KR20010029128A - 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치 - Google Patents

고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치 Download PDF

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Abstract

제작 한계를 벗어나지 않는 범위에서 고 개구수을 구현할 수 있는 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용하여 기록밀도를 높일 수 있도록 된 광픽업장치가 개시되어 있다.
개시된 대물렌즈는 광축에 대해 상대적으로 근축에 위치하며, 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부와; 제1투과부에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부와; 제1투과부 주변의 원축에 형성되어 제1반사부에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부와; 제1반사부 주변의 원축에 형성되어 제2반사부에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부를;포함하며, 제1투과부를 투과하여 입사되고 제1 및 제2반사부에서 반사된 후 상기 제2투과부를 투과하는 광선 중의 최외각 광선과 광축이 이루는 각도 α는 하기의 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 한다.
＜수학식 2＞
또한, 본 발명의 광픽업장치는 광경로 상에 삽입 및 제거 가능하게 설치되며 작동거리

Description

고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치{Objective lens for high density optical condensing and optical pickup apparatus employing it}
본 발명은 고 개구수를 갖는 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치에 관한 것으로서, 상세하게는 제작 한계를 벗어나지 않는 범위에서 고 개구수을 구현할 수 있는 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용하여 기록밀도를 높일 수 있도록 된 광픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기록재생용 광디스크에 사용되는 대물렌즈를 일 매로 구현시 제작한계로 인하여 개구수 0.6 이상으로 제작이 불가능하여, 광학적 수차이하의 공차를 만족하기 어렵다. 그러므로, 종래에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 대물렌즈 및 광픽업장치가 개시된 바와 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 기록 재생용 광픽업장치는 0.1mm의 두께를 갖는 광디스크(1)에 20기가바이트의 고밀도 기록을 구현할 수 있도록 된 것에 특징이 있는 것으로, 파장 400nm을 갖는 광원(11)과, 입사광을 회절 투과시키기 위한 그레이팅(19)과, 편광방향에 따라 광의 진행경로를 변환하기 위한 제1편광빔스프리터(21)와, 광디스크(1)에 원편광의 광이 입사되도록 하는 1/4파장판(23)과, 개구수 0.85를 가지는 대물렌즈유니트(50)와, 상기 광디스크(1)에서 반사된 후 상기 제1편광빔스프리터(21)를 경유하여 입사된 광을 편광방향에 따라 투과 또는 반사시키는 제2편광빔스프리터(27)와, 상기 제2편광빔스프리터(27)를 투과한 광을 수광하여 정보신호를 검출하는 주 광검출기(31)와, 상기 제2편광빔스프리터(27)에서 반사된 광을 수광하여 오차신호를 검출하는 서보신호용 광검출기(37)를 포함한다.
또한, 상기 광원(11)과 그레이팅(19) 사이의 광로 상에는 입사광을 집속시키는 콜리메이팅렌즈(13)와, 입사광을 정형하기 위한 빔정형프리즘(15) 및, 입사광의 위상을 지연시키는 1/2파장판(17)이 배치된다. 그리고, 상기 제1편광빔스프리터(21)와 제2편광빔스프리터(27) 사이의 광로 상에는 입사광의 위상을 지연시키는 1/2파장판(25)이 더 구비되고, 상기 제2편광빔스프리터(27)와 주 광검출기(31) 사이에는 입사된 평행광을 집속시키는 제1집속렌즈(29)가 배치되고, 상기 제2편광빔스프리터(27)와 서보신호용 광검출기(37) 사이에는 입사된 평행광을 집속시키는 제2집속렌즈(33) 및 비점수차를 야기하는 비점수차렌즈(35)가 배치된다. 또한, 상기 광원(11)에서 조사되고 상기 제1편광빔스프리터(21)에서 반사되고 제3집속렌즈(39)에 의해 집속된 광으로부터 상기 광원(11)의 광출력을 모니터링하는 모니터용 광검출기(41)가 배치된다.
상기 대물렌즈유니트(50)는 입사광을 집속시키기 위한 대물렌즈(51)와, 이 대물렌즈(51)와 상기 광디스크(1) 사이에 배치되어 대물렌즈유니트(50)의 개구수를 증가시키기 위한 반구형 렌즈(55)를 포함한다.
