 기록 및 재생이 곤란하게 된다.

제6(a)도는 본 발명의 광제어수단을 적용했을 때와 적용하지 않았을 때에 디스크에 형성되는 광 스폿의 변화를 보인 선도이다.

먼저 광제어수단을 사용했을 때의 변화 곡선은 제6(b)도에서 (b)(c)이고, 사용하지 않았을 때의 경우는 (a)와 (d)이다.

이때에 광스폿 크기의 개구수(Numerical Aperture, NA)가 0.6이고, 유효 구경이 반경 2mm의 대물렌즈를 사용했고, 그리고 광제어 수단의 일례로서 광 차단 또는 산란을 위한 도너츠형 광제어막의 중앙 높이는 광축으로부터 1.4mm, 그리고 그 폭은 0.25mm로 설정하였다.

이러한 조건에서 (c)와 (d)는 0.6mm 디스크를 적용했을 경우의 변화곡선이며, (a)와 (b)는 1.2mm의 디스크를 적용했을 경우의 변화곡선이다. 이때에 (b)와 (c)는 본 발명을 적용했을 때의 스폿의 상태를 보인다.

여기에서 0.6mm의 디스크를 적용한 경우 광제어막을 사용한 경우와 안한 경우의 스폿 사이즈의 차이가 3% 이내 임을 알 수 있고, 그리고 1.2mm 의 디스크를 적용하는 경우 광제어 부재를 적용할 때에 제5도에서 "B" 부분의 크기가 현저히 감소하게 된다. 제6(b)도는 제6(a)도의 "A" 부분의 확대도로서 광제어 부재를 사용한 경우의 주변광의 변화를 상세히 보여 준다.

따라서 본 발명에서는 전술한 바와 같이 중심광의 집속에 영향을 미침으로서 광 스폿의 주변광의 크기를 크게 하는 근축영역과 원축영역 사이의 영역을 통과하는 광을 제어하여 원축영역과 근축영역의 광에 의해 형성되는 스폿에 같이 집속되는 것을 방지한다. 이를 위하여 중간 영역의 광을 제어하기 위한 광제어수단이 광진행축 상에 마련되며, 이에 의해 중간영역의 광이 차단, 산란 또는 스폿과는 무관한 방향으로 반사시킨다. 이와 같이 함으로써, 광 스폿의 주변광의 증가를 억제할 수 있고, 구면수차를 제거할 수 있다.

제7도는 본 발명에 따른 광픽업의 개략적인 전체 구조도로서, 본 발명에 따른 렌즈 장치의 제1실시예를 가지는 구조를 보이며, 특히 얇은 디스크(DVD)와 두꺼운 디스크(CD)에 대해 광의 집속상태를 비교할 수 있도록 작성되어 있다.

제8도는 대물렌즈(200)와 광제어수단으로서의 광 제어부재(100)를 보인 사시도이다.

제7도에 있어서, 도면 번호 300a는 비교적 얇은 정보 기록 및 재생매체, 예를 들어 0.6mm의 두께를 가지는 디스크, 300b는 비교적 두꺼운, 예를 들어 1.2mm의 두께를 가지는 디스크이다. 상기 디스크(300)의 정면에 본 발명을 특징지우는 형상의 대물렌즈(200)가 위치한다. 이 대물렌즈(200)는 소정의 유효직경을 가지는 것으로 상기 광원(900)으로부터의 입사광(400)을 디스크(300a,300b)에 집속 또는 디스크(300a,300b)로부터 반사된 광을 받아들이는 것으로 아래 표-1과 같이 입사광(400)의 근축영역에 대응하는 부분이 두꺼운 CD 디스크와 얇은 DVD디스크에 대해 공히 최적화된 곡률과 비구면 계수를 가진다.

[표 1]

위의 렌즈데이타는 사용광원의 파장이 650nm로서 디스크 두께를 1.2와 0.6mm를 조건으로 한 것이다. 또한 입사광(400)의 원축영역에 대응하는 대물렌즈(200)의 외곽부분은 얇은 DVD 디스크에 대해서만 최적화되어 있다.

아래의 표는 상기와 같은 조건 하에서의 본 발명에 따른 대물렌즈의 수차특성과 종래 대물렌즈의 수차특성을 디스크 종류별로 비교 도시한다.

