KR100417406B1

KR100417406B1 - 광기록재생장치, 그 제조방법

Info

Publication number: KR100417406B1
Application number: KR10-2001-0082805A
Authority: KR
Inventors: 김영식; 박진무
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2004-02-05
Also published as: KR20030052771A

Abstract

본 발명은 디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈를 탑재하는 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광기록재생장치에 있어서, 상기 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면은 상기 슬라이더의 상기 디스크측 대향면에 비해 상기 디스크 표면과의 간격이 큰 것을 특징으로 하는 구조를 제시함으로써, 기록밀도가 높은 역전구조의 디스크를 이용하는 광기록재생방식의 경우 집속렌즈의 오염문제를 해소할 수 있도록 하는, 보다 진일보한 구조의 광기록재생장치 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

광기록재생장치, 그 제조방법{APPARATUS FOR OPTICAL RECORDER, MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 광기록재생장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는, 디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈를 탑재하는 슬라이더의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

정보의 대용량화 추세에 비추어 볼 때 기존의 광기록재생방식의 한계를 극복할 수 있는 새로운 광기록재생방식이 요구되고 있다.

광기록매체 또는 광자기기록매체는 비트(또는 기록마크) 사이즈가 소형화되어야 하고 트랙폭이 협소하게 되어야 고밀도 기록용량을 가질 수 있게 된다. 그러나, 보호층, 기록층, 반사층을 포함하는 기록매체의 층상구조 및 그에 따른 집광방식의 차이에 의한 제한, 기록매체의 기록막에 비트를 형성하기위해 기록매체 상에 집광되는 광의 스폿 크기의 회절한계에 의한 제한 등이 문제되므로, 이러한 제한을 극복하기 위한 광기록재생방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.

종래의 파 필드(far field) 방식의 광 기록재생방법의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 송수광부로부터 조사된 광을 0.5∼0.6 정도의 개구수(NA : Numerical Aperture)를 갖는 집속렌즈(1)를 이용하여 집속시켜, 집속된 광이 먼저 기판(2)을 투과한 후 기록층(3)에 도달하는 방식을 취하고 있다.

이와 같이, 광이 두꺼운 기판(2)을 투과하여 기록층(3)에 도달하는 방식을 취하는 이유는, 기록층의 외층에 두꺼운 기판에 의한 보호층을 형성함으로써, 지문, 먼지 기타 오염물질에 의해 기록층이 손상받는 것을 방지하기 위함이다.

디스크의 기록 밀도는 집속된 광의 크기에 의해 결정되고, 그 광의 크기는 회절을 고려하였을 때 광원의 파장 λ와 사용렌즈의 개구수(NA)에 의해 결정된다.

그런데, 상기와 같은 구조의 디스크를 사용하여 광학적으로 신호를 기록재생하는 방식을 취할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 광이 두꺼운 기판(2)을 투과하여 기록층(3)에 도달하게 되므로, 굴절률이 높은, 즉, 개구수가 높은 값을 갖는 렌즈를 사용할 수 없다는 한계에 당면하게 된다.

또한, 집속렌즈(1)를 통해 집속된 광의 촛점이 기록층(3)에 형성되도록 하기 위해서는 집속렌즈(1)와 기록층(3)이 일정한 거리를 지속적으로 유지하는 것이 요구되는데, 기판(2)의 표면은 매끄러운 구조를 취하기가 곤란하므로 집속렌즈(1)가 기판(2)의 표면, 즉, 디스크의 표면에 접촉하여 신호를 기록재생하는 방식을 취할 수 없어, 집속렌즈(1)와 디스크 사이에는 소정의 간격이 필요하게 되고, 이는 결국 개구수가 높은 값을 갖는 렌즈를 사용할 수 없는 또 다른 한계가 된다.

또한, 이와 같은 구조에 있어서 개구수가 높은 렌즈를 사용할 경우, 다음의 식에서 보이는 바와 같은 코마수차(Coma aberration)가 함께 커지게 되므로, 디스크가 기울어져 있을때 초점이 흐트러지는 문제, 즉 틸트(tilt)가 증가하여 그 보정이 곤란하다는 문제점이 추가적으로 제기된다.