이와 같이 구성된 대물렌즈유니트(50)를 채용한 구성에 있어서, 도 2를 참조하면, 대물렌즈(51)로 개구수 0.6을 확보하고, 상기 반구형 렌즈(55)를 통하여 개구수를 높일 수 있다. 여기서, 개구수는 상기 반구형 렌즈(55)에 입사되는 광의 최대입사각와, 상기 반구형 렌즈(55)의 굴절률 N의 곱에 비례하여 결정되므로, 개구수를 0.85로 증가시키는 것이 가능하다.
한편, 종래의 광픽업장치와 같은 광학적 구성으로 고개구수를 확보한 채로 광디스크(1)에 맺히는 광스폿의 크기를 최소화하고자 하는 경우, 광디스크(1)와 반구형 렌즈(55) 사이의 거리인 작동거리이 0.1mm 정도로 작아야 한다. 그러므로, 작동거리이 짧아 반구형 렌즈(55)가 턴테이블(미도시)에 대한 광디스크(1)의 착탈과, 광디스크(1)의 회전에 방해을 일으킨다. 그리고, 광디스크(1)의 경우 포커스방향으로의 이동량은 ±0.7mm 수준으로 상기 작동거리이상의 값을 가지므로, 포커싱 서보의 정밀도가 10nm 미만으로 극히 정밀하여야 하기 때문에 양산이 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 높은 개구수를 유지하면서도 상대물과의 작동거리를 확보할 수 있도록 된 구조의 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치를 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 종래의 고밀도 광집속을 위한 반구형 렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면.
도 2는 종래의 고 개구수를 얻기 위한 대물렌즈유니트의 광학적 배치를 보인 도면.
도 3은 입사광이 평행광인 경우에 적합하도록 설계된 본 발명의 실시예에 따른 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈의 광학적 배치를 보인 도면.
도 4 및 도 5는 입사광이 수속광인 경우에 적합하도록 설계된 본 발명의 실시예에 따른 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈의 광학적 배치를 보인 도면.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3에 개시된 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈를 채용한 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치의 요부를 발췌하여 보인 도면으로, 도 7은 상대적으로 두께가 얇은 디스크 채용시의 광학적 배치를 보인 도면이고, 도 8은 상대적으로 두께가 두꺼운 디스크 채용시의 광학적 배치를 보인 도면.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞
100...광디스크 110...광원 113...콜리메이팅렌즈
115...편광빔스프리터 117...1/4파장판 119...가변조리개
121...홀로그램소자 123...수속렌즈 125...광검출기
150...대물렌즈유니트 151...제1대물렌즈 155...대물렌즈
155'...제2대물렌즈 156...제1투명부 157...제1반사부
158...제2반사부 159...제2투명부
상기한 목적을 달성하기 위한 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈는,
광축에 대해 상대적으로 근축에 위치하며, 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부와; 상기 제1투과부에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부와; 상기 제1투과부 주변의 원축에 형성되어 상기 제1반사부에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부와; 상기 제1반사부 주변의 원축에 형성되어 상기 제2반사부에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부를; 포함하며,
상기 제1투과부를 투과하여 입사되고 상기 제1 및 제2반사부에서 반사된 후 상기 제2투과부를 투과하는 광선 중의 최외각 광선과 광축이 이루는 각도 α는 하기의 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
＜수학식 2＞
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 레이저 광을 조사하는 광원과;
입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;
입사광을 집속시켜 광디스크에 광스폿이 형성되도록 하는 대물렌즈유니트와;
상기 광디스크에서 반사되고 상기 대물렌즈유니트 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하는 광검출기;를 포함하는 광픽업장치에 있어서,
상기 대물렌즈유니트는,
상기 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 집속시키는 제1대물렌즈와;
상기 제1대물렌즈에 의해 집속된 광을 재차집속시키도록 상기 제1대물렌즈와 상기 광디스크 사이의 광경로 상에 배치되며, 광축에 대해 상대적으로 근축에 위치하며, 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부와, 상기 제1투과부에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부와, 상기 제1투과부 주변의 원축에 형성되어 상기 제1반사부에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부와, 상기 제1반사부 주변의 원축에 형성되어 상기 제2반사부에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부로 이루어진 제2대물렌즈를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 대물렌즈 및 이를 채용한 광픽업장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈(155)는 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부(156)와, 상기 제1투과부(156)에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부(157)와, 상기 제1투과부(156) 주변에 형성되어 상기 제1반사부(157)에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부(158)와, 상기 제2반사부(158)에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부(159)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 대물렌즈(155)는 상기 제2투과부(159)가 상기 광디스크(100)에 대향되게 위치되며, 상기 제2투과부(159)와 상기 광디스크(100) 사이의 간격인 작동거리가 앞서 설명된 종래의 반구형 렌즈의 작동거리에 비하여 상대적으로 더 큰 값을 가지도록 상기 제1 및 제2반사부(157)(158)와 상기 제1 및 제2투과부(156)(159)가 설계된다.