[표 2]

일반적인 광픽업이 광학수차 0.07λrms 이하를 사양으로 하고있음을 고려하면 위의 표를 통하여 본 발명 대물렌즈는 DVD와 CD에 대해 모두 양호한 광학특성을 가지고 있음을 알 수 있다. 또한 제37(a)도와 제37(b)도 및 제38(a)도, 제38(b)도, 제38(c)도 및 제39(a)도, 제39(b)도, 제39(c)도에 도시된 바와 같이 필드 수차와 광경로 수차(Ray Aberration)의 특성도 5 마이크로미터 이내의 값을 가지고 있어서 제작 등, 사출성형 및 압축성형이 가능하다.

한편 상기 대물렌즈(200)의 후방에는 제9도에 도시된 바와 같이, 본 발명을 특징지우는 것으로 광 제어수단의 일례로서의 광 제어부재(100)가 마련되어 있다. 상기 광제어 부재(100)는 투명하며, 그 표면에 입사된 광을 차단 또는 확산시키는 도너츠형 광제어막(101)이 형성되어 있다. 상기 광제어막(101)의 외경은 상기 대물렌즈(200)의 유효직경에 비해 작다. 이러한 광제어막(101)은 도시된 바와 같이 단일체로 형성될 수 있으나, 경우에 따라서는 나이테와 같이 적어도 2개가 밀집된 고리상체로 마련될 수 있다.

제7도에 도시된 바와 같이, 상기 광제어 부재(100)와 광원(900)의 사이에는 콜리메이팅 렌즈(500)와 광분할기(600)가 마련되고, 광분할기(600)로부터의 반사광의 진행 경로 상에는 집속렌즈(700)와 광검출기(800)가 마련되어 있다. 상기 광검출기(800)는 기본적으로 4분할형이다.

이상과 같은 구조를 가지는 본 발명 광픽업의 광제어막(101)은, 제9도에 도시된 바와 같이, 입사광(400) 중 근축영역과 원축영역의 사이영역을 통과하는 중간영역의 광(402)을 차단 또는 산란 또는 반사시킴으로써 근축영역과 원축영역을 통과하는 광(401)(403)만을 통과시킨다.

이러한 기능의 광제어막(101)은 제10도에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(200)의 적어도 일측 표면에 직접 도포될 수도 있고, 그 형태에 있어서, 제11도에 도시된 바와 같이, 원형이 아닌 사각형 또는 5각형 또는 그 이상의 다각형 테두리형 광제어막(101')으로 변화될 수 있다.

제12(a)도와 제12(b)도는 본 발명의 대물 렌즈 장치의 또 다른 실시예들을 보이며, 제13도와 제14(a)도는 제12도에 도시된 대물 렌즈 장치에 적용된 대물 렌즈의 사시도 및 정면도이다. 이 실시예들에서는 광제어수단이 대물렌즈(200')에 마련되어 있다. 즉, 대물 렌즈(200')의 광 입사측면에 구조적 패턴 즉, 입사광을 부분적으로 차단 또는 산란시키기 위한 상기 도너츠형 광제어홈(102)이 마련되어 있는데, 광제어홈(102)의 외경은 상기 대물렌즈(200')의 유효직경에 비해 작다. 상기 광제어홈(102)은 전술한 광제어막과 마찬가지로 광의 근축영역과 원축영역 사이의 영역에 마련되는 것으로서 이로 입사되는 광을 차단 또는 산란 또는 광집속과는 관계가 없는 방향으로 반사시키는 기능을 가진다.

상기와 같은 대물 렌즈(200')는 상기 광제어홈(102)에 대응하는 패턴을 가지는 금형을 이용하여 일반적인 고압 사출 성형법 또는 제15(h)도 내지 제15(k)도에 도시된 바와 같은 압축 성형법 등에 의해 제조될 수 있다. 금형은 제15(a)도, 제15(b)도에 도시된 바와 같이 광차폐를 위한 광제어홈에 대응하는 가공된 하나 홈이나 다수의 홈을 가지는 패턴을 가짐으로써 제작된 렌즈의 표면에 돌출된 계단형 또는 쐐기형 광제어수단, 또는 회절격자에 의한 광제어수단이 마련되게 된다. 또한 제15(c)도, 제15(d)도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 렌즈의 광제어수단에 대응하는 부분에 부식처리에 의한 미세요철 가공면을 가질 수 있다. 제15(e)도 내지 제15(g)도는 상기 광제어수단을 형성하기 위한 가공면의 다양한 예를 보이는데, 이들은 하나 또는 복합된 형태로 나타날 수 있다.

