KR100446726B1

KR100446726B1 - 근접장 광기록재생장치

Info

Publication number: KR100446726B1
Application number: KR10-2001-0074354A
Authority: KR
Inventors: 김영식; 김진용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2004-09-01
Also published as: KR20030043274A

Abstract

본 발명은 송수광부와 대향렌즈를 직각반사에 의해 광학적으로 연결하는 반사수단을 구비한 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 대향렌즈를 통해 디스크에 근접장광을 조사하여 정보를 기록 또는 재생하는 근접장 광기록재생장치에 있어서, 상기 송수광부에서 입사된 광을 소정 각도로 굴절시키는 굴절면과; 상기 굴절면에서 입사되는 광은 전반사시키고, 수직으로 입사되는 광은 전투과시키는 선택적 투과면과; 상기 선택적 투과면에서 전반사되는 광을 다시 전반사시켜 그 선택적 투과면에 수직으로 입사시킴으로써, 상기 대향렌즈에 광을 조사하는 전반사면을; 포함하여 구성된 반사형 프리즘을 장착한 구조를 제시함으로써, 보다 작은 구조의 슬라이더가 장착된 근접장 광기록재생장치를 제공한다.

Description

근접장 광기록재생장치{APPARATUS FOR NEAR FIELD OPTICAL RECORDER}

본 발명은 근접장 광기록재생장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 기록매체 표면에 근접하여 대향되는 대향렌즈를 탑재하는 슬라이더의 구조에 관한 것이다.

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.

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.

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. 이 에버네슨트 웨이브를 이용하면, 기존의 원격장(far-field)에서는 빛의 회절 현상 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.

도 1 및 도 2는 종래의 근접장 광기록재생장치의 구조를 도시한 것으로서, 도 1은 평면도, 도 2는 광학계의 구성을 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 근접장 광기록재생장치는 베이스에 대해 왕복 회전 가능하게 설치된 스윙암(21)과, 그 스윙암(21)에 회전 구동력을 제공하는 액츄에이터(23)와, 공기동압에 의해 광디스크(10)에 대해 부상된 채로 광디스크(10)의 트랙을 스캔할 수 있도록 상기 스윙암(21)의 단부에 설치된 슬라이더(30)를 포함하여 구성된다.

슬라이더(30)는 대물렌즈(31)와 소정의 초점거리만큼 이격되어 장착된 대향렌즈(32) 및 상기 렌즈를 고정하기 위한 본체부(33)를 포함하여 구성되며, 상기 대향렌즈(32)에는 고체함침렌즈(SIL : Solid Immersion Lens) 또는 고체함침미러(SIM : Solid Immersion Mirror)가 사용되는 것이 일반적이다.

도 2는 대향렌즈(32)로 굴절형 고체함침렌즈를 채용한 장치를 예로 들어 보인 것으로, 대향렌즈(32)는 송수광부(40)에서 조사된 광이 큰 입사각으로 광디스크 (10)에 집속되도록 한다. 이로써 광디스크(10)에 맺힌 광스폿 크기를 줄일 수 있다.

상기 송수광부(40)는 반도체 레이저(41), 광검출기(42), 시준렌즈(43) 및 광경로변환수단(44)을 포함하여 구성된다. 이때, 광경로변환수단(44)은 반도체 레이저에서 출사된 광이 상기 반사거울(34)을 향하도록 하고, 광디스크(10)에서 반사되어 되돌아오는 광이 광검출기(42)를 향하도록 광의 진행 경로를 변환한다.

이러한 송수광부(40)는 대물렌즈(31)에 적합한 지경을 갖는 레이저 광을 조사하며, 반사거울(34)은 상기 송수광부(40)로부터 입사되는 광을 대물렌즈 (33) 쪽으로 반사시킨다. 상기 대물렌즈(31)는 입사광을 상기 대향렌즈(32)에 집광시키며, 그 대향렌즈(32)는 광디스크(10)에 근접장을 형성한다.

그런데, 송수광부(40)로부터 입사된 광은 대향렌즈(32)에 수직으로 조사되어야 하고, 상기와 같은 종래의 근접장 광기록재생장치에 있어서는, 송수광부(40)와 대향렌즈(32)를 광학적으로 연결하는 반사수단(50)으로서 반사거울(34)을 사용하고 있으므로, 그 반사거울(34)과 슬라이더(30)의 평면이 이루는 각도가 45°를 이루어야 한다는 제약이 따른다.

