KR100400544B1 - Lens for optical recording and reproducing system - Google Patents

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KR100400544B1 KR10-2001-0013911A KR20010013911A KR100400544B1 KR 100400544 B1 KR100400544 B1 KR 100400544B1 KR 20010013911 A KR20010013911 A KR 20010013911A KR 100400544 B1 KR100400544 B1 KR 100400544B1
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Abstract

본 발명은 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈에 관한 것으로, 광원으로부터 발생된 빛이 입사되는 입사면과, 입사부를 통과한 빛이 반사되는 제1반사면과, 제1반사면에서 반사된 빛을 다시 반사시키는 제2반사면을 포함하여 구성되며, 상기 입사면은 슈미트 코렉터 면으로 형성되며, 상기 제2반사면은 구면이고, 제1반사면과 제2반사면은 반사물질이 코팅되어 있는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈를 제공한다. 본 발명에 의하면, 크기와 무게가 매우 작은 광학계를 제공함으로써, 대물렌즈 없이 집속렌즈 하나만으로 정보의 기록 및 재생이 가능하며, 시스템 전체의 높이를 현저하게 줄인 초박형 광 기록 및 재생 시스템을 제공할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens for an optical recording and reproducing system, wherein an incident surface on which light generated from a light source is incident, a first reflection surface on which light passing through the incident portion is reflected, and light reflected from the first reflection surface And a second reflecting surface to reflect, wherein the incident surface is formed of a Schmitt collector surface, the second reflecting surface is a spherical surface, and the first reflecting surface and the second reflecting surface are coated with a reflective material. And a lens for a reproduction system. According to the present invention, by providing an optical system having a very small size and weight, it is possible to record and reproduce information using only a focusing lens without an objective lens, and to provide an ultra-thin optical recording and reproducing system which significantly reduces the overall height of the system. have.

Description

광 기록 및 재생 시스템용 렌즈{LENS FOR OPTICAL RECORDING AND REPRODUCING SYSTEM}Lens for optical recording and playback system {LENS FOR OPTICAL RECORDING AND REPRODUCING SYSTEM}

본 발명은 광 기록 및 재생 시스템용 광학계에 관한 것으로, 상세하게는 렌즈의 두께 및 부피를 줄이고 초고밀도 정보 기록이 가능한 광 기록 및 재생 시스템용 광학계에 관련된다.The present invention relates to an optical system for an optical recording and reproducing system, and more particularly, to an optical system for an optical recording and reproducing system capable of reducing the thickness and volume of a lens and recording ultra-high density information.

광기록매체 또는 광자기기록매체는 비트(또는 기록마크) 사이즈가 소형화되어야 하고 트랙폭이 협소하게 되어야 고밀도 기록용량을 가질 수 있게 된다. 그러나 기록매체의 기록막에 비트를 형성하기위해 기록매체 상에 집광되는 광의 스폿 크기는 회절한계에 의해 제약되기 때문에 기록밀도를 향상시키는 데는 한계가 있다.An optical recording medium or a magneto-optical recording medium must have a small bit (or recording mark) size and a narrow track width to have a high density recording capacity. However, since the spot size of the light condensed on the recording medium to form a bit in the recording film of the recording medium is limited by the diffraction limit, there is a limit in improving the recording density.

정보의 대용량화 추세에 비추어 볼 때 기존의 광기록/재생방식의 한계를 극복할 수 있는 새로운 광기록/재생방식이 요구되고 있다. 최근에는 기록용량을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 예상되는 근접장(Near Field)을 이용한 근접장 광기록/재생(Near Field Recording/Reproduction)에 대한 연구가 증가되고 있다.In light of the trend of large-capacity information, new optical recording / reproducing methods are required to overcome the limitations of existing optical recording / reproducing methods. In recent years, research on near field recording / reproduction using near field, which is expected to significantly improve recording capacity, has been increasing.

