KR100543421B1 - 대물렌즈장치및기록재생장치 - Google Patents

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KR100543421B1 KR1019970059258A KR19970059258A KR100543421B1 KR 100543421 B1 KR100543421 B1 KR 100543421B1 KR 1019970059258 A KR1019970059258 A KR 1019970059258A KR 19970059258 A KR19970059258 A KR 19970059258A KR 100543421 B1 KR100543421 B1 KR 100543421B1
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겐지 야마모토
도시오 와타나베
기요시 오사토
이사오 이치무라
후미사다 마에다
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

대물렌즈장치 및 기록재생장치를 기판 두께와 개구수(NA)가 상이한 광기록매체에 대응시킨다. 대물렌즈장치(10)에 있어서, 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)의 간격을 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 조정하고, 광디스크(20)의 기판 두께에 대응시킨다. 또, 제1 조리개(14)에 추가로, 제2 렌즈(12)의 광디스크(20)에 근접해서 대향하는 면(12a)에 제2 조리개(15)를 설치함으로써 광디스크(20)의 개구수에 대응시킨다.

Description

대물렌즈장치 및 기록재생장치{OBJECTIVE LENS UNIT AND RECORDING/ REPRODUCTION APPARATUS}
본 발명은 대물렌즈장치 및 이 대물렌즈장치를 구비하여 구성된 광디스크 등의 광기록매체에 대하여 정보신호의 기록/재생을 행하는 기록재생 장치에 관한 것이다.
종래, 광디스크, 광자기디스크, 광카드와 같은 광학기록매체는 동영상 정보, 음성 정보, 컴퓨터용 데이터 등의 데이터의 보존을 위해, 그 대량생산과 저비용 때문에 널리 사용되고 있다. 그리고, 그 기록정보의 고밀도화, 대용량화에의 요구가 정보화 사회의 급격한 진보에 의해 최근 더 높아지고 있다.
이와 같은 광학기록매체에 있어서의 정보신호의 기록밀도를 높이기 위해서는, 이 정보신호를 독출하기 위한 레이저 광속(光束)을 단파장화하는 것과, 이 레이저 광속을 자기디스크에 집광시키기 위한 대물렌즈의 개구수(NA)를 높이는 것(즉, 높은 개구수를 갖는 대물렌즈를 사용함)이 효과적이다. 왜냐하면, 레이저 광속을 집광하여 형성하는 빔스폿의 최소 사이즈는 광의 회절(回折)에 의해, λ/NA(λ: 광속의 파장) 이하로는 될 수 없기 때문이다.
상기 레이저 광속의 단파장화에 대하여는, 최근 청색 레이저 다이오드나 청색 또는 녹색 SHG 레이저가 개발되고 있다. 한편, 상기 대물렌즈의 개구수(NA)를 높이는 것에 대해서는, 이른바「콤팩트 디스크(CD)」(오디오 신호용 또는 컴퓨터용의 디지털 광디스트)용의 대물렌즈의 NA가 0.45인 것에 대하여, 이 「콤팩트 디스크」보다 기록밀도가 향상된, 이른바 디지털 비디오디스크(DVD)(비디오 신호용 디지털 광디스크)용의 대물렌즈에서는, NA는 0.6으로 되어 있다.
그리고, 디지털 비디오 디스크는 디스크의 기울기에 의한 코마수차(comatic aberration)의 영향을 저감시키기 위해, 콤팩트 디스크(CD)나 광자기 디스크의 디스크 투명기판의 두께가 1.2㎜인 것에 대하여, 그 절반의 두께, 즉 0.6㎜ 두께의 디스크 투명기판을 구비하여 구성되어 있다.
그리고, 상기 디지털 비디오 디스크보다 더 기록정보의 고밀도화를 실현하기 위해서는, NA가 0.6을 넘는 높은 NA의 대물렌즈가 필요하게 된다.
대물렌즈장치는 전술한 바와 같은 상이한 투명기판의 두께와 NA를 가지는 각각의 규격의 광학기록매체에 대응하는 조정이 필요하게 된다. 여기서, 디스크의 기울기에 의해 발생하는 코마수차는 NA의 3승과 디스크의 투명 기판의 두께에 비례하여 커지므로, NA에 대한 조정이 특히 중요하게 된다.
전술한 바와 같은 상이한 규격의 광학기록매체의 각각의 투명한 기판의 두께에 대응하기 위해서는, NA가 상이한 렌즈를 각각의 디스크를 위해 복수개 준비하거나, 회절형의 홀로그램을 광로내에 삽입하는 등의 방법이 있다. 이들의 방법에서는 NA는 각각의 렌즈 또는 홀로그램에 설계단계에서 각각의 규격의 광학기록매체에 대응하여 미리 설정한다.
