KR20030063765A - 광픽업용 대물렌즈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콤팩트하면서 색수차를 보정할 수 있는 광픽업용 대물렌즈를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 광픽업용 대물렌즈는 광디스크에 광을 집광시키는 역할을 하며, 다수의 렌즈들의 조합에 의해 양의 굴절력을 가짐과 아울러 상기 렌즈들 중 적어도 한면에 회절광학소자가 형성된 대물렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 광픽업용 대물렌즈는 콤팩트하면서 색수차를 보정할 수 있다.

Description

광픽업용 대물렌즈{Objective Lens for Pick Up System}
본 발명은 픽업용 대물렌즈에 관한 것으로, 특히 콤팩트하면서 색수차를 보정할 수 있는 픽업용 대물렌즈에 관한 것이다.
일반적으로, 광디스크는 상용화된 CD(Compact Disc)에 이어 기록용량이 향상된 DVD(Digital Versatile Disc)가 개발되어 보급되고 있으며, 오디오 및 비디오 데이터와 컴퓨터 데이터 등의 기록/재생용으로 그 용도가 더욱 증대되고 있다. 이러한 광디스크는 광원, 집광 광학계, 수광 광학계 및 광경로 제어 광학계로 구성되어 레이저빔을 광디스크 상에 집광하고 광디스크로부터 반사된 반사광빔을 전기적인 신호로 변환하는 광픽업 장치에 의해 억세스된다.
광픽업 장치는 도 1 및 도 2와 같이 레이저빔을 발생하는 광원(2)과, 레이저빔을 광디스크(10) 상에 집광하기 위한 대물렌즈(4), 광디스크(10)로부터 반사된 반사광빔을 수광하여 전기적인 신호로 변환하기 위한 광검출기 및 이들 사이에 위치하여 광경로를 제어하기 위한 빔스프리터(6)를 구비한다. 광원(2)은 소정 파장(CD 계열 : 780nm, DVD 계열 : 650 nm)의 레이저빔을 발생한다. 대물렌즈(4)는 빔스프리터(6)를 경유하여 입사되는 레이저빔을 광디스크(10) 상에 스폿 형태로 집광한다. 광검출기는 2분할 또는 4분할되어 광디스크(10)로부터 반사된 반사광빔을 전기적인 신호로 변환하게 된다. 빔스프리터(6)는 광원(2), 대물렌즈(4) 및 광검출기 사이에 설치되어 광원(2)으로부터 입사되는 레이저빔을 대물렌즈(4) 쪽으로 투과시킴과 아울러 광디스크(10)로부터 반사된 반사광빔을 광검출기 쪽으로 반사시키게 된다.
이러한 광픽업 장치는 CD(Compact Disc) 나 DVD(Digital Versatile Disc)로 부터 얻어지는 정보의 기록밀도에 비해 보다 높은 정보 기록 밀도를 얻기 위해서 광디스크에 맺히는 스폿의 크기를 보다 더 줄여야 한다. 스폿의 크기를 줄이기 위해서는 레이저광의 파장(λ)을 짧게 가져가야 한다. 이러한 정보저장 장치의 대용량화 및 고밀도화의 요구에 따라 디스크의 간격과 비트형상이 미세화되고 있음과 아울러 고밀도의 정보 기록을 위해서 단파장의 레이저 다이오드(Laser diode)가 사용되고 있다.
이러한 단파장의 레이저 다이오드는 하나의 특정 파장에 해당하는 광만을 방출하지 않고, 다른 파장대의 광을 가지고 있으므로 광의 단색성이 불량하다. 이를 개선하기 위하여 대물렌즈를 이용하여 색수차(chromatic aberation)를 보정한다. 그러나, 대물렌즈에 색보정 기능을 추가하기 위해서는 대물렌즈의 매수가 증가되어야 하며, 소형화 및 경량화의 추세에 따른 색수차 보정을 위한 렌즈를 별도로 구성해야 한다. 따라서, 렌즈의 매수를 줄이면서 고해상도 및 고성능을 구현할 수 있는 대물렌즈계가 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 콤팩트하면서 색수차를 보정할 수 있는 광픽업용 대물렌즈를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 광픽업 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 대물렌즈를 나타내는 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 광픽업용 대물렌즈계를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 굴절렌즈와 회절광학소자의 광분산 특성을 나타내는 도면.
도 5a 및 5b는 종래와 본 발명의 대물 렌즈의 색수차 보정 특성을 나타내는 그래프.
도 6은 도 3에 도시된 대물렌즈의 회절광학면의 렌즈반경에 대한 위상량을 나타내는 그래프.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 광원4, 110 : 대물렌즈
6 : 빔스프리터 10, 120 : 광디스크
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광픽업용 대물렌즈는 광디스크에 광을 집광시키는 역할을 하며, 다수의 렌즈들의 조합에 의해 양의 굴절력을 가짐과 아울러 상기 렌즈들 중 적어도 한면에 회절광학소자가 형성된 대물렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광픽업용 대물렌즈(110)는 적어도 어느 한면에 형성된 회절광학소자(Diffractive Optical Element : 이하 "DOE"라 함) 렌즈(130)를 포함한다.
본 발명에 따른 광픽업용 대물렌즈계는 전체적으로 양의 굴절력을 가지는 대물렌즈(110)와 광디스크(120)로 구성된다.