상기 제1투과부(156)는 광학적 필드수차를 제거하기 위한 것으로 오목한 곡률을 갖는 것이 바람직하고, 입사된 광의 형태에 따라 구면과 비구면의 조합으로 수차를 최소화할 수 있도록 설계된다. 상기 제1반사부(157)는 개구수 0.6 이상의 고개구수를 유지하도록 입사광의 반사각을 최대한 크기 유지할 수 있도록 된 볼록한 반사면을 구비한다. 즉, 상기 제2반사부(157)의 반사면은 상기 제1투과부(156) 쪽으로 볼록하게 형성된다. 상기 제2반사부(158)은 입사광의 구면수차, 코마수차 등의 광학적 수차를 최소화할 수 있도록 된 오목 반사면으로, 상기 제2반사부(158)에서 입사된 광을 반사시켜 상기 제2투과부(159) 쪽으로 향하도록 하고, 상기 제2투과부(159)를 투과하여 입사된 광을 상기 제1반사부(158) 쪽으로 반사시킨다. 상기 제2투과부(159)는 평면으로 구성되어 상기한 렌즈의 제작이 용이하도록 되어 있다. 여기서, 상기 제1투과부(156) 및 상기 제2반사부(156)가 이루는 면과, 상기 제1반사부(158) 및 제2투과부(159)가 이루는 면 사이에는 공기와 다른 굴절률 n을 갖는 광학적 재질로 채워져 상기 제2반사부(156)에서 반사된 집속광이 상기 제1투과부(159)를 통하여 집속될 수 있도록 된 것이 바람직하다.
도 3은 상기 대물렌즈(155)를 통하여 입사된 평행광을 광디스크(100)에 집속시키기 위한 구성을 예로 들어 나타낸 것으로, 고 개구수를 갖는 대물렌즈(155)에서 발생하는 코마수차와 비점수차를 극복할 수 있도록 0.4mm 이하의 두께 바람직하는 0.1mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 대물렌즈(155)는 상기 광디스크(100)에 재생에 적합한 크기의 광스폿을 제공할 수 있도록 상기 제1반사부(156)의 외경과 상기 제2투과부(159)의 외경은 다음 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1반사부(156)에 입사된 광 중 중심광을 차폐하기 위한 것으로, 이 중심광을 차폐함으로써 구면수차에 의한 영향을 대폭 줄일 수 있어서 광스폿의 직경을 소형화할 수 있다.
도 4 및 도 5는 수속광이 입사된 경우에 적합하도록 설계된 대물렌즈(155)의 광학적 배치를 나타낸 도면이다. 이 대물렌즈(155)는 도 3을 참조하여 설명된 대물렌즈와 같이, 제1 및 제2투과부(156)(159)와, 제1 및 제2반사부(157)(158)로 구성되는 것으로, 그 설계 데이터에 차이점이 있다.
도 4를 참조하면, 소정의 수속광으로 제1투과부(156)에 입사된 광은 제1투과부(156)에서 발산되어 평행광이 된 채로 상기 제1반사부(157)로 향하며, 상기 제1반사부(157)에서 발산 반사된 후, 상기 제2반사부(157)에 의해 집속되어 광디스크(100)에 고밀도로 집속된다.