근접장 광기록 및 재생의 원리는 다음과 같다. 렌즈 내부로 임계각 이상의 각도를 갖고 입사하는 빛은 굴절률이 밀한 곳에서 소한 곳으로 진행할 때 빛이 전반사된다. 이 때 빛의 전반사에 의해서 렌즈의 표면에는 아주 미세한 세기의 광이 존재하는데 이것을 에버네슨트 웨이브(evanescent wave) 또는 소산파라고 한다. 이러한 에버네슨트 웨이브를 이용하면, 기존의 원격장(far-field)에서는 빛의 회절현상 때문에 나타나는 분해능의 절대적인 한계, 즉 회절 한계 때문에 불가능했던 고분해능이 가능하게 된다. 근접장 광 기록 및 재생 광학계는 렌즈 내에서 빛을 전반사시켜 렌즈 표면에 에버네슨트 웨이브를 발생시키고, 에버네슨트 웨이브와 기록매체의 커플링에 의하여 기록 및 재생을 하게 된다.The principle of near field optical recording and reproduction is as follows. Light entering the lens at an angle greater than or equal to the critical angle is totally reflected when traveling from a dense refractive index to a small one. At this time, due to total reflection of light, light of very small intensity exists on the surface of the lens, which is called an evanescent wave or dissipation wave. The use of such evernet wave enables high resolution, which is impossible due to the absolute limit of resolution due to diffraction of light in the far-field, that is, the diffraction limit. The near field optical recording and reproducing optical system totally reflects the light in the lens to generate an Evernet wave on the surface of the lens, and records and plays back by coupling the Evernet wave and the recording medium.

도 1은 종래의 근접장 광기록 시스템(10)을 보여주는 사시도이다. 데크(18) 내에는 기록매체인 디스크(11)의 중앙부가 스핀들모터(미도시)에 장착되어 회전 가능하도록 설치되고, 내부의 다른 한 쪽에는 기록 및 재생 장치가 설치되어 있다. 디스크 상면에는 부상형 헤드슬라이더(12)가 서스펜션암(14)에 의해 지지되고 있으며, 서스펜션암의 한 쪽은 픽업부(17)에 연결되어 있다. 픽업부의 하부에는 VCM(voice coil motor)(16)가 설치되어 있어 상기 픽업부가 일정한 범위의 각도로 회전할 수 있도록 한다. 한편, 상기 헤드슬라이더의 상면에는 고정암(13)이 상기 픽업부로부터 지지되어 설치되고, 고정암의 끝에는 프리즘(15)이 설치된다. 픽업부의 광원(미도시)에서 발생하는 빛은 상기 프리즘에서 경로가 바뀌어 헤드슬라이더에 탑재되어 있는 렌즈(미도시)를 통과하고 최종적으로 디스크 표면에 입사된다. 입사된 빛과 디스크 표면과의 상호작용에 의하여 광 정보를 기록하거나 재생하는 것이 가능하다.1 is a perspective view showing a conventional near field optical recording system 10. In the deck 18, a central portion of the disk 11, which is a recording medium, is mounted on the spindle motor (not shown) so as to be rotatable, and a recording and reproducing apparatus is provided on the other side of the inside. The floating head slider 12 is supported by the suspension arm 14 on the upper surface of the disk, and one side of the suspension arm is connected to the pickup 17. A voice coil motor (VCM) 16 is installed below the pickup to allow the pickup to rotate at an angle within a certain range. On the other hand, a fixed arm 13 is supported on the upper surface of the head slider from the pickup, and a prism 15 is provided at the end of the fixed arm. Light generated by the light source (not shown) of the pickup part is changed in the prism, passes through a lens (not shown) mounted on the head slider, and finally enters the disk surface. It is possible to record or reproduce the optical information by the interaction of the incident light with the disk surface.

