KR20030023306A - 이종 기록매체 호환 광픽업 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광기록 및 재생을 위한 광픽업 장치의 대물렌즈에 관한 것으로, HD(고밀도 기록 재생용 디스크)/DVD 호환용 대물렌즈에 관한 것이다.
본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈는 HD/DVD용 광원의 파장 차이에 따른 빔경 변화를 위한 개구 조절수단과, 상기 개구 조절수단을 통과한 빔을 디스크 상에 집속시켜 주기 위한 렌즈 어레이와, 상기 렌즈 어레이를 구동시켜 HD/DVD에 따른 빔 스폿 위치 변화에 대응시켜 주는 렌즈 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 상기 개구 조절수단은 단파장 통과필터(SWPF)로 이루어지거나, 상기 개구 조절수단이 HD를 수렴 빔으로 하고 DVD를 발산 빔으로 하는 것에 의해서 달성된다. 또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 대물렌즈와 SIL 렌즈 사이의 간격, 상기 SIL 렌즈와 디스크 사이의 간격을 렌즈 구동수단에 의해서 조절해주는 것을 특징으로 한다.

Description

이종 기록매체 호환 광픽업 장치{OPTICAL PICKUP}
본 발명은 광기록 및 재생을 위한 광픽업 장치의 대물렌즈에 관한 것으로, 기록 밀도가 상이한 이종 기록매체 호환용 광픽업 장치에 관한 것이다.
광디스크는 기록용량을 증가시키기 위한 꾸준한 개발 노력에 의해 기존의 컴팩트 디스크(Compact Disk; 이하 CD라함) 보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk; 이하 DVD라 함)가 개발되었으며, 기존의 CD를 이용해서 고밀도(2배 밀도)로 데이터를 기록 및 재생할 수 있는 고밀도 기록 재생용 디스크(HD)와 그 드라이브도 개발되고 있다. DVD는 CD에 비하여 기록밀도(즉,트랙 밀도)가 조밀할 뿐만 아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 이로 인하여, DVD용 광픽업장치는 CD에 정보를 기록/재생하기 곤란하며, 이는 광디스크에서의 표면 및 정보 기록면간의 거리가 변화함으로 인한 구면수차와, 광디스크의 틸팅(Tilting)으로 인한 코마수차 및 디포커스에 의한 비점수차 등이 발생하는 것에 기인한다.
구면수차는 정보 기록 매체 영역에 의한 광빔의 메인 로브의 세기가 정보 기록 매체 이외의 영역에 의한 사이드 로브의 세기에 비해 상대적으로 커지게 하여 정보 트랙간의 간섭 현상을 발생시킨다. 그리고 코마수차 및 비점수차등은 광학계를 불안정하게 하여 광학 특성을 저하시킨다. 이러한 구면수차(SA), 코마수차(CA) 및 비점수차(DA)는 광디스크에서의 표면 및 정보 기록면간의 거리의 변화, 굴절률, 대물렌즈의 개구수(NA), 디포커스 량, 광디스크의 틸트 정도 등에 의존한다.
그렇지만 광픽업 장치는 개구수(NA)가 다른 대물렌즈들을 이용하여 광원으로부터의 광빔의 직경을 조절할 경우 CD 및 DVD 모두를 억세스 할 수 있게 된다.
따라서, 서로 다른 개구수를 가지는 2종의 대물렌즈를 이용할 수도 있지만, 이 것 보다는 한 개의 대물렌즈에 SWP 필터를 코팅하여 CD와 DVD 모두를 억세스할 수 있는 광픽업 장치가 제안되고 있다.
도1은 일반적인 CD/DVD 겸용 광픽업 장치의 구성을 나타낸다.
도1을 참조하면, DVD용 레이저 광을 출력하기 위한 제1HPM(홀로그램 픽업 모듈)(1)과, CD용 레이저 광을 출력하기 위한 제2HPM(2)과, 상기 제1HPM에서 출력하는 광빔은 투과시키고 제2HPM에서 출력하는 광은 반사시키는 빔 스프리터(3)와, 상기 빔 스프리터로부터 진행하는 광빔을 평행빔으로 만들기 위한 시준 렌즈(4)와, 상기 시준렌즈를 통과한 평행빔을 반사시켜 광경로를 변환하는 반사경(5)과, 상기 반사경에 의해서 반사된 빔을 디스크(7) 상의 임의의 한 점에 집속하는 대물렌즈(6a)와, 상기 대물렌즈의 개구수(NA) 조정을 위한 SWP 필터(6b)를 포함하여 이루어지고 있다.