도 5를 참조하면, 소정 각도 이상의 집속각도로 제1투과부(156)에 입사된 수속광은 제1투과부(156)에서 집속 발산된 채로 제1반사부(157)에 입사되고 제1반사부(157)에서 발산 반산된 후, 제2반사부(157)에 의해 집속 반사되어 광디스크(100)에 고밀도로 집속된다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 대물렌즈(155)에 있어서, 작동거리를 크게 확보하면서 광디스크(100)에 형성되는 광스폿의 크기를 최소화하기 위하여, 상기 제1투과부(156) 쪽에서 입사되어 상기 제1 및 제2반사부(157)(158)를 경유한 후 상기 제2투과부(159)를 투과하여 진행하는 광의 최외각 광선과 광축 사이의 각도 α는 하기의 수학식 2를 만족하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 대물렌즈(155)의 광학적 데이터의 제1 및 제2실시예는 하기의 표 1 및 표 2에 도시된 바와 같다.
표 1 및 표 2는 입사광이 평행하게 입사된 경우에 적합한 설계 데이터에 관한 것으로, 표 1은 작동거리가 1.1mm 인 경우를 나타낸 것이고, 표 2는 작동거리가 0.2mm인 경우를 나타낸 것이다. 표 3은 표 1 및 표 2에 개시된 비구면에 대한 비구면 계수를 나타낸 것이다.
곡률[mm] 두께[mm] 굴절률 분산
제1투과면 ∞(비구면 1) 2.586105 1.526 50
제1반사면 0.38706 -2.586105 1.526 50
제2반사면 3.42277(비구면 2) 2.655523 1.526 50
제2투과면 ∞ 1.100000
디스크 ∞ 0.100000 1.583 50
곡률[mm] 두께[mm] 굴절률 분산
제1투과면 ∞ 0.574577 1.526 50
제1반사면 0.08600 -0.574577 1.526 50
제2반사면 0.76177(비구면 3) 0.590000 1.526 50
제2투과면 ∞ 0.198714
디스크 ∞ 0.100000 1.583 50
비구면 계수 K A B C D
비구면 1 0.000000 0.281823E+01 -0.244324E+03 0.757918E+04 -0.962123E+05
비구면 2 -0.257566 0.341730E-03 -0.232088E-04 0.735984E-05 -0.176553E-05
비구면 3 -0.086297 -0.782050E-02 -0.147428+00 0.646999E+00 -0.347888E+01
상기한 바와 같이 구성된 대물렌즈(155)는 작동거리가 0.2mm, 1.1mm를 유지하여 대물렌즈(155)와 광디스크(100) 등의 상대물 간의 간섭을 배제함과 아울러, 개구수 0.6 이상을 확보 할 수 있어서, 현미경용 렌즈, 반도체 노광기용 렌즈 및, 디스크 제조용 마스터링장비의 집광렌즈로 채용시 고개수수를 가지면서도 광학계를 소형화할 수 있다는 이점이 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치는 레이저 광을 조사하는 광원(110)과, 입사광의 진행경로를 변환하기 위한 광경로변환수단과, 입사광을 집속시켜 광디스크(100)에 광스폿이 형성되도록 하는 대물렌즈유니트(150)와 상기 광디스크(100)에서 반사되고 상기 대물렌즈유니트(150) 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기(125)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 광디스크(100)는 약 20기가바이트의 정보 기록밀도를 구현할 수 있도록 된 0.4mm 이하의 두께를 갖는 광디스크(101)와, 0.6mm 두께의 디지털 비데오 디스크(DVD)(103) 및, 1.2mm 두께의 콤팩트 디스크(CD)(미도시)를 호환 채용할 수 있다.