도 2는 도 1의 시스템에서 헤드슬라이더에 장착된 광학계를 확대한 모식도로서, 이 광학계는 반구형 솔리드이머젼렌즈(solid immersion lens : SIL)(22)와 1차집광렌즈(21)로 구성되어 있다. SIL은 윗면은 구형이고 아랫면은 평면인 반구형으로 되어 있으며, SIL의 평면부 중심이 1차집광렌즈의 초점과 일치하도록 설치된다.따라서, 1차집광렌즈에 입사된 빛(24)은 굴절되어 SIL의 아랫쪽 평면부 중심에 모이게 된다. SIL을 이용하여 디스크상에 데이터(비트)를 기록하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이, SIL을 매우 작은 간격, 예를 들면 10 ~ 70nm 정도의 간격으로 기록매체(23) 표면에 근접시킨다. 이렇게 근접하게 되면, SIL 아래면에 1차집광된 광 에너지의 일부가 기록매체로 전달되는 광근접장 현상이 발생한다. 이 근접장 현상에 의하여 기록매체표면에 데이터를 기록하거나 재생하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, SIL로부터 전달된 에너지는 기록매체 표면의 일부를 가열하여 국소적인 상변화를 일으킨다. 이러한 상변화로 기록매체 표면에 비트가 형성된다. 즉, 정보를 기록하는 것이다. 기록된 정보를 읽을 때에는 국소적으로 상변화된 곳에서 반사율이 달라지는 특성을 이용한다. 기록 때보다는 낮은 세기의 광을 SIL을 통하여 입사시키고, 기록매체 표면에서 반사되어 다시 SIL을 통하여 나오는 광의 세기를 광센서로 측정하면, 비트의 유무에 따라 반사율이 달라지므로 정보를 읽을 수 있다.FIG. 2 is an enlarged schematic view of an optical system mounted on a head slider in the system of FIG. 1, which is composed of a hemispherical solid immersion lens (SIL) 22 and a primary condenser lens 21. The SIL is spherical in shape with a top surface spherical and a bottom surface flat, and is installed so that the center of the flat portion of the SIL coincides with the focal point of the primary condensing lens. In the center of the lower plane of the. In order to record data (bits) on the disc using the SIL, as shown in FIG. 2, the SIL is brought close to the surface of the recording medium 23 at very small intervals, for example, at intervals of about 10 to 70 nm. In this proximity, an optical near field phenomenon occurs in which a part of the primary energy focused on the lower surface of the SIL is transferred to the recording medium. This near field phenomenon makes it possible to record or reproduce data on the recording medium surface. For example, the energy delivered from the SIL heats part of the surface of the record carrier, causing local phase changes. This phase change forms bits on the surface of the recording medium. That is, to record information. When reading the recorded information, the property of reflectance is changed at the locally changed phase. When light of low intensity is incident through the SIL, and the intensity of the light reflected from the surface of the recording medium and output through the SIL is measured by the optical sensor, the reflectance varies depending on the presence or absence of the bit, so that information can be read.

이와 같이 SIL을 이용하는 광학계에 있어서는 빛의 회절한계를 극복하고 광 스팟을 줄일 수 있으나 다음과 같은 문제점이 있다.As described above, in the optical system using the SIL, it is possible to overcome the diffraction limit of the light and reduce the light spot, but there are the following problems.

일반적으로 광학 렌즈는 광이 한점에 모이지 않은 수차(aberration)가 발생하는데, 이러한 수차는 렌즈의 배율이 높을수록 커지는 특성이 있다. SIL을 이용한 광학계는 큰 배율의 1차집광렌즈가 필요하므로 1차집광렌즈의 수차가 광학계의 1차집광 성능을 크게 떨어뜨린다.In general, an optical lens generates an aberration in which light does not collect at a point, and this aberration has a characteristic that the higher the magnification of the lens is, the larger it becomes. Since an optical system using SIL requires a large-scale primary condenser lens, the aberration of the primary condenser lens greatly degrades the primary condensing performance of the optical system.

또한, SIL을 이용한 데이터 기록/재생 장치는 1차집광렌즈가 필요하므로 장치의 부피가 커지고 복잡해지며, 전체 데이터 저장장치와 1차집광렌즈의 조립이 어렵다. 특히, 렌즈가 장착되는 헤드슬라이더의 높이를 줄이는데 한계가 있어, 휴대용기기 등에 탑재할 수 있는 초박형의 광 기록 재생 시스템을 제조하기가 어렵다.In addition, the data recording / reproducing apparatus using SIL requires a primary condenser lens, which makes the device bulky and complicated, and makes it difficult to assemble the entire data storage device and the primary condenser lens. In particular, there is a limit in reducing the height of the head slider on which the lens is mounted, and it is difficult to manufacture an ultra-thin optical recording and reproducing system that can be mounted on a portable device or the like.