그런데, 전술한 바와 같이 대물렌즈장치는 상이한 규격의 광학기록매체에 대해서는 개별적으로 대응하고 있다. 즉, 각 규격의 광학기록매체의 투명한 기판의 두께와 NA에 대응하는 렌즈를 각각 준비하거나 또는 회절형 홀로그램을 이용하고 있다.
복수개의 렌즈를 준비하는 경우, 상기 광학기록매체를 변경할 때마다 렌즈의 교체를 행할 필요가 있다. 또, 이와 같은 복수개의 렌즈를 갖는 대물렌즈장치는 콤팩트하게 하는 것은 어렵다. 한편, 상기 회절형의 홀로그램을 이용하는 경우에는 비용이나 기술적인 면에서 여러가지 문제가 있다.
그래서, 본 발명은 상기의 실정을 감안하여 제한된 것으로서, 상이한 규격의 광학기록매체의 기판 두께와 NA를 동시에 만족시키는 대물렌즈장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 전술한 본 발명에 관한 대물렌즈장치를 구비하여, 상이한 규격의 광학기록매체에 대한 정보신호의 양호한 기입 및 독출이 행해질 수 있도록 한 기록재생장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
다음으로, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 의한 대물렌즈장치를 구비하는 기록재생장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 발광부(121), 대물렌즈장치(10), 수광부(120) 및 광디스크(20) 등의 광학기록매체로 포함한다. 발광부(121)는 정보신호에 대하여 변조된 원(圓)편광의 광속을 생성한다. 대물렌즈장치(10)는, 발광부(121)에서 생성된 광속을 광디스크(20) 상에 집광하여 조사한다. 대물렌즈장치(10)는 광디스크(20)에 조사한 광의 반사광을 모아 재차 광속으로 한다. 수광부(120)는 이 광속을 받아 정보신호 및 그 밖의 서보용의 신호로 변환시킨다.
발광부(121)는 광원(101), 콜리메이터 렌즈(102), 회절격자(그레이팅)(103), 편광 빔스플리터(104), 및 λ/4(4분의 1 파장)판(105)을 포함한다. 광원(101)으로서는, 예컨대 반도체 레이저가 이용된다. 광원(101)에서 발생한 광은 콜리메이터렌즈(102)에 의해 평행한 광속으로 된다. 이 광속은 회절격자(103)에 의해 직선의 광선으로 되고, 이후 편광 빔스플리터(104)를 통과하게 된다. 그리고, 이 광속은 λ/4 판(105)에 의해 원편광으로 변환되어, 대물렌즈장치로 도입된다.
대물렌즈장치(10)는 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12), 제2 렌즈를 제1 렌즈에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 상자통(13), 제1 조리개(14), 제2 조리개(15), 제2 렌즈구동기구(액튜에이터)(16) 및 대물렌즈 구동기구(액튜에이터)(17)를 포함한다. 이 대물렌즈장치(10)는 발광부(121)에서 생성되는 광속을 받아, 먼저 제1 조리개(14)에서 '입사높이'(incident height)라고 칭해지는 광속의 광축으로부터의 거리를 제한한다. 이 광속은, 제1 렌즈(11)에서 집속되고, 광속이 입사하는 면이 곡률반경이 소정값의 볼록구면상으로 되어, 광디스크(20)의 광입사면(20a)에 근접되어, 대향하는 면이 평면(12a)으로 되어 있는 볼록렌즈인 제2 렌즈(12)에서 다시 집속되고, 제2 조리개(15)에서 소정의 직경까지 제한된 후, 광디스크(20)의 신호기록면(20b)에 조사된다.
그리고, 각 렌즈의 제1 렌즈의 광축과 제2 렌즈의 광축이 일치하도록 설치되어 있다. 제2 렌즈(12)는, 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 평면(12a)과 광입사면(20a)의 간격이 항상 일정한 미세 간격을 유지하도록 그 이동이 조작된다. 즉, 평면(12a)과 광입사면(20a)의 사이에는 얇은 공기층(에어갭)이 형성되어 있다.