상기 광원(110)은 대략 400nm의 단파장 광을 조사하는 반도체 레이저 등으로 구성된다. 상기 광경로변환수단은 입사광을 편광성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(115)와, 이 편광빔스프리터(115)와 상기 광디스크(100) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 위상을 지연시키는 1/4파장판(117)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 광원(110)과 상기 편광빔스프리터(115) 사이의 광경로 상에는 입사광을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 콜리메이팅렌즈(113)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 대물렌즈유니트(150)은 상기한 DVD 광디스크(103)에 적합하도록 개구수 0.6을 가지는 제1대물렌즈(151)와, 이 제1대물렌즈(151)와 상기 광디스크(100) 사이의 광로 상에 선택적으로 위치되는 제2대물렌즈(155') 및, 광로 상에 배치된 가변조리개(119)를 포함하여 구성된다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광디스크(100)로 두께가 얇은 고밀도 디스크(101)을 채용시에는 광경로 상에 상기 제1 및 제2대물렌즈(151, 155')가 모두 위치되어, 상기 대물렌즈유니트(150)의 즉, 상기 고밀도 광디스크(101)에 광스폿이 맺히도록 한다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 광디스크(100)로 두께가 상대적으로 두꺼운 DVD 광디스크(103)를 채용시에는 상기 제2대물렌즈(155')가 제거되어, 상기 제1대물렌즈(151)로만 입사광을 집속시킨다. 여기서, 상기 제2대물렌즈(155')의 광경로 상에 설치 및 제거 동작은, 모터에 의해 회전되는 회전판에 제2대물렌즈를 장착시키고 상기 회전판을 회전 제어함에 의해 배치 및 제거하는 회전방식, 솔레노이드 구동모터 등에 의해 슬라이딩시킴에 의해 배치 및 제거하는 슬라이딩방식 등의 통상의 구동방식에 의해 구현 가능하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 제1대물렌즈는 개구수 0.6을 갖는 대물렌즈로 두께 0.6mm의 광디스크(103)에 적합한 광스폿이 맺히도록 하는 렌즈이다. 이 제1대물렌즈는 바람직하게는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 96-3603호(발명의 명칭 : 광학장치, 출원일 : 1996년 2월 14일)와, 대한민국 특허출원 97-4273호(발명의 명칭 : 복수의 광디스크 사양들에 호환하는 대물렌즈를 구비한 광픽업, 출원일 : 1997년 2월 13일)에 개시된 구성을 가진다. 이와 같이 환형차폐 방식의 렌즈를 구비하는 경우에는 제1대물렌즈의 근축영역과, 원축영역을 나누어 초점위치를 조절할 수 있어서, 상기 광디스크(100)로 두께가 1.2mm인 CD 광디스크(미도시)를 호환하여 채용할 수 있다.
상기 제2대물렌즈(155')는 도 3 내지 도 5을 참조하여 설명된 바와 같이, 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부(156), 상기 제1투과부(156)에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부(157), 상기 제1투과부(156) 주변에 형성되어 상기 제1반사부(157)에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부(158) 및, 상기 제2반사부(158)에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부(159)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제1 및 제2투과부(156)(159)와, 상기 제1 및 제2반사부(157)(158)에 의해 상기 광디스크(101)로 입사하는 광선 중 최외각 광선과 광축이 이루는 각도 α는 상기한 수학식 2를 만족하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 및 제2투과부(156)(159)와, 상기 제1 및 제2반사부(157)(158) 각각은 앞서 설명된 바와 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 가지므로 그 자세한 설명을 생략한다.
상기한 바와 같이, 광경로 상에 개구수 0.6의 제1대물렌즈(155')와 함께 제2대물렌즈(155')를 채용함으로써 개구수 0.85인 고개구수의 렌즈를 구현할 수 있어서, 상기 고밀도 광디스크(101)에 대해 고정도 광스폿이 맺히도록 할 수 있다. 상기 고밀도 광디스크(101)는 코마수차와 비점수차를 감안하여 0.4mm 이하의 두께 바람직하게는 0.1mm의 두께를 가진다.
상기 가변조리개(119)는 파장 선택적 가변조리개로서, 상기 고밀도 광디스크(101)에 대한 정보의 기록 재생시에는 입사광 빔이 가변조리개(119)의 중앙부 주변 일부를 통과하여 상기 제1투과부(156)에 입사광이 집속되도록 하고, DVD 광디스크(103) 채용시에는 가변조리개(119)의 대부분을 투과하여 광디스크(103)에 집속되도록 한다.