한편 광제어홈(102')은 제14(b)도에 도시된 바와 같이 그 바닥면이 광진행축에 대해 수직을 이루지 않도록 소정각도(θ) 경사지게 가공하거나, 그 밖에 광제어홈에서 반사된 중간영역의 광(402)이 광진행축에 나란하지 않은 방향으로 산란 또는 반사되게 하는 것이 바람직하다. 이는 광제어홈에서 반사되거나 산란된 이들 광에 의한 광학적 장해를 억제할 수 있다.

제16도는 광제어수단으로서 광제어홈의 모양을 보인 대물렌즈의 정면도로서, 원형이 아닌 4각 테두리형 광제어홈(102')이 본 발명의 실시예의 하나로서 대물렌즈(200')에 형성된 상태를 보인다.

상기 광제어홈은 4각형뿐 아니라 그 이상의 다각형 테두리형상으로 마련될 수도 있다.

한편, 상기 실시예들에 있어서는, 볼록렌즈를 대물렌즈로서 사용하였는데, 이 대물렌즈는 회절이론에 의한 평판렌즈로 대체될 수 있다. 이 평판렌즈에는 홀로그램렌즈와 프레즈넬렌즈 등이 있는데, 어떤 렌즈도 적용이 가능하다. 특히 렌즈에 광제어수단이 마련되는 유형의 경우 제17도에 도시된 바와 같이 평판렌즈에 도너츠형 또는 4각형 등의 광제어홈(102")을 형성하거나, 제18도에 도시된 바와 같이 도너츠형 또는 4각형 등의 광제어막(101)이 별도로 제작된 후 부착되거나 코팅의 형태로 적층할 수 있다. 상기 광제어홈(102")의 경우, 중간영역의 광(402)을 회절시키지 않고 그대로 통과시키거나 아니면 광집속과는 무관한 방향으로 반사시킬 수 있도록 함으로써 디스크의 광스폿에 중간영역의 광(402)이 도달되지 않게 한다. 그리고, 상기 광제어막(101)은 평판렌즈(200")에 입사되는 중간 영역의 광(402)을 흡수, 산란, 또는 반사시키는 것으로서 중간 영역의 광(402)이 디스크의 광스폿에 도달하지 못하게 한다.

제19도는 전술한 실시예들에 의해 얻어진 것으로 1.2mm의 두께를 가지는 디스크(CD) 상의 광스폿의 크기를 보인다. 여기에서 적용된 대물렌즈는 4mm의 유효직경을 가지고, 근축 영역의 직경을 2mm로 하고, 원축 영역 직경은 2.4mm에서 4mm로 하였다. 따라서, 광제어수단은 2mm 내지 2.4mm 범위의 광을 차단하게 된다. 이러한 조건에 의해 형성된 광스폿에 있어서, 측정 결과 중심각 강도의 1/e²(~13%)인 곳의 광스폿의 직경은 1.3μm이였다. 제5도에 도시된 바와 같이 광차폐막을 사용하지 않은 경우에 비교하여 광차폐막을 사용한 본 발명의 장치의 경우 제5도의 B 부분의 광량이 70% 이상 감소하였다.

그리고, 제20도는 위와 같은 조건 하에서 0.6mm의 비교적 얇은 두께의 디스크(DVD)에 형성된 광스폿의 상태를 보인다. 측정에 의하면, 중심광의 강도의 1/e²(~13%)인 곳의 직경은 0.83μm이었다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 최적화 상태로 디스크에 광 스폿을 형성할 수 있는데, 제7도에 도시된 바와 같이 디스크에서 반사된 광은 재차 대물렌즈(200), 광제어부재(100) 및 콜리메이팅렌즈(500)를 투과한 뒤 광분할기(600)에서 반사되어 집속렌즈(700)를 통과하여 광검출기(800)에 도달하여 전기적 신호로 검출된다. 상기 광검출기(800)는 비점수차법에 의해 포커스 에러 신호를 얻기 위한 것으로 일반적으로 4분할형으로서 본 발명의 특징적 유형을 가진다. 이하 본 발명에 따른 광픽업 장치에 있어서, 광검출기(800)에 대하여 구체적으로 살펴본다.