또, 대물렌즈장치(10)는 대물렌즈 구동기구(17)에 의해, 제2 렌즈(12)를 통과한 광속이 형성하는 빔스폿이 광디스크(20)의 신호기록면상(20b)의 기록 트랙상에 항상 형성되도록, 광축 방향(포커스 방향, 도 1의 화살표 F 방향) 및 이 광축과 기록 트랙에 직교하는 방향(트래킹 방향, 도 1의 화살표 T 방향)으로 이동이 조작된다. 즉, 상기 광속은 항상 상기 기록 트랙상에 집광된다. 대물렌즈 구동기구(17)의 동작은 상기 신호기록면으로부터의 반사광에 따라 생성되는 검출신호(에러신호)에 따라 행해진다. 또, 제2 렌즈구동기구(16)는 광디스크(20)의 투명한 기판의 두께의 변동에 따라 에어갭의 두께를 일정하게 한다.
광디스크(20)는 표면부인 광입사면(20a)보다 신호기록면(20b)의 사이가, 평행평면의 투명층(20c)으로 되어 있다. 이 투명층(20c)은, 신호기록층의 기록밀도에 의해, 0.1㎜ 내지 0.6㎜의 두께를 가지는 기판을 구성하고 있다. 그래서, 대물렌즈장치(10)에는 각 종류에 대응하는 NA(개구수) 등의 특성이 요구된다. 이 대물렌즈장치(10)로부터 조사된 광은 광입사면(20a)으로부터 입사하여 투명층(20c)을 통과하여 신호기록면(20b)상에 집광된다.
이 광디스크(20)의 상기 신호기록면(20b)에서 반사한 반사광은, 다시 대물렌즈장치(10)에 입사하여, 제2 렌즈(12)에서 집광되고, 제1 렌즈(11)를 거쳐 평행 광속으로 되어 대물렌즈장치(10)로부터 출사하게 된다. 이 반사 광속은 λ/4판(105)에 도달하고, 그 통과시에 원편광으로부터 직선편광으로 된다. 다만, 이 광속의 편광의 방향은 이 광속이 먼저 대물렌즈장치(10)에 입사했을 때의 편광방향에 직교하고 있다. 그리고, 반사광속은 편광 빔스플리터(104)에 의해, 발광부(121)로부터 대물렌즈(10)에 입사하는 광속과 분리되어 수광부(120)로 도입된다.
수광부(120)는 제1 하프미러(106), 제1 집속렌즈(107), 제1 멀티렌즈(108), 제1 광검출기(109), 제2 하프미러(110), 제2 집속렌즈(111), 제2 멀티렌즈(112), 제2 광검출기(113), 미러(114), 제3 집속렌즈(115) 및 제3 멀티렌즈로 포함한다. 빔스플리터에 있어서, 전술한 바와 같이 분리된 대물렌즈장치(10)로부터 출사한 광속은 수광부(120)로 도입되어, 제1 하프미러(106)에 입사한다.
제1 하프미러(106)에 입사한 반사광속의 일부는, 집속렌즈(107) 및 멀티렌즈(108)를 거쳐, 포토다이오드 등으로 이루어진 제1 광검출부(109)의 수광면상에 집광된다. 멀티렌즈(108)는 원통형렌즈와 오목렌즈가 일체화된 렌즈이고, 상기 반사광속에 비점수차(非點收差: astigmatism)를 발생시키는 동시에, 이 반사광속을 제1 광검출기(109)의 수광면상에 집광시킨다.
제1 광검출기(109)는 복수개의 부분(예컨대, 6면)으로 분할된 수광면을 가지고 있으며, 이들 각 수광면으로부터의 광검출 출력에 따른 연산처리에 의해, 광학기록매체(20)로부터의 독출신호인 RF 신호 및 포커스 에러, 트래킹 에러의 각 에러신호가 생성되도록 되어 있다.
대물렌즈 구동기구(17)는 상기 포커스 에러신호에 기초하여, 대물렌즈장치(10)를 상기 포커스 방향으로 이동 조작하여, 신호 기록면상(20b)에서 광속의 집광상태를 유지한다. 또, 대물렌즈 구동기구(17)는 상기 트래킹 에러신호에 기초하여 대물렌즈장치(10)를 상기 트래킹 방향으로 이동 조작하여 상기 광속을 상기 기록트랙상에 조사시킨다.
제1 하프미러(106)를 통과한 반사광속은 제2 하프미러(110)에 입사된다. 이 제2 하프미러(110)는 상기 반사광속을 2분할하여, 이 제2 하프미러(110)를 통과한 광속을 제2 집속렌즈(111), 제2 멀티렌즈(112)를 통해 제2 광검출기(113)로 도입되도록 한다. 다른 쪽의 제2 하프미러(110)에서 반사된 광속은 미러(114), 제3 집광렌즈(115), 제3 멀티렌즈(116)를 통해, 제3 광검출기(117)로 도입된다.