또한, 송수광부(40)로부터 입사된 광의 단면 지름을 축소시킨다 하더라더도, 반사수단에 의해 반사된 광의 지름이 대물렌즈(32)의 입사동 지름 이상이 되어야 한다는 제약이 따른다.

근접장 광기록재생장치는 기본적으로 대용량의 정보를 소형기기에 기록하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 이를 위해서는 슬라이더의 두께가 작아질 것이 요구되는데, 상기와 같은 구조의 반사수단이 적용될 경우, 그 한계가 노출되는바 문제점으로 지적되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 보다 작은 구조의 슬라이더가 장착된 근접장 광기록재생장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 근접장 광기록재생장치의 구조를 도시한 것으로서,

도 1은 평면도

도 2는 광학계의 구성을 도시한 구성도

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 근접장 광기록재생장치의 구조를 도시한 것으로서,

도 3은 광학계의 구성을 도시한 구성도

도 4는 반사수단의 구조를 도시한 단면도

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

30 : 슬라이더 31 : 대물렌즈

32 : 대향렌즈 40 : 송수광부

50 : 반사수단 51 : 반사형 프리즘

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 송수광부와 대향렌즈를 직각반사에 의해 광학적으로 연결하는 반사수단을 구비한 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 대향렌즈를 통해 디스크에 근접장광을 조사하여 정보를 기록 또는 재생하는 근접장 광기록재생장치에 있어서, 상기 반사수단은, 상기 송수광부에서 상기 디스크면에 평행하게 입사된 광을 디스크면에 대하여 예각을 이루도록 굴절시키는 굴절면과; 상기 디스크면에 평행을 이루며, 상기 굴절면에서 입사되는 광은 전반사시키고, 수직으로 입사되는 광은 전투과시키는 선택적 투과면과; 상기 선택적 투과면에서 전반사되는 광을 다시 전반사시켜 그 선택적 투과면에 수직으로 입사시킴으로써, 상기 대향렌즈에 광을 조사하는 전반사면을; 포함하여 구성된 반사형 프리즘인 것을 특징으로 하는 근접장 광기록재생장치를 제시한다.

또한, 상기 반사수단은 타원형 단면의 광을 원형 단면의 광으로 변환시키는 반사형 정형 프리즘인 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 근접장 광기록재생장치의 구조를 도시한 것으로서, 도 3은 광학계의 구성을 도시한 구성도, 도 4는 반사수단의 구조를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 근접장 광기록재생장치는 반사수단(50)을 제외한 기본적인 구성은 종래의 그것과 동일하다.

즉, 베이스에 대해 왕복 회전 가능하게 설치된 스윙암(21)과, 그 스윙암(21)에 회전 구동력을 제공하는 액츄에이터(23)와, 공기동압에 의해 광디스크(10)에 대해 부상된 채로 광디스크(10)의 트랙을 스캔할 수 있도록 상기 스윙암(21)의 단부에 설치된 슬라이더(30)를 포함하여 구성된다.

도 3은 대향렌즈(32)로 굴절형 고체함침렌즈를 채용한 장치를 예로 들어 보인 것으로, 대향렌즈(32)는 송수광부(40)에서 조사된 광이 큰 입사각으로 광디스크 (10)에 집속되도록 한다. 이로써 광디스크(10)에 맺힌 광스폿 크기를 줄일 수 있다.

상기 송수광부(40)는 반도체 레이저(41), 광검출기(42), 시준렌즈(43) 및 광경로변환수단(44)을 포함하여 구성된다. 이때, 광경로변환수단(44)은 반도체 레이저에서 출사된 광이 반사수단(50)을 향하도록 하고, 광디스크(10)에서 반사되어 되돌아오는 광이 광검출기(42)를 향하도록 광의 진행 경로를 변환한다.

이러한 송수광부(40)는 대물렌즈(31)에 적합한 지경을 갖는 레이저 광을 조사하며, 상기 반사수단(50)은 상기 송수광부(40)로부터 입사되는 광을 대물렌즈 (33) 쪽으로 반사시킨다. 상기 대물렌즈(31)는 입사광을 상기 대향렌즈(32)에 집광시키며, 그 대향렌즈(32)는 광디스크(10)에 근접장을 형성한다.