제1HPM(1)에서 출력된 광빔은 빔 스프리터(3)를 투과하여 시준렌즈(4)에 의해서 평행빔으로 되고, 제1HPM(2)에서 출력된 광빔은 빔 스프리터(3)에서 반사되어 시준렌즈(4)에 의해서 평행빔으로 된다. 시준렌즈(4)를 통과하여 이루어진 평행빔은 반사경(Half Mirror)(5)에 의해서 광경로가 수직으로 변경되고, 반사경(5)을 경유한 광빔은 대물렌즈(6a)에 의해 디스크(7) 상의 한 점으로 집속된다. 이 때 반사경(5)을 경유하여 대물렌즈(6a)에 입사되는 광빔은 SWP필터(6b)를 통과하게 됨으로써, 650nm(DVD)와 780nm(CD)의 선택적 필터링에 의한 CD/DVD 공유 액세스가 이루어질 수 있도록 한 것이다. 이와 같이 CD와 DVD의 호환을 위해서 NA의 차, 파장(λ)의 차, 그리고 디스크 두께(t)의 차 등을 모두 고려하는 방법이 요구된다.
특히, HD 기록 또는 재생을 위한 HD용 대물렌즈의 경우는 NA=0.85이고, λ=405nm이며, 커버 글래스는 t=0.1mm이므로, DVD용 대물렌즈(NA=0.6, λ=650nm, t=0.6mm)이므로 HD와 DVD와의 호환을 위해서는 상기한 NA, λ, t의 차를 극복할 수 있는 수단이 요구된다. 즉, HD 광 디스크의 경우 기록/재생용 레이저의 파장은 405nm이고, 디스크 표면에서 기록층 까지의 두께는 0.1t, 대물렌즈의 개구수 NA=0.85로 상대적으로 크며, DVD 광 디스크의 경우 레이저 파장은 650nm이고, 디스크 표면으로부터 기록층 까지의 두께는 0.6t, 대물렌즈의 개구수 NA=0.6이므로, HD디스크에 맞게 제작된 대물렌즈(광픽업 장치)로 DVD 디스크를 재생하기 위해서는 디스크 두께의 차에 의한 구면수차 및 레이저 파장의 차이에 의한 색수차 등을 보상할 수 있어야 한다.
본 발명은 기록밀도가 상이한 이종 기록매체 호환용 대물렌즈를 제공함을 목적으로 한다. 본 발명은 특히 대물렌즈와 SIL 렌즈(Solid Immersion Lens) 사이의 거리, SIL렌즈와 디스크 사이의 거리를 조정함으로써 HD/DVD 호환을 가능하게 하는 대물렌즈를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈를 이용한 광픽업 장치는, HD/DVD용 광원의 파장 차이에 따른 빔경 변화를 위한 개구 조절수단과, 상기 개구 조절수단을 통과한 빔을 디스크 상에 집속시켜 주기 위한 렌즈 어레이와, 상기 렌즈 어레이를 구동시켜 HD/DVD에 따른 빔 스폿 위치 변화에 대응시켜 주는 렌즈 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 상기 개구 조절수단은 단파장 통과필터(SWPF)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 상기 개구 조절수단은 HD를 수렴 빔으로 하고 DVD를 발산 빔으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 상기 렌즈 어레이는 대물렌즈와 SIL렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 상기 대물렌즈와 SIL 렌즈 사이의 간격을 렌즈 구동수단에 의해서 조절해주는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 HD/DVD 호환 대물렌즈에서, 상기 SIL 렌즈와 디스크 사이의 간격을 렌즈 구동수단에 의해서 조절해주는 것을 특징으로 한다.
도1은 일반적인 CD/DVD 겸용 광픽업 장치의 구성을 나타낸 도면
도2는 본 발명의 HD/DVD 호환용 대물렌즈의 구성을 나타낸 도면으로서 (a)는 HD용 대물렌즈로 작동할 경우, (b)는 DVD용 대물렌즈로 작동할 경우를 각각 나타낸 도면
도3은 본 발명의 실시예를 위한 발산계(DVD) 및 수렴계(HD)를 설명하기 위한 도면
도2는 본 발명의 이종 기록매체 호환용 대물렌즈의 예로, HD/DVD 호환용 대물렌즈의 구성을 나타낸 도면으로서 (a)는 HD용 대물렌즈로 작동할 경우, (b)는 DVD용 대물렌즈로 작동할 경우를 각각 나타내었다.
HD/DVD 호환을 위하여 대물렌즈(11)와 소정 간격 이격된 SIL렌즈(12)가 대물렌즈 어레이를 이룬다. 대물렌즈(11)에 광원으로부터 입사되는 빔(Bhd,Bdvd)은 평행빔이며, HD/DVD 빔경의 차를 보상해 주기 위한 개구 조절수단으로 SWPF(13)가 대물렌즈(11)의 입사면 방향에 위치한다. 대물렌즈(11)와 SIL렌즈(12)는 각각의 액츄에이터(14,15)에 의해서 구동된다. 상기 액츄에이터는 예를 들면 보이스 코일(voice coil)을 이용할 수 있다.