본 발명의 목적은 광학계가 차지하는 부피 및 두께를 줄여 광학계 및 전체 시스템의 조립을 용이하게 하고, 초박형의 광 기록 및 재생 시스템을 가능케 하는데 있다.An object of the present invention is to reduce the volume and thickness occupied by the optical system to facilitate assembly of the optical system and the entire system, and to enable an ultra-thin optical recording and reproducing system.

또한, 본 발명의 목적은 집광렌즈 없이 집속렌즈만으로 기록 및 재생이 가능한 광 기록 시스템용 광학계를 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide an optical system for an optical recording system capable of recording and reproducing with only a focusing lens without a focusing lens.

기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 구체적인 실시예 및 특허청구범위에서 상세히 나타날 것이다.Other objects and features of the present invention will appear in detail from the following specific examples and claims.

도 1은 종래의 근접장 광기록 시스템을 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional near field optical recording system.

도 2는 도 1의 시스템에서 헤드슬라이더에 장착된 광학계를 확대한 모식도이다.FIG. 2 is an enlarged schematic view of an optical system mounted to a head slider in the system of FIG. 1.

도 3a는 슈미트 코렉터를 사용하여 구면수차를 없앤 구면반사경을 보여주는 모식도이다.Figure 3a is a schematic diagram showing a spherical reflector eliminated spherical aberration using the Schmitt corrector.

도 3b는 본 발명의 원리를 나타낸 모식도이다.3B is a schematic diagram showing the principle of the present invention.

도 4a는 본 발명의 일실시예를 나타내는 단면도이다.Figure 4a is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.

도 4b는 도 4a의 렌즈의 위치를 변형시킨 실시예를 보여준다.4B illustrates an embodiment in which the position of the lens of FIG. 4A is modified.

도 4c는 본 발명의 다른 실시예로서, 초점에 단차가 형성된 렌즈를 보여준다.4C is a view illustrating a lens in which a step is formed in a focus as another embodiment of the present invention.

도 5a 내지 5c는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 각각 렌즈 입사면 앞 쪽에 홀로그램을 설치한 실시예를 보여준다.5A to 5C show still another embodiment of the present invention, in which a hologram is provided in front of a lens entrance surface, respectively.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 렌즈 입사면 앞 쪽에 프리즘을 설치한 실시예를 보여준다.6 shows another embodiment of the present invention in which a prism is provided in front of a lens entrance surface.

도 7은 본 발명의 렌즈가 장착된 광 기록 시스템을 보여주는 모식도이다.7 is a schematic diagram showing an optical recording system equipped with a lens of the present invention.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

30a:구면(제2반사면) 30b:슈미트 코렉터면(입사면)30a: Spherical surface (second reflecting surface) 30b: Schmidt corrector surface (incident surface)

30c:렌즈 밑면(제1반사면) C:렌즈의 초점30c: Lens bottom (first reflecting surface) C: Focus of lens

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광원으로부터 발생된 빛이 입사되는 입사면과, 입사부를 통과한 빛이 반사되는 제1반사면과, 제1반사면에서 반사된 빛을 다시 반사시키는 제2반사면을 포함하여 구성되며, 상기 입사면은 슈미트 코렉터 면으로 형성되며, 상기 제2반사면은 구면이고, 제1반사면과 제2반사면은 반사물질이 코팅되어 있는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an incident surface on which light generated from a light source is incident, a first reflecting surface on which light passing through the incident part is reflected, and a second panel reflecting light reflected from the first reflecting surface again. A lens for an optical recording and reproducing system including an inclined surface, wherein the incidence surface is formed of a Schmitt collector surface, the second reflection surface is a spherical surface, and the first reflection surface and the second reflection surface are coated with a reflective material. To provide.

입사된 빛은 제1반사면 상에 초점을 형성하며, 슈미트 코렉터면인 입사면의 형태를 변경하여 제1반사면의 아래 쪽에 초점이 형성되도록 하는 것도 가능하다.The incident light forms a focal point on the first reflective surface, and it is also possible to change the shape of the incident surface, which is a Schmitt collector surface, so that the focal point is formed below the first reflective surface.