본 발명에 있어서의 광검출기는 다음과 같은 특징을 가진다.

즉, 광검출기(800)의 중앙에 형성된 스폿은 제21도와 제22도에 도시된 바와 같이 근축 영역의 광에 대응하는 중심부분(901a)(901b)과 원축영역의 광에 대응하는 주변부분(902a)(902b)을 가진다. 도면에서 제21도는 비교적 두꺼운 두께 예를 들어 1.2mm의 디스크(CD)를 적용했을 때의 경우, 제22도는 비교적 얇은 두께, 예를 들어 0.6mm의 디스크(DVD)를 적용했을 때의 경우를 각각 보이는데, 근축영역 광에 의한 중심부분(901a)은 디스크의 두께에 관계없이 직경의 변화가 적고, 다만 광제어부재에 의해 차단된 중간부분(903a)과 주변부분(902a)(902b)의 직경은 크게 변화된다.

먼저 제21도를 살펴보면, 근축영역에 대응하는 중심부분(901a)은 광검출기(800)의 중앙에 도달해 있고, 그리고 주변부분(902a)은 광검출기(800)의 주변을 에워싸도록 되어 있다. 그리고 중심부분(901a)과 주변영역(902a) 사이의 중간부분(903a)은 광제어부재에 의해 광이 제거된 부분이다. 즉, 1.2mm의 두꺼운 디스크로부터 정보를 재생할 때에는 중간영역(903a)과 주변부분(902a)은 구면수차에 의해 크게 확장됨으로써 근축영역의 광 만인 사용된다.

그리고, 제22도를 살펴보면, 근축 영역에 대응하는 중심부분(901b)과 주변부분(902b)이 광검출기(800)의 검출면에 모두 형성되어 있다. 즉, 0.6mm의 얇은 디스크로부터 정보를 재생할 때에는 광제어부재에 의해 제거된 중간 영역의 빛을 제외한 근축 영역의 광과 원축 영역의 광이 모두 사용된다. 여기에서 상기 중심부분(901)의 직경은 디스크 종류에 관계없이 비슷하게 유지된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 광픽업 장치는, 두개의 다른 두께의 디스크로부터 정보를 읽어 내기 위하여, 두꺼운 디스크(CD)로부터 정보를 읽은 때에는 광검출기에 근축 영역의 광만이 도달되고, 그리고 얇은 디스크로부터 정보를 읽을 때에는 근축 영역과 원축 영역의 빛이 모두 도달될 수 있도록 설계된 광검출기(800)를 적용한다. 따라서, 광검출기(800)에 의해 두께가 두꺼운 디스크를 사용할 때에는 근축영역의 광에 대응하는 신호를 얻고, 얇은 디스크를 사용할 때에는 모든 영역, 즉 근축영역과 원축영역의 광에 대응하는 상대적으로 높은 신호를 얻는다.

한편 상기 광검출기는 다른 유형으로서 제23도에 도시된 바와 같은 형태를 가질 수 있다. 제23도에 도시된 광검출기(810)는 제21도에 도시된 광검출기(800)의 주위에 상하 좌우 대칭의 제2광검출영역이 추가로 부가된 형태의 것으로서, 중앙의 제1광검출영역(811)과 이 주위의 제2광검출영역(812)을 구비한다. 제1광검출영역(811)은 마름모꼴로 배치된 4개의 사각 제1수광요소(A1,B1,C1,D1)를 구비하고, 제2광검출영역(812)은 상기 제1광검출영역(811)의 수광요소의 모서리부분을 감싸도록 마름모꼴로 배치된 L형 제2수광요소(A2,B2,C2,D2)를 구비한다.

도면 중 제24도 내지 제26도는 얇은 디스크(DVD)를 사용할 때의 광검출기의 수광상태를 보이며, 제27도 내지 제29도는 두꺼운 디스크(CD)를 사용할 때의 광검출기의 수광상태를 보인다.