제2 광검출기(113)는 광축방향의 위치를 조정함으로써, 상기 광속내에서, 광입사면(20a)으로부터의 반사광속을 검출하도록 되어 있다. 또, 제3 광검출기(117)는 광축방향의 위치를 조정함으로써, 상기 광속내에서 평면(12a)으로부터의 반사광속을 검출하도록 되어 있다. 이들 제2 광검출기(113) 및 제3 광검출기(117)로부터의 광검출 출력은 감산기(118)에 의해 서로 감산처리된다. 그리고, 이 감산기(118)의 출력은 액추에이터 드라이버(119)에 공급된다.
이 엑추에이터 드라이버(119)는 공급되는 감산기(18)로부터의 출력에 따라 제2 렌즈구동기구(16)를 구동시킴으로써, 평면(12a)과 광입사면(20a)의 사이의 에어갭의 두께를 일정하게 유지시킨다.
제2 렌즈구동장치(16)는 전술한 바와 같이 에어갭의 두께를 일정하게 유지하는 것외에, 제2 렌즈(12)와 이 제2 렌즈(12)에 설치된 제2 조리개(15)를 이동시킴으로써, 대물렌즈장치(10)를 원하는 NA로 조정하는 역할을 담당하고 있다. 광디스크(20)의 투명기판층(20c)의 두께의 변동에 따라 에어갭의 두께를 일정하게 유지하기 위한 제2 렌즈(12)의 폭과, NA의 조정을 위한 제2 렌즈(12)의 이동의 폭은 후자가 압도적으로 크지만, 단일의 제2 렌즈구동장치(16)로 겸용하는 것도 가능하다.
다음으로, 전술한 대물렌즈장치(10)에 대해서, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 대물렌즈장치(10)에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 광디스크(20)의 광입사면(20a)에 근접되어 대향하는 제2 렌즈(12)는 광의 입사면이 소정의 곡률반경으로 된 볼록구면 형상으로 상기 광입사면에 대향하는 면이 평면(12a)으로 된 볼록렌즈이다.
제2 렌즈(12)는 제1 렌즈(11)로부터 사출된 광속이 볼록구면에 수직으로 입사되었을 때에 광디스크(20)의 신호기록면(20b)상에 이 렌즈를 경유한 광이 집광되는 것으로 되는 두께인 기준 두께, 또는 이 기준 두께보다 두껍게하여 설치된다. 이 볼록렌즈(12)는 NA를 높게 한 경우에 있어서도, 광디스크(20)와 같은 광학기록매체의 두께 오차에 대하여 발생하는 수차가 작다고 하는 특성을 가진다. 또, 두께를 기준 두께보다 두껍게 한 경우에는 광축으로부터 벗어난 입사광선, 제1 렌즈(11)의 광축에 대한 경사 및 제2 렌즈(12)의 광축의 편심에 대한 허용도가 상기 기준 두께일 때에 비해 각각 커져, 수차(aberration)의 발생이 억제된다고 하는 특성을 가진다.
제2 렌즈(12)의 광디스크(20)에 근접하여 대향하는 면(12a)에는, 전술한 제2 조리개(15)가 설치되어 있다. 제2 조리개는, 예컨대 금속막의 증착에 의해 설치된다. 제2 조리개(15)는 제2 렌즈(12)의 볼록구면에 입사하여 집속되는 광속을 소정의 직경으로 제한한다. 즉, 제2 조리개(15)보다 직경이 큰 광속에 대해서는 광디스크(20)에의 입사각을 작게 하므로, 이와 같은 광속에 대해서는 NA를 낮게 하는 것으로 된다.
제2 렌즈(12)는 제1 렌즈(11)에 대해서 광축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 제2 렌즈(12)와 제1 렌즈(11)의 간격은, 제2 렌즈구동기구(액추에이터)(16)로 조절할 수 있다. 상기 간격의 조절에 의해, 광디스크(20)의 기판(투명층(20c))의 두께에 대응할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광학기록매체에 있어서의 정보신호 기록밀도의 고밀도화의 요구가 있고, 높은 NA가 요구되고 있다. 현재, 광학기록매체에 대해서 몇개의 규격이 있다. 이 실시예에서는, 이들 광학기록매체의 규격내에서, 디스크기판(투명판(20c))의 두께가 0.1mm이고 NA가 0.77의 박형 디스크와, 디스크기판(투명층(20c))의 두께가 0.6mm로 NA가 0.6의 DVD디스크에 대해 예시한다.