본 발명의 광학계는 근접장을 이용한 광 기록 및 재생 시스템은 물론이고, 기존의 원격장(far-field)을 이용한 시스템에도 적용 가능하다.The optical system of the present invention is applicable not only to the optical recording and reproducing system using the near field, but also to the system using the existing far-field.

본 발명의 렌즈는 슈미트 코렉터(Schmidt Corrector)의 원리가 이용된다. 구면수차는 광축에 평행으로 입사된 빛이 렌즈를 투과할 때, 렌즈의 주변부를 통과한 빛이 렌즈의 중심부를 통과한 빛보다 더 짧은 거리에 초점을 맺는 현상으로서 렌즈의 표면이 구면의 형태이기 때문에 발생하는 결상시에 생기는 결함중에 하나이다. 슈미트 코렉터는 구면수차를 보정하기 위한 보정렌즈라고 할 수 있다.The lens of the present invention utilizes the principle of Schmidt Corrector. Spherical aberration is a phenomenon in which when light incident in parallel to the optical axis passes through the lens, the light passing through the periphery of the lens focuses at a shorter distance than the light passing through the center of the lens. The surface of the lens is spherical. This is one of the defects that occur during imaging. The Schmitt corrector is a correcting lens for correcting spherical aberration.

도 3a를 참조하면, 구면반사경 앞에 슈미트 코렉터(32)를 위치시켜 구면수차를 없앤 구면반사경을 볼 수 있다. 구면반사경(30)으로 입사되는 빛(35)은 반사경 안 쪽의 초점(C)에 수렴하게 된다. 슈미트 코렉터의 중앙부(32a)는 빛의 입사방향에 대하여 볼록한 형태로 되어 입사빔이 좁아지게 되고, 가장자리(32b)는 빛의 입사방향에 대하여 오목한 형태로 되어 입사빔이 발산하게 된다. 따라서 구면경에 의한 구면수차가 제거되고 초점에 입사빔이 모두 수렴하게 된다.Referring to FIG. 3A, the spherical reflector can be seen by removing the spherical aberration by placing the Schmitt corrector 32 in front of the spherical reflector. Light 35 incident on the spherical reflector 30 converges to the focus C inside the reflector. The center portion 32a of the Schmitt corrector becomes convex in the incident direction of the light, so that the incident beam is narrowed, and the edge 32b is concave in the incident direction of the light, and the incident beam diverges. Therefore, the spherical aberration caused by the spherical mirror is eliminated and the incident beams all converge at the focal point.

슈미트 코렉터는 이와 같이 구면렌즈 또는 구면경에서 발생하는 수차를 제거하기 위한 것으로, 그 형태는 렌즈나 거울면의 형태에 따라 바뀔 수 있다.The Schmitt corrector is for removing the aberration generated in the spherical lens or spherical mirror, the shape can be changed according to the shape of the lens or mirror surface.

도 3b는 본 발명의 원리를 나타낸 모식도로서, 도 3a의 구면반사경에서 초점(C)을 지나고 중심축(x)에 대하여 일정한 각도를 이루는 경사진 축(y)이 밑면에 해당하는 반구를 보여주고 있다. 도면을 보면, 도 3a에서 구면경(30)의 중심축(x)과 평행하게 빛이 입사되는 것과는 달리, 구면경의 한 쪽 끝(도면상에서 윗 부분)에서 빛(35)이 입사되는 것을 볼 수 있다. 밑면은 반사물질을 코팅하여 입사빔을 반사시키도록 한다. 입사되는 빛은 경사진 축(y)에 대하여 도면의 점선으로 표시된 빛(슈미트 코렉터를 통과하는 빛)과 대칭이 되어 있고, 도 3a에서와 동일한지점에서 초점이 형성되어 있다.Figure 3b is a schematic diagram showing the principle of the present invention, in the spherical reflector of Figure 3a shows a hemisphere corresponding to the base of the inclined axis (y) passing the focal point (C) and at a certain angle with respect to the central axis (x) have. 3a, unlike light incident in parallel with the central axis x of the spherical mirror 30, the light 35 is incident at one end of the spherical mirror (upper part in the drawing). . The underside coats the reflective material to reflect the incident beam. The incident light is symmetrical to the light indicated by the dotted line in the figure (light passing through the Schmitt corrector) with respect to the inclined axis y, and a focus is formed at the same point as in FIG. 3A.