여기서, t는 기록층에 도달하기 위하여 레이저 광이 통과하여야 하는 거리,NA는 집속렌즈의 개구수, α는 디스크의 기울어진 각도(tilt angle), n은 기판의 굴절율을 말한다.

따라서, 디스크의 기록밀도를 높이기 위해서는 상기한 바와 같은 종래의 방식을 탈피하여야 할 것인바, 기록층이 디스크의 광조사면에 최대한 근접한 위치에 형성되도록 하는 구조, 이른바 디스크의 역전구조(reverse stacking)에 관한 연구가 활발히 진행되었다.

도 2는 역전구조의 광기록재생방식의 구성을 도시한 모식도이다.

도시된 바와 같이, 이와 같이 역전구조의 광기록재생방식에 있어서는, 광이 두꺼운 구조의 기판(2)이 아닌 얇은 구조의 디스크의 보호층(미도시)을 투과하여 기록층(3)에 접근하는 방식을 취하므로, 상기와 같은 종래의 방식의 문제점을 해결하여 기록밀도가 더욱 높은 디스크에 대한 정보의 기록재생이 가능해지는 것이다.

기록 밀도는 집속된 광의 크기에 의해 결정되고, 그 광의 크기는 회절을 고려하였을 때 광원의 파장 λ와 사용렌즈의 개구수(NA)에 의해 결정된다. Rayleigh 회절 한계에 의하면 집속된 레이저 광의 직경 D는,

D = 1.22 λ/ NA

이나, 실제 이용할 수 있는 한계는 가우시안(Gaussian) 강도 분포를 갖는 레이저 광의 반치폭(Full Width at Half Maximum)에 해당되는 계수인 0.61로 볼 수 있다. 따라서, 마크 크기(Mark size)의 감소에 의한 기록밀도를 높이기 위해서는 광의 파장을 감소시키거나, 렌즈의 개구수(NA)를 증가시키면 되는데, 광의 파장의 감소에는 한계가 있으므로, 렌즈의 개구수를 증가시키기 위하여 집속렌즈와 디스크의 기록층을 근접시키는 방식을 취한 것이다.

또한, 슬라이더 구동방식에 있어서, 회전하는 디스크의 공기동압에 의해 슬라이더가 부상함으로써 자동적으로 포커싱이 이루어지는 방식을 취하므로, 별도의 포커스 서보가 필요없고, 광헤드의 구동속도가 빠르다는 장점을 갖는다.

이는 파 필드 방식의 경우와 달리, 불균일한 구조의 기판(2)대신 균일한 구조의 보호층(미도시)이 기록층(3)과 집속렌즈(1) 사이에 형성되는 구조를 취함으로써 가능해지는 것이다.

한편, 집속렌즈(1)는 디스크의 트랙을 스캔하기 위해 고속으로 회전하는 디스크상을 수십nm 정도의 매우 근접한 간격을 두고 왕복구동을 하게 되고, 디스크에 데이터를 기록하는 경우, 디스크의 기록층에 레이저 광의 초점이 형성되는데, 이는 집속렌즈와 접촉하는 디스크 표면의 온도를 상승시킨다.

실험결과에 따르면, 광자기 방식의 디스크의 경우 기록층의 온도가 200 ∼ 250℃ 정도까지, 상변화 방식의 디스크의 경우는 600℃ 정도까지 상승하는 것으로 알려져 있다.

이때, 기록층을 덮어 보호하는 유전층 및 보호층에 의해 형성되는 디스크 표면의 온도 또한 60 ∼ 300℃까지 상승하게 되므로, 그 표면과 접촉하는 집속렌즈의 접촉면에 다음과 같은 문제점이 발생한다.