본 실시예에 관한 대물렌즈장치(10)에 있어서, 제1 조리개(14) 또는 상자통의 유효 직경은 상기 박형 디스크의 기판 두께 및 NA에 대응하고, 제2 조리개(15)는 상기 DVD 디스크의 기판 두께 및 NA에 대응하고 있다. 또, 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)의 간격은 상기 박형 디스크와 DVD 디스크와의 기판 두께 및 NA에 각각 대응하여 조정된다. 즉, 제2 렌즈(12)는 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 광축방향으로 이동 조정된다.
도 2에서는 상기 박형 디스크(20)에 대해 조정된 대물렌즈장치(10)를 나타낸다. 상기 박형 디스크에 대응하여, 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)의 간격은 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 넓게 확보되어 있다. 또, 제2 렌즈(12)에 있어서의 광속은 제2 조리개(15)에 의해 차단되어 있지 않으므로, NA는 저감되어 있지 않다. 상기 박형 디스크에 대해 조정된 대물렌즈장치(10)의 렌즈 데이터를 다음에 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00001
[표 2]
Figure pat00002
표 1에서, '면 번호'에 대해서, 물점의 지점 'OBJ'은 무한대의 물체의 지점, 조리개 'STO 1'은 제1 조리개(14), 조리개 'STO 2'는 제2 조리개(15), 이미지면'IMG'는 신호기록면(20b)에 대응하고 있다. 또, '면 번호 2' 및 '면 번호 3'은 제1 렌즈(11), '면 번호 4'는 제2 렌즈(12)의 볼록구면형상의 면, '면 번호 6' 및 '면 번호 7'은 상기 박형 디스크(20)의 투명층의 광입사면(20a) 및 광출사면에 각각 대응하고 있다.
표 2에는 상기 박형 디스크에 대해 조정한 대물렌즈장치(10)의 NA, 초점거리, 파면수차, 완전 개구수 및 파장(WL)의 수치를 각각 나타낸다.
대물렌즈장치(10)는 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 상기 광디스크(20)의 기판두께에 대해서 조정하는 동시에, 제2 조리개(15)에 의해 입사 조리개를 좁게하여 NA를 조정할 수 있다. 도 3에는 제2 조리개(15)에 의해 NA를 DVD 디스크의 규격으로 조정한 대물렌즈장치(10)를 나타낸다. 광속의 직경은 제1 조리개(11)에 있어서의 직경으로부터 제2 조리개(15)에 의해 직경 D로 좁혀져 있다. 그러므로, 이 대물렌즈장치(10)의 NA는 저감된다. 또, 상기 DVD 디스크의 기판 두께에 대응해서, 대물렌즈장치(10)의 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)의 간격은 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 좁혀져 있다. 이 대물렌즈장치(10)의 렌즈 데이터를 다음에 나타낸다.
[표 3]
Figure pat00003
[표 4]
Figure pat00004
표 3에서는, 표 1과 마찬가지로, '면 번호'에 대해서, 물체의 지점 'OBJ'는 무한대의 물체의 지점, 조리개 'STO 1'은 제1 조리개(14), 조리개 'STO 2'는 제2 조리개(15), 이미지면 'IMG'는 신호기록면(20b)에 대응하고 있다. 또, '면 번호 2' 및 '면 번호 3'은 제1 렌즈(11), '면 번호 4'는 제2 렌즈(12)의 볼록구면형상의 면, '면 번호 6' 및 '면 번호 7'은 상기 박형 디스크(20)의 투명층의 광입사면(20a) 및 광출사면에 각각 대응하고 있다. 여기서, 면 번호 STO 2의 제2 조리개에 있어서의 유효 직경은 표 3에서 1.062mm 였던 것에 대하여, 0.325로 되어 있고, 제2 조리개(15)의 존재를 알 수 있다.
표 4에는 대물렌즈장치(10)의 NA, 초점거리, 파면수차, 완전 개구수 및 파장(WL)의 수치를 각각 나타낸다. 대물렌즈장치(10)의 NA는 0.60이고, 이 값은 DVD디스크(20)의 규격에 대응한다.
이와 같이, 대물렌즈장치(10)는 광디스크(20)의 기판 두께에 대한 조정은 렌즈 사이의 거리에 의해 행하고, 제2 조리개(15)에 의해 NA의 조정을 행한다. 즉, 대물렌즈장치(10)는 상이한 규격의 광학기록매체에 대하여 기판 두께와 NA에 대해 동시에 대응할 수 있다.