도 3a 및 3b에서 설명된 슈미트 코렉터를 응용한 본 발명의 일실시예가 도 4a에 도시되어 있다. 본 실시예는 렌즈의 윗면(30a)은 구면이고, 아랫면(30c)은 평평한 면이며, 빛이 입사되는 부위에 슈미트 코렉터면(30b)을 형성시킨 렌즈를 보여준다. 렌즈의 아랫면(30c)은 제1반사면에 해당하며, 렌즈의 윗면(30a)은 제2반사면에 해당한다. 렌즈 아랫면과 윗면은 반사물질이 코딩된다.An embodiment of the present invention employing the Schmitt corrector described in FIGS. 3A and 3B is shown in FIG. 4A. The present embodiment shows a lens in which the upper surface 30a of the lens is a spherical surface, the lower surface 30c is a flat surface, and the Schmitt collector surface 30b is formed at a site where light is incident. The lower surface 30c of the lens corresponds to the first reflection surface, and the upper surface 30a of the lens corresponds to the second reflection surface. The bottom and top of the lens are coded with reflective material.

슈미트 코렉터면은 입사되는 빛이 렌즈의 윗면, 즉 구면에 도달한 후 반사되어 초점(C)에 집속될 때 구면수차에 의하여 빛이 한 점에 모이지 않는 것을 방지한다. 따라서 광원으로부터 입사된 빛은 초점에 수차가 매우 적게, 이론적으로는 0에 가깝게 수렴한다. 또한, 광손실을 줄일 수 있으며 큰 개구수를 가능케 한다.The Schmitt collector surface prevents the light from collecting at one point by spherical aberration when the incident light reaches the upper surface of the lens, that is, the spherical surface, is reflected and focused at the focal point C. Thus, the light incident from the light source converges very little on the focal point, theoretically close to zero. In addition, it is possible to reduce the light loss and to enable a large numerical aperture.

도 4b는 도 4a에 도시된 렌즈의 위치를 변형시킨 렌즈를 나타내는 단면도로서, 렌즈의 초점(C)이 위치한 면이 바닥면과 수평을 유지하고 있다. 실제 광 기록 시스템에는 이와 같은 위치로 헤드에 설치하는 것이 바람직하다. 초점이 형성되는 렌즈의 밑면이 기록매체와 근접하기가 용이하기 때문이다. 도시된 바와 같은 본 발명의 렌즈는 별도의 대물렌즈가 없이 집속렌즈 하나만으로 작은 스폿의 빛을 만들 수 있다. 또한, 렌즈의 높이가 매우 낮으며, 바람직하게는 0.3mm 이하로 제작 가능하여 광 기록 시스템 전체의 두께를 현저히 줄인 초박형 시스템을 가능케 한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 렌즈는 광원으로부터 렌즈의 입사부에 입사시키기 위하여 빛의 경로를 바꾸어주는 프리즘과 같은 변환수단이 필요없이 직접 빛을 입사부에 입사시킬 수 있으므로 렌즈가 장착되는 헤드부의 높이 및 무게를 줄일 수 있으며, 따라서 헤드부를 구동시키는 구동수단의 부하를 줄일 수 있게 된다.FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a lens in which the position of the lens illustrated in FIG. 4A is modified, and the surface where the focus C of the lens is located is horizontal to the bottom surface. In an actual optical recording system, it is preferable to install in the head in such a position. This is because the bottom surface of the lens on which the focal point is formed is easily close to the recording medium. The lens of the present invention as shown can make a small spot light with only one focusing lens without a separate objective lens. In addition, the height of the lens is very low, preferably 0.3 mm or less, which enables an ultra-thin system that significantly reduces the thickness of the entire optical recording system. In addition, the lens of the present invention can directly enter light into the incidence portion without the need for a conversion means such as a prism for changing the path of light to enter the incidence portion of the lens from the light source, so that the height of the head portion on which the lens is mounted and The weight can be reduced, and thus the load of the driving means for driving the head can be reduced.