즉, 디스크의 표면을 구성하는 물질 기타 표면에 부착되어 있던 이물질이 디스크의 표면으로부터 집속렌즈의 접촉면으로 옮겨져 달라 붙은 뒤, 상술한 바와 같은 원인에 의해 발생하는 열에 의해 집속렌즈의 접촉면에 코팅이 된다는 것이다.

집속렌즈는 디스크의 재생 또는 기록을 위해 디스크의 전 영역을 옮겨 다니는 것이므로, 디스크의 표면에 부착된 오염물질이 지속적으로 집속렌즈의 접촉면으로 옮겨지게 되고, 이는 열에 의해 집속렌즈의 접촉면에 코팅되어, 집속렌즈의 투과도를 감소시키며, 장시간 지속될 경우 광기록재생장치의 사용을 불가능하게 할 수 있다.

이러한 문제의 원인이 되는 오염물질에는 여러가지가 있으며, 대표적인 것으로는 기판 물질, hub 물질, 카트리지 물질, 윤활층이나 보호층과 같은 광 디스크의 표면을 구성하는 물질, 사람의 지문을 구성하는 물질, 기타 먼지 등을 들 수 있다.

이러한 오염물질을 분석해 본 결과, 주로 탄소나 불소 화합물이 많았고, 기타 나트륨, 실리콘 화합물 등도 검출되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 기록밀도가 높은 역전구조의 디스크를 이용하는 광기록재생방식에 있어서, 집속렌즈의 오염문제를 해소할 수 있도록 하는, 보다 진일보한 구조의 광기록재생장치 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 광기록재생방식의 구성을 개략적으로 도시한 것으로서,

도 1은 파 필드 방식의 구성을 도시한 모식도

도 2는 역전구조의 디스크에 대한 기록재생방식을 도시한 모식도

도 3은 본 발명의 실시례의 구조를 도시한 모식도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

D : 디스크 3 : 기록층

10 : 슬라이더 12 : 공기압 발생부

13 : 관통공 20 : 집속렌즈

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈를 탑재하는 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광기록재생장치에 있어서, 상기 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면은 상기 슬라이더의 상기 디스크측대향면에 비해 상기 디스크 표면과의 간격이 큰 것을 특징으로 하는 광기록재생장치를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 디스크의 구조가 역전구조인 경우 또는 상기 슬라이더의 상기 디스크와의 접촉면에 공기압 발생부가 형성된 경우에도 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 방안으로서, 디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈를 탑재하는 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광기록재생장치의 제조방법에 있어서, 상기 슬라이더에 관통공을 형성하는 단계와; 상기 관통공에 집속렌즈를 탑재하는 단계와; 상기 슬라이더 및 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면이 평면을 이루도록 조정하는 단계와; 상기 슬라이더 및 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면을 동시에 연마하는 단계를; 포함하고, 상기 슬라이더의 재질은 상기 집속렌즈의 재질보다 경도가 큰 것을 특징으로 하는 광기록재생장치의 제조방법을 제시한다.

또한, 상기 슬라이더는 세라믹 재질에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 슬라이더의 재질은 Al₂O₃-Tic인 것이 효과적이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시례의 구조를 도시한 모식도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 광기록재생장치는 디스크(D) 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈(11)를 탑재하는 슬라이더(10)를 포함하여 구성되고, 집속렌즈(11)를 통해 디스크(D)에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생한다.

여기서, 집속렌즈(20)의 디스크측 대향면(21)은 슬라이더(10)의 디스크측 대향면(11)에 비해 디스크(D) 표면과의 간격이 큰 것을 특징으로 한다.