다음으로, 도 4에는 대물렌즈장치(10)에 있어서, 제2 조리개(15)를 제외한 상태, 즉 상기 DVD 디스크(20)의 기판 두께에 대해서는 조정을 행하였지만, NA에 대해서는 조정하고 있지 않은 상태를 나타낸다. 상기 도 2와 대비하면, 상기 제2 조리개(15)가 제외되어 있으므로, 광축으로부터 멀어진 광선도 포함한 광속이 광디스크(20)를 조사하고 있다. 상기 DVD 디스크(20)로부터 본 입사각은 크기 때문에 NA도 크다. 그러나, 입사하는 광속은 좁혀져 있지 않으므로, 수차는 상기 제2 조리개(15)를 장착한 경우에 비해 크다. 여기서, 상기 도 2의 경우와 동일하게, DVD디스크(20)의 기판 두께는 0.6mm, NA는 0.94이다. 대물렌즈장치(10)는 상기 DVD 디스크(20)에 대응하여 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)의 간격은 제2 렌즈구동기구(16)에 의해 좁아지고 있다. 여기서는, 전술한 바와 같이, NA는 저감되어 있지 않으므로, DVD 디스크(20)의 규격보다 큰 값으로 되어 있다. 이 대물렌즈장치(10)의 렌즈 데이터를 다음에 나타낸다.
[표 5]
Figure pat00005
[표 6]
Figure pat00006
표 5에서는, 표 1과 마찬가지로, '면 번호'에 대해서, 물체의 지점 'OBJ'는 무한대의 물체의 지점, 조리개 'STO 1'은 제1 조리개(14), 조리개 'STO 2'는 제2 조리개(15), 이미지면 'IMG'는 신호기록면(20b)에 대응하고 있다. 또, '면 번호 2' 및 '면 번호 3'은 제1 렌즈(11), '면 번호 4'는 제2 렌즈(12)의 볼록구면형상의 면, '면 번호 6' 및 '면 번호 7'은 상기 박형 디스크(20)의 투명층의 광입사면(20a) 및 광출사면에 각각 대응하고 있다. 여기서, 면 번호 STO 2의 조리개에 있어서의 유효 직경은 1.062mm 이다.
표 6에는 대물렌즈장치(10)의 NA, 초점거리, 파면수차, 완전 개구수 및 파장(WL)의 수치를 각각 나타낸다. 대물렌즈장치(10)의 NA는 0.94로서 상기 DVD 디스크(20)의 규격인 0.60보다 큰 값이다. 이 상태에서는 수차가 크므로, 상기 DVD 디스크(20)에 대한 정보신호의 독출 및 기입에서 에러가 생길 수 있다.
그리고, 본 발명에 관한 대물렌즈장치(10) 및 이 대물렌즈장치(10)를 구비하는 기록재생장치(100)는 전술한 바와 같이 제2 렌즈(12)가 1매의 렌즈로 이루어지는 경우에 한정되지 않는다. 변형예로서, 도 5 및 도 6에는, 제2 렌즈(12)가 2매의 렌즈로 이루어지는 대물렌즈장치(10)를 각각 나타낸다. 이 대물렌즈장치(10)는, 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12A), 제3 렌즈(12B), 제2 렌즈(12A)와 제3 렌즈(12B)를 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 상자통(13), 제1 조리개(14), 제2 렌즈(15)의 제3 렌즈에 대향하는 면상에 설치된 제2 조리개(15), 제2 렌즈구동장치(16) 및 도시하지 않은 대물렌즈 구동장치를 포함한다. 도 5 및 도 6에 있어서의 대물렌즈장치(10)는 각각 디스크 기판의 두께가 0.1mm이고, NA가 0.77인 박형 디스크와, 디스크 기판의 두께가 0.6mm이고 NA가 0.6인 DVD 디스크에 대응하도록 조정되어 있다. 도 5에 있어서는, 제2 렌즈구동장치(16)에 의해 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12A) 및 제3 렌즈(12B)의 간격이 넓게 확보되어 있지만, 도 6에 있어서는 상기 간격은 좁혀져 있고, 광속의 직경은 D로 제한되며, NA는 저감되어 있다. 제2 조리개(12)는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 대물렌즈장치(10)의 광학기록매체에 대향하는 면에 구비할 필요는 없고, 렌즈의 다른 면에 설치할 수도 있다. 또한, 제2 조리개(15)는 반드시 렌즈의 표면에 설치할 필요는 없고 광로상에 있으면 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 대물렌즈장치에 있어서는, 기판 두께 및 NA에 관하여 규격이 상이한 광학기록매체에 대해서, 각각 기판 두께 및 NA에 대해서 동시에 조정이 가능한 대물렌즈장치를 제공한다. 즉, 종래와 같이 상이한 규격의 광학기록매체에 대해서 각각의 렌즈 또는 회절형의 홀로그램과 같은 특별한 수단을 필요로 하지 않으면서, 단일의 대물렌즈장치로 대응할 수 있다. 이에 의하면, 대물렌즈의 구조를 단순하게 할 수 있어서, 제조과정에서의 생산성의 향상, 제품의 소평 및 경량화와 저가격화를 도모할 수 있다.