상기 제1광검출영역(811)은 두꺼운 디스크로부터 정보를 읽을 때에 근축영역의 광을 최대한으로 수광할 수 있고, 이와 아울러 원축영역의 광은 최소한 수광할 수 있는 정도의 크기를 가지도록 설계된다. 특히, 얇은 디스크로부터 정보를 읽을 때에는 제24도에 도시된 바와 같이, 일정한 크기를 유지하는 근축과 최소한으로 축소된 원축 영역의 광(901b,902b) 모두를 수광할 수 있도록 설계된다. 그리고 두꺼운 두께의 디스크로부터 정보를 읽을 때에는 제27도에 도시된 바와 같이, 원축영역의 광(902b)은 제2수광영역(812)에 도달되도록 한다.

도면 중, 제24도는 얇은 디스크에 대해 대물렌즈가 포커스 위치에 있을 때, 제25도는 얇은 디스크로부터 대물렌즈로부터 멀어져 있을 때, 그리고 제26도는 얇은 디스크로부터 대물렌즈가 가까워져 있을 때의 수광상태를 보인다.

이상과 같은 구조의 광검출기로부터 출력되는 신호는 얇은 디스크로부터 정보를 읽을 경우 제1, 제2수광영역으로부터의 모든 신호를 사용하도록 하며, 두꺼운 두께의 디스크로부터 정보를 읽을 때에는 제1수광영역으로부터의 신호만을 사용한다.

제30도는 두꺼운 두께의 디스크로부터 정보를 읽을 때에, 제1수광영역으로부터의 신호에 의한 포커스 신호와, 제1수광영역과 제2수광영역의 모든 신호에 의한 포커스 신호 변화를 보인다.

이에서 알 수 있듯이 두꺼운 디스크로부터 정보를 읽을 때에는 근축영역의 광만을 사용하면, 포커스 신호의 성분이 증가되게 되어 안정된 포커스 신호를 얻을 수 있게 된다.

이상과 같이 중심영역 주위의 광스폿, 즉 제5도의 B 부분의 광량의 감소 효과와 포커스 신호의 안정화 효과를 가지는 본 발명의 대물 렌즈장치 및 이를 적용하는 광픽업 장치는 그 초점 제어 방식에 있어서, 초점 제어 신호가 일반적으로 전술한 바와 같이, 광검출기를 기본적으로 4분할 또는 8분할하여 대각선 방향으로 합한 다음 각각을 빼는 소위 비점수차 방식의 예를 하면, 두께가 얇은 디스크를 적용하는 경우 당연히 하나의 초점제어신호가 발생하며, 1.2mm의 디스크를 적용하는 경우에도 근축광에 의한 초점 신호 하나만 발생된다. 따라서 사용하는 디스크의 두께와는 관계없이 초점 제어 신호는 항상 하나만이 발생하여 별도의 초점 제어 신호 수단이 불필요하게 된다. 그리고 얇은 디스크의 경우 검출되는 초점 제어 신호의 크기가 제31도에 도시된 바와 같이 서로 다르게 나타난다. 이는 얇은 디스크의 경우 근축과 원축의 모든 영역의 빛이 광검출기에 도달되고, 두꺼운 디스크의 경우 근축 영역의 빛만이 도달되기 때문인 것으로서 이에 의해 디스크를 종류를 용이하게 판별 할 수 있다. 이러한 디스크 종류 판별 동작을 보다 제32도를 참조하면서 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

1) 얇은 디스크(DVD) 또는 두꺼운 디스크(CD)가 삽입되면, 먼저 대물렌즈 가진 범위, 즉 디스크 판독을 위해 제33도에 도시된 바와 같이 포커스 전류를 증가 및 감소시킴으로써 초기 대물렌즈의 포커스 방향의 이동범위 내를 m회 이동시키면서 광검출기로부터의 신호의 합신호와 포커스 신호(Sf)를 얻는다. 이때에 4분할 광검출기를 사용하므로, 포커스신호는 비점수차방식에 의해 얻어진다. 실험적으로 DVD 디스크 재생시 포커스 신호의 진폭(Sf, 이하 포커스 신호라 약칭함)은 CD 디스크 재생 시포커스 신호에 비해 4배 정도가 되는 조건에서 두 디스크의 호환에 모두 충분한 광량의 확보가 가능하며 포커스 인입에도 안정적임을 알 수 있다.