HD의 경우는 도2의 (a)에 나타낸 바와 같이, NA=0.85이고, λ=405nm, t=0.1mm이므로 SWPF(13)를 이용해서 HD 빔(Bhd)의 빔경 및 그 파장, HD용 디스크(16) 상에 맺힐 스폿 위치에 대응할 수 있도록 액츄에이터(14,15)를 구동시켜 대물렌즈(11)와 SIL렌즈(12) 사이의 거리(a)와, SIL렌즈(12)와 디스크(16) 사이의 간격(b)을 조절해 준다. DVD의 경우는 도2의 (b)에 나타낸 바와 같이, NA=0.6, λ=650nm, t=0.6mm이므로 SWPF(13)를 이용해서 DVD 빔(Bdvd)의 빔경 및 그 파장,DVD용 디스크(16a) 상에 맺힐 스폿 위치에 대응할 수 있도록 액츄에이터(14,15)를 구동시켜 대물렌즈(11)와 SIL렌즈(12) 사이의 거리(a')와, SIL 렌즈(12)와 디스크(16a) 사이의 간격(b')을 조절해 준다.
이와 같이 SWPF로 입사빔의 빔경을 변화시킴녀서 렌즈간 거리와 SIL렌즈와 디스크 사이의 간격을, a⇔a', b⇔b'로 변화시켜 주면 우수한 광학 수차 특성을 확보하는 것이 가능해지고 이에 따라 HD/DVD 호환이 가능하게 된다. 또하 렌즈(11,12) 사이의 간격에 따라 수차가 민감하므로 SIL렌즈(12)를 이동하여 수차를 최소화할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로 개구 조절을 위한 SWPF를 제거하는 구조도 가능하다. 이를 위하여 DVD를 위한 빔(Bdvd)을 발산하는 빔으로 하고(도3의 a참조), HD를 위한 빔(Bhd)을 수렴하는 빔으로 한다(도3의 b참조). 이렇게 하면 입사 빔경이 같아져서 상기 SWPF(13)를 제거할 수도 있고, HD와 DVD에 사용하는 레이저 파장을 405nm 하나를 사용하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예로, SWPF(13)를 제거하고, 대물렌즈(11)와 SIL렌즈(12) 사이의 거리(a)는 고정시키며(액츄에이터(14)가 제거된다), DVD는 발산 빔, HD는 수렴 빔으로 사용하는 구조도 가능하다. 이렇게 하면 입사 빔경이 같아지므로 SWPF는 필요없게 되며, 렌즈간 간격에 따라 수차가 민감한 것을 배제함과 함께, SIL렌즈(12)와 디스크 사이의 간격을 액츄에이터(15)를 이용해서 조정함으로써 그 수차를 최소화할 수 있다.
본 발명은 HD/DVD 호환 대물렌즈를 제공한다. 본 발명의 HD/DVD 호환렌즈는 높은 NA 구현이 용이하고, 광학 특성이 좋기 때문에 많은 특성 마진(여유)을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, HD/DVD 호환 광기록 재생 시스템에서 광학계의 구성을 간소화할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기록밀도가 상이한 이종 기록매체의 호환 광기록 및/또는 재생을 위하여, 광기록 매체 상에 빔을 집속하여 결상시켜 주기 위한 광 집속/결상수단과, 상기 광 집속/결상수단과 디스크 사이의 거리를 기록매체에 따라 조절해 주기 위한 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 집속/결상수단이 대물렌즈와 SIL렌즈를 포함하고, 상기 구동수단이 대물렌즈와 SIL렌즈 사이의 거리를 조절해 주기 위하여 대물렌즈를 구동시키는 액츄에이터와, SIL렌즈와 디스크 사이의 간격을 조절해 주기 위하여 SIL렌즈를 구동시키는 액츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  3. 기록밀도가 상이한 이종 기록매체용 광원의 파장 차이에 따른 빔경 변화를 위한 개구 조절수단과, 상기 개구 조절수단을 통과한 빔을 디스크 상에 집속시켜 주기 위한 렌즈 어레이와, 상기 렌즈 어레이를 구동시켜 기록매체에 따른 빔 스폿 위치 변화에 대응시켜 주는 렌즈 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 개구 조절수단은 단파장 통과필터(SWPF)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 개구 조절수단은 HD를 수렴 빔으로 하고 DVD를 발산 빔으로 하는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 대물렌즈와 SIL렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 대물렌즈와 SIL 렌즈 사이의 간격을 렌즈 구동수단에 의해서 조절해주는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 SIL 렌즈와 디스크 사이의 간격을 렌즈 구동수단에 의해서 조절해주는 것을 특징으로 하는 이종 기록매체 호환 광픽업 장치.
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