본 발명에 관한 대물렌즈장치는, 제1 렌즈와 제2 렌즈를 구비하고, 이 렌즈들 사이의 거리를 변화시킴으로써, 상이한 규격의 광학기록매체의 기판의 두께에 대응한다. 단일의 대물렌즈에 의해 상이한 규격의 광학기록매체에 대응할 수 있으므로 편리하다. 또, 동일 광학기록매체에 있어서, 기판의 두께가 위치에 의해 다소 변화하고 있는 경우라도, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리를 변화시킴으로써, 안정적으로 초점을 맺을 수 있다.
또, 본 발명에 관한 대물렌즈장치에 있어서, NA에 대응하는 조리개는 상기 제2 렌즈의 면상에 설치된다. 이 조리개는 예컨대 차광성을 갖는 증착막에 의해 형성될 수 있다. 이와 같은 증착막은 매우 용이하게 형성될 수 있고 또 환경에 대해서 안정적이다. 또, 조리개판은 기계적인 지지 구조를 필요로 하지 않으므로 부품개수의 저하를 도모할 수 있다. 따라서, 상기 렌즈장치의 저가격화, 보수의 저감을 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명에 관한 대물렌즈장치에 있어서, 제2 렌즈는 광속이 입사하는 면이 곡률반경이 소정값의 구면을 이루어 광학기록매체에 근접하고 대향하는 면은 평면으로 된 볼록렌즈가 사용된다. 상기 볼록렌즈의 한쪽 면은 평면으로 되어 있으므로 이 면상으로의 조리개의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 대물렌즈장치에 있어서, 상기 제2 렌즈를 2매의 렌즈로 구성할 수도 있다. 2매의 렌즈를 사용하면, 1매의 렌즈만 사용하는 경우에 비해, 폭이 넓은 설계를 할 수 있다. 또, 조리개를 배치하는 면의 수가 증가하고 설계의 자유도가 증가한다.
본 발명에 관한 기록재생장치에 있어서, 기판 두께 및 NA에 관하여 규격이 상이한 광학기록매체에 대해서, 각각 NA를 조정할 수 있는 렌즈장치를 구비하고 있다. 전술한 바와 같이, 이와 같은 렌즈장치는 소형, 경량화 및 저가격화를 도모할 수 있다. 상기 기록재생장치는 이 렌즈장치를 구비하고, 상이한 규격의 광학기록매체에 대응할 수 있으므로, 사용자에게 편리하다. 또, 상기 재생장치의 소형화, 경량화 및 저가격화를 도모할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 기록재생장치의 구비하는 대물렌즈장치는 제1 렌즈와 제2 렌즈를 구비하며, 이 렌즈들 사이의 거리를 변화시킴으로써, 상이한 규격의 광학기록매체의 기판의 두께에 대응한다. 즉, 단일의 대물렌즈에 의해, 상이한 규격의 광학기록매체에 대응할 수 있으므로 편리하다.
또한, 본 발명에 관한 기록재생장치의 구비하는 대물렌즈장치에 의하면, NA를 제어하는 조리개가 상기 제2 렌즈의 면상에 설치된다. 이 조리개는, 예컨대 막의 증착에 의해 매우 용이하게 형성될 수 있다. 이와 같은 증착막은 환경의 변화에 대해 안정적이다. 따라서, 상기 렌즈장치의 저가격화 및 보수의 저감을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 렌즈장치 및 렌즈장치를 구비하는 기록재생장치의 전체의 구조를 모식적으로 나타낸 측면도.
도 2는 박형 디스크에 대응하도록 조정된 상기 대물렌즈장치의 단면도.
도 3은 DVD 디스크에 대응하도록 조정된 상기 대물렌즈장치의 단면도.
도 4는 DVD 디스크에 대응하도록 조정된 상기 DVD 디스크에 근접하여 대향하는 면의 조리개를 제외한 상기 대물렌즈장치의 단면도.
도 5는 박형 디스크에 대응하도록 조정된 3장의 렌즈를 구비하는 대물렌즈장치의 단면도.