이상과 같은 방법에 의해 구면수차의 양을 줄여 디스크에 기록된 신호를 재생할 수 있으나, 기존의 CD 디스크 플레이어의 광픽업이 갖는 구면 수차보다는 크게 되어 재생신호에 열화를 가져온다. 따라서, 제36도에 도시된 바와 같은 디지탈 파형등화기를 사용하는 것이 바람직하다.

2) 포커스 신호(Sf)와 합신호가 얻어지면, 먼저 얇은 디스크에 대응하는 제1기준값 보다 큰지를 판단한다. 이때에 제1기준값과의 비교대상은 포커스 신호 외에 합신호가 될 수 있는데 이것은 설계 조건 등에 의해 어느 하나가 선택된다.

3) 제34도에 도시된 바와 같이, 제1기준값이 포커스신호(Sf) 또는 합신호보다 작으면 얇은 두께의 디스크(DVD)인 것으로 판단하여, 포커싱과 트래킹을 지속적으로 하면서 재생신호를 얻고, 이를 DVD용 파형등화기를 거쳐 파형 등화신호를 얻는다.

4) 그러나, 제1기준값이 포커스 신호(Sf) 또는 합신호보다 크면, 포커스 신호(Sf)가 두꺼운 디스크(CD)에 대응하는 제2기준값 보다 큰지를 판단한다.

5) 제35도에 도시된 바와 같이, 포커스신호(Sf) 또는 합신호가 제2기준값보다 크면, 두꺼운 두께의 디스크(CD)인 것으로 판단하여 포커싱과 트래킹을 지속적으로 하면서 재생신호를 얻고, 이를 CD용 파형등화기를 거쳐 파형 등화신호를 얻는다.

6) 그러나 상기 포커스신호(Sf) 또는 합신호가 제2기준값보다 작으면 에러 신호를 발생한다.

이상을 통하여 본 발명의 한 실시예와 더불어 그 작용 효과 및 그 동작 방법, 특히 디스크 종류 검출 방법을 살펴보았다.

이상과 같은 본 발명 렌즈 장치는 홀로그램 렌즈를 적용한 종래 렌즈 장치에 비해 여러 측면에서 유리하다. 즉, 종래 렌즈 장치는 가공이 어렵고 따라서 제작 단가가 높은 홀로그램 렌즈를 사용하는데 반해, 본 발명의 렌즈 장치는 매우 간단하고 제작이 용이한 광 차단 또는 산란수단, 구체적으로 투명 부재에 광 제어막 또는 대물 렌즈에 형성된 광차단 또는 산란 홈을 적용한다. 또한 광이용 효율면에 있어서 본 발명의 렌즈 장치는 종래 렌즈 장치에 비해 높다. 이는 본 발명 렌즈장치는 종래렌즈 장치와 같이 홀로그램 렌즈에 의해 광을 분리하지 않고 그대로 사용하기 때문이다. 이러한 본 발명 렌즈 장치는 전술한 바와 같이 종래렌즈 장치에 비해 주변광의 불필요한 광을 제거하고 구면수차를 줄이기 때문에 정보의 기록 및 재생의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명 렌즈 장치에 있어서 대물렌즈에 광 차단 또는 산란 수단이 마련되는 경우는 하나의 대물 렌즈를 구비하기 때문에 이 렌즈 장치가 적용되는 광픽업의 조립 및 조정이 매우 간편하게 된다. 또한 전술한 바와 같이 디스크 종류를 구분할 수 있는 신호를 얻을 수 있기 때문에 별도의 수단이 불필요하다.