도 4c는 렌즈의 초점 부분에 단차(40)를 형성한 실시예를 나타낸 것이다. 단차의 형성은 렌즈 밑면에서 초점 이외의 부분과 기록매체 사이에 광학적 상호작용이 일어나서 기록 및 재생에 악 영향을 주는 것을 방지 할 수 있으며, 렌즈와 기록매체 사이에 먼지 등의 오염물질이 광학적 상호작용을 방해하는 것을 막을 수 있다. 단차를 형성하는 물질은 빛이 투과될 수 있는 투명한 물질이어야 하며, 단차는 정보의 기록 및 재생에 지장을 주지 않도록 0.1 ~ 100nm 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 초점 부분에 개구코팅(aperture coating)을 함으로써 집속되는 빛의 스폿 크기를 더욱 줄이는 것이 가능하다.4C illustrates an embodiment in which the step 40 is formed in the focal portion of the lens. The formation of a step can prevent optical interaction between the non-focus portion and the recording medium at the bottom of the lens, thereby adversely affecting recording and playback, and the optical interaction between dust and other contaminants between the lens and the recording medium. It can prevent the interruption. The material forming the step must be a transparent material through which light can pass, and the step is preferably formed at about 0.1 to 100 nm so as not to interfere with the recording and reproduction of the information. On the other hand, it is possible to further reduce the spot size of the focused light by aperture coating on the focus portion.

도 5a 내지 5c는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 렌즈의 입사면 앞쪽에 홀로그램(h1, h2, h3)을 설치한 실시예들을 나타낸다. 도 4a의 실시예에서 보면 슈미트 코렉터면에 입사되는 빛은 경사진채로 입사되는데, 홀로그램을 렌즈 입사면 앞 쪽에 설치함으로써 광원으로부터 발생하는 평행빔을 사용하여 렌즈에 경사진 빛이 입사되도록 할 수 있다. 또한, 홀로그램은 입사면에 입사되는 빛의 회절각도와 파면수차를 조절 가능하게 하므로 공차 마진을 크게 할 수 있어 유리하다. 홀로그램은 도 5a 내지 5c에 나타난 실시예 외에도 다양한 형태로 변형이 가능하다. 또한, 도 6의 실시예에 도시된 바와 같이, 홀로그램 대신 프리즘(P)을 렌즈의 입사면 앞에 설치하여 입사빔의 입사각을 조절하는 것도 가능하다.5A to 5C illustrate embodiments in which holograms h1, h2, and h3 are provided in front of an entrance surface of a lens as another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 4A, the light incident on the Schmitt collector surface is inclined, and the hologram is installed in front of the lens incidence surface so that the inclined light is incident on the lens using a parallel beam generated from a light source. . In addition, the hologram is advantageous in that the margin of tolerance can be increased because the diffraction angle and the wave front aberration of the light incident on the incident surface can be adjusted. The hologram may be modified in various forms in addition to the embodiment shown in FIGS. 5A to 5C. In addition, as shown in the embodiment of Figure 6, it is also possible to adjust the incident angle of the incident beam by installing the prism (P) in front of the incident surface of the lens instead of the hologram.

도 7은 본 발명의 렌즈가 장착된 광 기록 시스템을 보여주는 모식도이다. 렌즈의 크기가 상대적으로 크게 도시되어 있으나 실제로는 시스템에서 매우 작은 크기로 헤드부(미도시)에 장착된다. 렌즈의 크기 및 중량이 매우 작으므로 본 시스템에서 렌즈의 서보(servo)가 매우 용이하며, 일체형 픽업 또는 분리형 픽업 모두에 본 발명의 렌즈를 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 렌즈를 장착하기 위하여 하드디스크의 헤드를 그대로 이용할 수 있어 액세스 시간을 줄일 수 있다.7 is a schematic diagram showing an optical recording system equipped with a lens of the present invention. Although the size of the lens is shown relatively large, it is actually mounted on the head (not shown) in a very small size in the system. Since the size and weight of the lens is very small, the servo of the lens is very easy in the present system, and the lens of the present invention can be applied to both the integrated pickup and the separate pickup. In addition, in order to mount the lens of the present invention, the head of the hard disk can be used as it is, thereby reducing access time.