상기 광검출기(125)는 상기 광디스크(100)에서 반사된 후, 상기 편광빔스프리터(115)를 경유하여 입사된 광을 수광할 수 있도록 된 것으로, 각각 독립적으로 광전변환할 수 있도록 복수개로 분할되어 있다. 상기 광검출기(125) 자체의 구성은 널리 알려져 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 편광빔스프리터(115)와 상기 광검출기(125) 사이의 광로 상에는 입사광을 회절 투과시켜 오차신호용 광빔과 정보신호용 광빔으로 분할하는 홀로그램소자(121)와, 상기 홀로그램소자(121)를 회절 투과한 광을 집속시키는 수속렌즈(123)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 대물렌즈는 상대물과의 간섭을 배제할 수 있도록 작동거리가 0.2mm, 1.1mm를 유지한 채로 개구수 0.6 이상의 고 개구수를 가질 수 있도록 된 구조를 가진다는 이점이 있다. 따라서, 상기한 대물렌즈를 현미경용 렌즈, 반도체 노광기용 렌즈 및, 디스크 제조용 마스터링장비의 집광렌즈로 채용시 고개수수를 가지면서도 광학계를 소형화할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광픽업장치는 광경로 상에 삽입 및 제거 가능하게 설치되며 작동거리가 0.2mm을 유지한 채로 제1대물렌즈와 더불어 개구수 0.85 정도를 구현할 수 있는 제2대물렌즈를 구비함으로써, 두께가 0.4 mm 이하의 고밀도 광디스크에 대한 정보의 기록 재생시 광디스크와의 간섭을 배제할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 제2대물렌즈를 삽입 또는 제거하여 사용함으로써 DVD 광디스크, CD 광디스크의 광기록매체를 호환하여 채용할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 광축에 대해 상대적으로 근축에 위치하며, 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부와; 상기 제1투과부에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부와; 상기 제1투과부 주변의 원축에 형성되어 상기 제1반사부에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부와; 상기 제1반사부 주변의 원축에 형성되어 상기 제2반사부에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부를; 포함하며,
    상기 제1투과부를 투과하여 입사되고 상기 제1 및 제2반사부에서 반사된 후 상기 제2투과부를 투과하는 광선 중의 최외각 광선과 광축이 이루는 각도 α는 하기의 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
    ＜수학식 2＞
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1투과부와 상기 제2반사부가 이루는 면과, 상기 제1반사부와 상기 제2투과부가 이루는 면 사이에는 광학적 재질이 충진된 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1반사부에 입사된 광 중 중심광을 차폐하여 구면수차에 의한 영향을 저감시킬 수 있도록, 상기 제1반사부의 외경과 상기 제2투과부의 외경은 하기의 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
    ＜수학식 1＞
  4. 레이저 광을 조사하는 광원과;
    입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;
    입사광을 집속시켜 광디스크에 광스폿이 형성되도록 하는 대물렌즈유니트와;
    상기 광디스크에서 반사되고 상기 대물렌즈유니트 및 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 수광하는 광검출기;를 포함하는 광픽업장치에 있어서,
    상기 대물렌즈유니트는,
    상기 광경로변환수단을 경유하여 입사된 광을 집속시키는 제1대물렌즈와;
    상기 제1대물렌즈에 의해 집속된 광을 재차집속시키도록 상기 제1대물렌즈와 상기 광디스크 사이의 광경로 상에 배치되며, 광축에 대해 상대적으로 근축에 위치하며, 입사광을 발산 투과시키는 제1투과부와, 상기 제1투과부에 대향되게 배치되며 입사광을 발산 반사시키는 제1반사부와, 상기 제1투과부 주변의 원축에 형성되어 상기 제1반사부에서 반사된 광을 집속시키는 제2반사부와, 상기 제1반사부 주변의 원축에 형성되어 상기 제2반사부에서 집속된 광을 굴절 투과시키는 제2투과부로 이루어진 제2대물렌즈를; 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2대물렌즈는,
    상기 제1투과부를 투과하여 입사되고 상기 제1 및 제2반사부에서 반사된 후 상기 제2투과부를 투과하는 광선 중의 최외각 광선과 광축이 이루는 각도 α는 하기의 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
    ＜수학식 2＞
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1투과부와 상기 제2반사부가 이루는 면과, 상기 제1반사부와 상기 제2투과부가 이루는 면 사이에는 광학적 재질이 충진된 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1반사부에 입사된 광 중 중심광을 차폐하여 구면수차에 의한 영향을 저감시킬 수 있도록, 상기 제1반사부의 외경과 상기 제2투과부의 외경은 하기의 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
    ＜수학식 1＞
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2대물렌즈는,
    상기 제1대물렌즈와 상기 광디스크 사이의 광경로 상에 선택적으로 배치되도록 되어, 상대적으로 두께가 얇은 고밀도 광디스크 채용시에는 상기 제1 및 제2대물렌즈에 의해 광스폿을 형성하고, 상대적으로 두께가 두꺼운 광디스크 채용시에는 상기 제1대물렌즈에 의해 광스폿을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  9. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈유니트는 입사광의 파장에 따라 개구의 크기가 선택되도록 된 파장 선택적 가변조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
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