본 발명은 상기와 같은 구조를 취하는 근접장 광기록재생장치의 반사수단(50)으로서 반사형 프리즘(51)을 채용한 것을 특징으로 한다.

상기 반사형 프리즘(51)은 송수광부(40)에서 입사된 광을 소정 각도로 굴절시키는 굴절면(511)과; 그 굴절면(511)에서 입사되는 광은 전반사시키고, 수직으로 입사되는 광은 전투과시키는 선택적 투과면(512)과; 그 선택적 투과면(512)에서 전반사되는 광을 다시 전반사시켜 그 선택적 투과면(512)에 수직으로 입사시킴으로써, 대향렌즈(32)에 광을 조사하는 전반사면(513)을; 포함하여 구성된다.

즉, 송수광부(40)로부터 입사된 광은 굴절면(511)을 투과하면서 소정 각도로 굴절을 일으키고, 선택적 투과면(512)에서 전반사된 후, 전반사면(513)에서 전반사를 일으켜 다시 선택적 투과면(512)에 수직으로 입사됨으로써, 선택적 투과면(512)을 전투과하여 대향렌즈(32)로 조사된다.

이를 위해서는 전반사면(513)에는 반사코팅막을 형성하여야 하고, 굴절면 (511) 및 선택적 투과면(512)에는 반사코팅막을 형성하지 않아야 한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사형 프리즘(51)의 굴절률을 ｎ이라 하고, 굴절면(511)과 선택적 투과면(512)이 이루는 사이각을 θ라 할때, 그 반사형 프리즘(51)의 굴절면(511)에 입사하는 광의 지름(Hi)과 전반사면(513)에서 반사되어 선택적 투과면(512)을 통해 투과되어 나오는 광의 지름(Ho) 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.

따라서, 상기 반사형 프리즘(51)의 굴절률(ｎ)과, 굴절면(511)과 선택적 투과면(512)이 이루는 사이각(θ)을 적절히 조절함으로써, 반사형 프리즘(51)에 입사되는 광의 지름(Hi)과 반사 및 투과되어 나오는 광의 지름(Ho)의 비를 조절할 수 있는 것이다.

이러한 원리를 이용하면, 송수광부(40)로부터 입사된 광이 직각으로 반사되어 대향렌즈(32) 측으로 조사되어야 한다는 조건을 만족시키는 전제하에서도, 반사수단(50)의 높이를 감소시킬 수 있으므로, 궁극적으로 슬라이더(30)의 두께를 줄일 수 있다.

또한, 기본적으로 반도체 레이저(41)로부터 조사되는 광은 레이저 광으로서 타원형 단면을 갖는 것인데, 굴절률(ｎ) 및 사이각(θ)을 적절히 조절한 구조의 반사형 프리즘(51)을 통과할 경우, 원형 단면의 광으로 변환되게 된다.

즉, 슬라이더(30)에 상기와 같은 구조의 반사형 프리즘(51)을 장착할 경우, 광정형(beam shaping)의 효과도 함께 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 보다 작은 구조의 슬라이더가 장착된 근접장 광기록재생장치를 제공한다.

Claims

송수광부와 대향렌즈를 직각반사에 의해 광학적으로 연결하는 반사수단을 구비한 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 대향렌즈를 통해 디스크에 근접장광을 조사하여 정보를 기록 또는 재생하는 근접장 광기록재생장치에 있어서,

상기 반사수단은

상기 송수광부에서 상기 디스크면에 평행하게 입사된 광을 디스크면에 대하여 예각을 이루도록 굴절시키는 굴절면과;

상기 디스크면에 평행을 이루며, 상기 굴절면에서 입사되는 광은 전반사시키고, 수직으로 입사되는 광은 전투과시키는 선택적 투과면과;

상기 선택적 투과면에서 전반사되는 광을 다시 전반사시켜 그 선택적 투과면에 수직으로 입사시킴으로써, 상기 대향렌즈에 광을 조사하는 전반사면을; 포함하여 구성된 반사형 프리즘인 것을 특징으로 하는 근접장 광기록재생장치.
제1항에 있어서,

상기 반사수단은 타원형 단면의 광을 원형 단면의 광으로 변환시키는 반사형 정형 프리즘인 것을 특징으로 하는 근접장 광기록재생장치.