본 발명에 의하면 크기와 무게가 매우 작은 광학계를 제공함으로써, 대물렌즈 없이 집속렌즈 하나만으로 정보의 기록 및 재생이 가능하며, 시스템 전체의 높이를 현저하게 줄인 초박형 광 기록 및 재생 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 헤드부의 무게를 낮출 수 있으며, 광원의 입사동을 작게 할 수 있으므로 구동 수단 및 시스템 전체의 소비전력을 크게 줄일 수 있다.According to the present invention, by providing an optical system having a very small size and weight, it is possible to record and reproduce information using only a focusing lens without an objective lens, and to provide an ultra-thin optical recording and reproducing system which significantly reduces the overall height of the system. . In addition, the weight of the head portion can be reduced, and the incident pupil of the light source can be made small, so that power consumption of the driving means and the system as a whole can be greatly reduced.

Claims (7)

광원으로부터 발생된 빛이 입사되는 입사면과,An incident surface to which light generated from the light source is incident, 입사부를 통과한 빛이 반사되는 제1반사면과,A first reflecting surface on which light passing through the incident part is reflected, 제1반사면에서 반사된 빛을 다시 반사시키는 제2반사면을 포함하여 구성되며,And a second reflecting surface for reflecting light reflected from the first reflecting surface again, 상기 입사면은 슈미트 코렉터 면으로 형성되며, 상기 제2반사면은 구면이고, 제1반사면은 평면이며 입사된 빛이 수렴되는 초점이 위치하고, 제1반사면과 제2반사면은 반사물질이 코팅되어 있는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈.The incident surface is formed of a Schmitt collector surface, the second reflecting surface is a spherical surface, the first reflecting surface is a plane, the focal point where the incident light converges, and the first reflecting surface and the second reflecting surface are reflective materials. Coated lenses for optical recording and playback systems. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 초점이 형성되는 제1반사면의 아래에는 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈.The lens for an optical recording and reproducing system according to claim 1, wherein a step is formed below the first reflection surface on which the focal point is formed. 제3항에 있어서, 상기 단차의 크기는 0.1 ~ 100nm인 것을 특징으로 하는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈.The lens of claim 3, wherein the size of the step is 0.1 to 100 nm. 제1항에 있어서, 입사된 빛은 제1반사면의 아래 쪽에 초점을 형성하는 것을특징으로 하는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈.A lens for an optical recording and reproducing system as set forth in claim 1, wherein the incident light forms a focal point below the first reflecting surface. 제1항에 있어서, 광원으로부터 입사면에 입사되는 빛의 경로를 변경시켜주는 홀로그램을 추가로 포함하는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈.The lens of claim 1, further comprising a hologram that changes the path of light incident from the light source to the incident surface. 제1항에 있어서, 광원으로부터 입사면에 입사되는 빛의 경로를 변경시켜주는 프리즘을 추가로 포함하는 광 기록 및 재생 시스템용 렌즈.The lens of claim 1, further comprising a prism for changing a path of light incident from the light source to the incident surface.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990003782A (en) * 1997-06-26 1999-01-15 김영환 Optical pickup
JPH11238238A (en) * 1997-11-06 1999-08-31 Fuji Xerox Co Ltd Optical head and optical disk device
KR19990080234A (en) * 1998-04-14 1999-11-05 윤종용 Optical pickup with catadioptric objectives
JP2000149317A (en) * 1998-11-12 2000-05-30 Fuji Xerox Co Ltd Optical head and optical disk device
KR20000061316A (en) * 1999-03-25 2000-10-16 윤종용 Optical flying head assembly
KR20000066820A (en) * 1999-04-21 2000-11-15 윤종용 An optical focusing system generating near field

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990003782A (en) * 1997-06-26 1999-01-15 김영환 Optical pickup
JPH11238238A (en) * 1997-11-06 1999-08-31 Fuji Xerox Co Ltd Optical head and optical disk device
KR19990080234A (en) * 1998-04-14 1999-11-05 윤종용 Optical pickup with catadioptric objectives
JP2000149317A (en) * 1998-11-12 2000-05-30 Fuji Xerox Co Ltd Optical head and optical disk device
KR20000061316A (en) * 1999-03-25 2000-10-16 윤종용 Optical flying head assembly
KR20000066820A (en) * 1999-04-21 2000-11-15 윤종용 An optical focusing system generating near field

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