Claims

디스크 면을 향하는 광 진행 경로 상에 마련되는 것으로 소정의 유효직경을 가지는 대물 렌즈와; 상기 광 진행 경로 상에 마련되어 입사광의 근축 영역과 원축영역 사이의 중간 영역의 광을 차단 또는 산란시키는 광 제어 수단을, 구비하며, 상기 입사광의 근축영역에 대응하는 상기 대물렌즈의 중앙부분은 두꺼운 디스크와 얇은 디스크에 대해 공히 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제1항에 있어서, 상기 입사광의 원축영역에 대응하는 대물렌즈의 주변 부분은 얇은 디스크에 대해 최적화된 곡률과 비구면 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 유효직경보다 작은 외경을 가지며 소정 영역의 광 차단 또는 산란이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제1항 또는 제2항 있어서, 상기 광 제어수단은 소정형상의 광제어막이 마련되는 투명부재에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제3항에 있어서, 상기 광 제어수단은 소정형상의 광제어막이 마련되는 투명부재에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제4항에 있어서, 상기 투명 부재는 상기 대물 렌즈로부터 소정거리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광 제어수단은 상기 대물렌즈의 적어도 일측에 도포 또는 코팅되는 소정 형상의 광제어막에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제6항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판렌즈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 광 입사면에 형성되어 이로 입사되는 광을 산란 또는 반사시키는 소정 형상의 광 제어 패턴에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제9항에 있어서, 상기 광제어패턴은 대물렌즈의 광진행축에 대해 소정각도 경사진 면을 구비하는 홈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제10항에 있어서, 상기 광제어패턴은 V형인 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제9항에 있어서, 상기 광제어패턴은 돌출된 계단형 또는 쐐기형인 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제9항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판 렌즈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판렌즈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제9항에 있어서, 상기 광제어수단은 입사된 광을 산란 또는 반사하는 회절 격자 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
제9항에 있어서, 상기 광제어 수단은 미세요철에 의한 광산란패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 장치.
광원과; 상기 광원으로부터 디스크 면을 향하는 상기 광원으로부터의 광진행 경로 상에 마련되는 것으로 소정의 유효직경을 가지는 대물 렌즈와; 상기 대물렌즈를 향하는 광 진행 경로 상에 마련되어 대물렌즈로 입사되는 입사광의 근축영역과 원축영역 사이의 중간영역의 광을 차단 또는 산란시키는 광 제어 수단을; 구비하며, 상기 입사광의 근축영역에 대응하는 상기 대물렌즈의 중앙부분은 두꺼운 디스크와 얇은 디스크에 대해 공히 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제17항에 있어서, 상기 입사광의 원축영역에 대응하는 상기 대물렌즈의 주변부분을 얇은 디스크에 대해 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
광원과; 디스크 면을 향하는 상기 광원으로부터의 광 진행 경로 상에 마련되는 것으로 소정의 유효직경을 가지는 대물 렌즈와; 상기 대물렌즈를 향하는 광 진행 경로 상에 마련되어 입사광의 근축영역과 원축영역 사이의 중간 영역의 광을 차단 또는 산란시키는 광 제어수단과; 상기 광제어 수단과 상기 광원의 사이에 마련되는 광분할소자와; 상기 광분할소자로부터 분할되어 입사되는 것으로 상기 디스크로부터 반사된 광을 검지하는 광검출기; 를 구비하며, 상기 입사광의 근축영역에 대응하는 상기 대물렌즈의 중앙부분은 두꺼운 디스크와 얇은 디스크에 대해 공히 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항에 있어서, 상기 입사광의 원축영역에 대응하는 상기 대물렌즈의 주변부분은 얇은 디스크에 대해 최적화된 곡률과 비구면계수를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 유효직경보다 작은 외경을 가지는 소정 영역의 광을 차단 또는 산란 또는 반사가 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 소정형상의 광 제어막이 마련되는 투명부재에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제22항에 있어서, 상기 투명 부재는 상기 대물 렌즈로부터 소정 거리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 적어도 어느 일측에 형성되는 소정 형상의 광 제어막에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제24항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 적어도 어느 일측에 형성되어 이로 입사되는 광을 산란 또는 반사시키는 소정 형상의 광 제어 패턴에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제26항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제26항에 있어서, 상기 광제어패턴은 대물렌즈의 광진행축에 대해 소정각도 경사진 면을 구비하는 홈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제28항에 있어서, 상기 광제어패턴은 V형인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 대물렌즈는 평판렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제26항에 있어서, 상기 광제어패턴은 입사된 광을 산란 또는 반사하는 회절 격자 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제26항에 있어서, 상기 광제어 패턴은 미세요철에 의한 광산란 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제26항에 있어서, 상기 광제어패턴을 돌출된 계단형 또는 쐐기형인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 