즉, 집속렌즈(20)의 디스크측 대향면(21)과 디스크(D) 표면과의 간격(L1)이 슬라이더(10)의 디스크측 대향면(11)과 디스크(D) 표면과의 간격(L2)에 비해 크게 형성되므로, 집속렌즈(20)와 디스크(D) 표면 간의 간격이 지나치게 좁음에 의해 비롯되는 집속렌즈(20)의 오염문제를 해결할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 종래의 일반적인 파 필드 방식의 경우에도 적용이 가능하나, 특히 디스크(D)와 집속렌즈(20) 사이의 간격이 문제시되는 역전구조의 디스크를 이용하는 방식에 적용되는 경우 및 슬라이더(10)의 디스크(10)측 대향면(11)에는 공기압 발생부(12)가 형성되어, 디스크의 회전에 의해 발생하는 공기동압에 의해 슬라이더(10)가 부상한 채 구동하는 방식을 취하는 경우, 즉 슬라이더와 디스크의 표면이 매우 근접되어 있는 구조의 경우, 보다 큰 의의를 찾을 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 광기록재생장치의 슬라이더는 다음과 같은 제조방법에 의해 제조되는 것이 바람직하다.

슬라이더(10)에 관통공(13)을 형성하는 단계와; 관통공(13)에 집속렌즈(20)를 탑재하는 단계와; 슬라이더(10) 및 집속렌즈(20)의 디스크측 대향면(11,21)이 평면을 이루도록 조정하는 단계와; 슬라이더(10) 및 집속렌즈(20)의 디스크측 대향면(11,21)을 동시에 연마하는 단계를; 포함하는 제조방법이 그것이다.

여기서, 슬라이더(10)의 재질은 집속렌즈(20)의 재질보다 경도가 큰 것을 사용하여야 한다.

이러한 재질에 의해 슬라이더(10) 및 집속렌즈(20)를 형성하고, 그 디스크측 대향면(11,21)이 평면을 이루도록 조정한 후, 동시에 연마를 가하게 되면, 슬라이더(10)의 디스크측 대향면(11)에 비해 상대적으로 경도가 약한 집속렌즈(20)의 디스크측 대향면(21)이 보다 많이 연마되므로, 본 발명에 의한 광기록재생장치의 슬라이더의 구조를 간단하게 제조할 수 있는 것이다.

즉, 미세한 구조의 광기록재생장치의 슬라이더에 있어서, 연마작업을 마친 집속렌즈(20)를 역시 연마작업을 마친 슬라이더(10)의 관통공(13)에 탑재하는 공정에서 집속렌즈(20)의 위치를 확보하는 복잡함을 피할 수 있도록 함으로써, 본 발명에 의한 슬라이더의 구조를 간단히 제조할 수 있는 것이다.

여기서, 슬라이더(10)의 재질에는 일반적으로 사용되는 고경도의 세라믹 재질을 사용하면 족하며, 그 중에서도 Al₂O₃-Tic를 사용하는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.

본 발명은 기록밀도가 높은 역전구조의 디스크를 이용하는 광기록재생방식에 있어서, 집속렌즈의 오염문제를 해소할 수 있도록 하는, 보다 진일보한 구조의 광기록재생장치 및 그 제조방법을 제공한다.

Claims

디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈를 탑재하는 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광기록재생장치에 있어서,

상기 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면은 상기 슬라이더의 상기 디스크측 대향면에 비해 상기 디스크 표면과의 간격이 큰 것을 특징으로 하는 광기록재생장치.
제1항에 있어서,

상기 디스크의 구조는 역전구조인 것을 특징으로 하는 광기록재생장치.
제2항에 있어서,

상기 슬라이더의 상기 디스크와의 접촉면에는 공기압 발생부가 형성된 것을 특징으로 하는 광기록재생장치.
디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈를 탑재하는 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광기록재생장치의 제조방법에 있어서,

상기 슬라이더에 관통공을 형성하는 단계와;

상기 관통공에 집속렌즈를 탑재하는 단계와;

상기 슬라이더 및 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면이 평면을 이루도록 조정하는 단계와;

상기 슬라이더 및 집속렌즈의 상기 디스크측 대향면을 동시에 연마하는 단계를; 포함하고,

상기 슬라이더의 재질은 상기 집속렌즈의 재질보다 경도가 큰 것을 특징으로 하는 광기록재생장치의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 슬라이더는 세라믹 재질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광기록재생장치의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 슬라이더의 재질은 Al₂O₃-Tic인 것을 특징으로 하는 광기록재생장치의 제조방법.