도 6은 DVD 디스크에 대응하도록 조정된 3장의 렌즈를 구비하는 대물렌즈장치의 단면도.

Claims (18)

  1. 광학기록매체에 대하여 광을 조사하여 신호의 독출 및/또는 기록을 수행하는 대물렌즈장치로서,
    광원 측에 배치되는 제1 렌즈와,
    기록 매체 측에 배치되는 제2 렌즈와,
    상기 제2 렌즈를 상기 제1 렌즈에 대하여 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 상자통과,
    상기 제2 렌즈에 근접하여 상기 제2 렌즈와 함께 광축방향으로 이동하여, 상기 광원으로부터 출사되고 제 1 렌즈를 통하여 받아들인 광의 광속을 소정의 직경으로 제한하도록 차단하는 조리개 수단과,
    상기 상자통을 광축 방향으로 이동시키는 이동수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  2. 제 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 제2 렌즈의 간격은 상기 광학기록매체의 기판 두께에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조리개는 상기 제2 렌즈의 면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조리개는 제2 렌즈의 내측으로 광학기록매체에 대향하는 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  5. 제4항에 있어서,
    광학기록매체에 근접하여 대향하여 설치되는 상기 제2 렌즈는, 이 제2 렌즈에 광속이 입사되는 면의 곡률반경이 소정값인 볼록구면으로 이루어지며, 상기 광학기록매체의 표면부에 근접되어 대향하는 면이 평면으로 이루어진 볼록렌즈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 2매의 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상자통을 광축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 이동시키는 이동수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  8. 광학기록매체에 대하여 광을 조사하여 신호의 독출 및/또는 기록을 수행하는 기록재생장치로서,
    발광부와,
    상기 발광부로부터 발광된 광을 상기 광학기록매체에 집광하는 대물렌즈장치를 구비하며,
    상기 대물렌즈장치는 상기 발광부 측에 배치되는 제1 렌즈, 기록 매체 측에 배치되는 제2 렌즈 및 상기 제2 렌즈를 상기 제1 렌즈에 대해 광축 방향으로 이동가능하게 지지하는 상자통과, 상기 상자통을 광축 방향으로 이동시키는 이동수단으로 이루어지고,
    상기 제2 렌즈에 근접하여 상기 제2 렌즈와 함께 광축방향으로 이동하여, 상기 광원으로부터 출사되고 제 1 렌즈를 통하여 받아들인 광의 광속을 소정의 직경으로 제한하도록 차단하는 조리개 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 제2 렌즈의 간격은 광학기록매체의 기판 두께에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조리개는 상기 제2 렌즈의 면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  11. 제9항에 있어서,
    광학기록매체에 근접하여 대향하여 설치되는 상기 제2 렌즈는, 이 제2 렌즈에 광속이 입사되는 면의 곡률반경이 소정값인 볼록구면으로 이루어지며, 상기 광학기록매체의 표면부에 근접되어 대향하는 면이 평면으로 이루어진 볼록렌즈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 대물렌즈장치는 상기 상자통을 광축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 이동시키는 이동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  13. 광학기록매체에 대하여 광을 조사하여 신호의 독출 및/또는 기록을 수행하는 대물렌즈장치로서,
    제1 렌즈와,
    상기 광학기록매체와 상기 제1 렌즈 사이에 설치되고, 광축이 상기 제1 렌즈의 광축과 일치하도록 설치된 제2 렌즈와,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈를 상기 광축 방향에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동수단과,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈를 함께 최소한 상기 광축 방향으로 이동시키는 액추에이터와,
    상기 제2 렌즈의 상기 광학기록매체에 대향하는 면측에 설치되어, 상기 제2 렌즈와 함께 광축방향으로 이동하여, 상기 광원으로부터 출사되고 제 1 렌즈를 통하여 받아들인 광의 광속을 소정의 직경으로 제한하도록 차단하는 조리개 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 간격은 상기 광학기록매체의 기판 두께에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  15. 제13항에 있어서,
    광학기록매체에 근접하여 대향하여 설치되는 상기 제2 렌즈는, 이 제2 렌즈에 광속이 입사되는 면의 곡률반경이 소정값인 볼록구면으로 이루어지며, 상기 광학기록매체의 표면부에 근접되어 대향하는 면이 평면으로 이루어진 볼록렌즈인 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 조리개 수단은 상기 제2 렌즈의 면상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈를 광축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상기 액추에이터에 의해 광축 방향으로 이동되는 동시에, 상기 제2 렌즈는 상기 이동수단에 의해 상기 제1 렌즈에 대하여 광축 방향으로 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 대물렌즈장치.
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