광검출기는 두꺼운 디스크를 적용했을 때 디스크로부터 반사된 광 중 근축 영역의 광만을 수광하고, 그리고, 상대적으로 얇은 디스크를 적용했을 때 디스크로부터 반사된 근축과 원축 영역의 광 모두를 수광할 수 있는 크기를 가지도록 하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제34항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물 렌즈의 상기 대물렌즈의 유효직경보다 작은 외경을 가지는 도너츠 형상의 영역의 광차단 또는 산란이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제35항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 소정형상의 광 제어막이 부착 또는 코팅되는 투명부재에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제36항에 있어서, 상기 투명 부재는 상기 대물 렌즈로부터 소정 거리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 광 제어수단는 상기 대물렌즈의 적어도 일측면에 부착 또는 코팅되는 소정 형상의 광제어막에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제38항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판형 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 적어도 일측면에 형성되어 이로 입사되는 광을 산란 또는 반사시키는 소정 형상의 광 제어패턴에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제40항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제40항에 있어서, 상기 광제어수단은 입사된 광을 산란 또는 반사하는 회절 격자 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제40항에 있어서, 상기 광제어 수단은 미세요철에 의한 광산란패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제19항에 있어서, 상기 광검출기는 두꺼운 디스크를 적용했을 때 디스크로부터 반사된 광 중 근축 영역의 광만을 수광하고, 그리고, 상대적으로 얇은 디스크를 적용했을 때 디스크로부터 반사된 근축과 원축 영역의 광 모두를 수광할 수 있는 크기의 제1수광 영역과, 상기 제1수광영역을 에워싸는 제2수광영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제44항에 있어서, 상기 광검출기의 제1수광영역과 제2수광영역은 각각 4분할형으로 전체적으로 마름모꼴배치구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제44항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물 렌즈의 상기 대물렌즈의 유효직경보다 작은 외경을 가지는 소정 영역의 광 차단 또는 산란이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제45항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물 렌즈의 상기 대물렌즈의 유효직경보다 작은 외경을 가지는 소정 영역의 광 차단 또는 산란이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제44항 내지 제47항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 광 제어수단은 소정형상의 광 제어막이 마련되는 투명부재에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제48항에 있어서, 상기 투명 부재는 상기 대물 렌즈로부터 소정 거리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제44항 또는 제47항에 있어서, 상기 광 제어수단은 상기 대물렌즈의 적어도 일측면에 형성되는 소정 형상의 광제어막에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제50항에 있어서, 상기 대물렌즈는 평판형 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제44항 또는 제47항에 있어서, 상기 광 제어 수단은 상기 대물렌즈의 적어도 일측면에 형성되어 이로 입사되는 광을 산란 또는 반사시키는 소정 형상의 광 제어패턴에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제52항에 있어서. 상기 대물렌즈는 평판렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제53항에 있어서, 상기 광제어패턴은 대물렌즈의 광진행축에 대해 소정각도 경사진 면을 구비하는 홈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제54항에 있어서, 상기 광제어패턴은 V형인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제52항에 있어서, 상기 광제어패턴은 입사된 광을 산란 또는 반사하는 회절 격자 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제52항에 있어서, 상기 광제어 패턴은 미세요철에 의한 광산란 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제52항에 있어서, 상기 광제어패턴은 돌출된 계단형 또는 쐐기형인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
대물 렌즈의 광통과영역의 근축영역과 원축영역의 사이의 중간영역에 대응하는 부분에 대물렌즈로 입사되는 광 중 중간영역으로 입사하는 광을 제어하기 위한 광제어수단의 형성부분이 마련되고, 입사되는 광의 중앙의 영역에 대응하는 근축영역의 부분이 두꺼운 디스크와 얇은 디스크에 대해 공히 최적화된 곡률과 비구면계수를 갖도록 설계된 일측금형을 마련하는 단계; 상기 일측금형에 대웅하는 타측금형을 마련하는 단계; 상기 양측 금형을 렌즈성형 장치에 장착하는 단계; 상기 양측 금형 사이에 렌즈재료를 주입하여 렌즈를 성형하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 제작방법.
제59항에 있어서, 상기 렌즈성형로 압축성형법을 적용하는 성형장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 제작방법.
제59항에 있어서, 상기 렌즈성형장치로 고압사출법을 적용하는 성형장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 제작방법.
제59항 내지 제61항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 광제어수단의 형성 부분은 계단형, 쐐기형, 요철형, 부식에 의한 미세요철 중의 어느 하나 또는 이들로부터 선택된 적어도 2가지 이상의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 제작방법.