대물렌즈(110)는 레이저빔을 광디스크(120) 상에 집광시킴과 아울러 구면수차(Spherical Aberration), 코마(Coma) 및 상면만곡(field curvature)을 주로 보정하는 기능을 가진다. 대물렌즈(110)는 한매의 비구면렌즈로 구성되며 이 대물렌즈(110)에 사용된 DOE 렌즈(130)는 플라스틱 또는 유리렌즈의 표면에 빛의 회절특성을 가지는 빛의 회절 특성을 가지도록 DOE면이 형성된다. 도 3a와 같이 DOE면이 대물렌즈의 제2 표면(S2)에 형성될 수 있음과 아울러 도 3b와 같이 대물렌즈의 제1 표면(S1)에 형성될 수도 있다. 이러한 DOE면의 회절특성을 이용하여 색수차를 보정하게 된다. 이와 같이 대물렌즈로 색수차를 보정할 수 있으므로 다른 색수차보정 렌즈가 필요하지 않게 되어 콤팩트한 렌즈계를 구성할 수 있게 된다.
도 5a와 도 5b를 참조하여 DOE 렌즈(130)의 색수차 보정에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 도 5a 및 도 5b는 종래의 대물 렌즈계와 본 발명의 대물 렌즈계의 색수차 보정 특성을 도시한 그래프이다. 이때, 도 5a 및 도 5b에 도시된 색수차 그래프에서 x축은 렌즈반경의 높이를 나타내며, y축은 색수차량을 나타낸다. 두 그래프를 비교해 보면, 도 5a에 도시된 종래의 대물 렌즈계에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)광의 색수차가 심하게 나타나는데 반하여, 도 5b에 도시된 본 발명의 대물 렌즈계에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광에 대한 색수차가 현저히 감소되어 색수차 보정 특성이 양호함을 알 수 있다.
다음 표 1은 본 발명의 대물렌즈 설계시 적용될 수 있는 도 3에 도시된 대물렌즈 각 렌즈면의 곡률반경(r), 렌즈면간의 간격(d), 각 렌즈의 글래스(GLA)에 대한 데이터를 나타낸 것이다.
렌즈면 r d GLA
광원 무한대 무한대
s1 1.463 1.200 pmma(플라스틱)
s2 -5.615 0.870
s3 무한대 1.200 pc
s4 무한대 0
이미지 무한대 0
표 1에 나타낸 비구면렌즈의 렌즈면들(S1,S2)에 대한 형상을 결정짓는 비구면 계수들은 다음 수학식 1과 같은 비구면식에 의해 정의된다.
여기서, X(r)는 광축으로부터 높이 r지점에서의 비구면에 대한 세그(Sag) 값, c는 광축에서의 렌즈면의 곡률이며, K는 코닉(Conic) 상수, a1, a2, a3는 비구면 계수를 나타낸다.
또한, 비구면 형상 및 회절광학소자 면의 형상에 대한 계수 값들은 표2와 같다.
렌즈면 s1(DOE) s2
K -6.8417E-01 -10.5671
a1 9.2477E-03 0.3371E-01
a2 -2.9388E-03 -0.1931E-01
a3 4.9433E-03 0.2806E-01
a4 -5.7909E-03 -0.8348E-02
c1 -6.4220E-03
c2 9.2928E-04
c3 -5.7180E-04
그리고, 물체광(Object Source)의 참조광(Reference Source)의 간섭에 의해 생성된 회절광학소자의 비구면 위상량을 표현하는 방정식은 다음과 같다.
상기 식에서는 광축으로부터의 높이 r 지점에서의 위상을 나타내며, c1, c2, c3는 비구면 효과를 같는 위상항의 계수이다. 이 때의 DOE면의 위상량에 대한 특성도는 도 6에 도시되어 있다. 위상량의 특성 그래프는 DOE 면의 윤대수와 관련되어 있으며, 위상량의 최적 설계가 필요하다. 따라서, 플라스틱 비구면 렌즈에 DOE 면을 조합시켜 색수차, 구면수차 및 왜곡수차 들을 보정할 수 있음은 물론, 고성능을 구현할 수 있게 된다. 또한, 색수차 보정을 위해 별도의 음의 굴절력을 갖고 분산이 큰 고가의 재질의 렌즈를 사용하지 않아도 됨으로 비용이 절감되고 소형화에 유리하게 된다. 그리고, DOE 렌즈에 의해 대물 렌즈계의 밝기를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업용 대물렌즈는 DOE렌즈를 이용함으로써 색수차를 보정할 수 있음은 물론, 고해상도를 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 광픽업용 대물렌즈는 렌즈 매수의 증가없이 색수차 보정이 가능함으로 고해상도 투사광학계에 적용이 가능하며, 제조 비용을 줄일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

  1. 광디스크에 광을 집광시키는 역할을 하며, 다수의 렌즈들의 조합에 의해 양의 굴절력을 가짐과 아울러 상기 렌즈들 중 적어도 한면에 회절광학소자가 형성된 대물렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 대물렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 한 면이 비구면으로 설계되고 다른 면이 회절광학소자 면으로 설계되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 대물렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절광학소자는 다수개의 동심원 형태의 홈부가 회전대칭성을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 대물렌즈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회절광학소자의 중심에서 주변으로 갈수록 위상량이 감소되게끔 상기 홈부의 피치가 작아지는 것을 특징으로 하는 광픽업용 대물렌즈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 하는 광픽업용 대물렌즈.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724772B1 (ko) * 2005-09-27 2007-06-04 (주)아이엠 하이브리드렌즈의 수차보정방법
WO2009061935A3 (en) * 2007-11-06 2009-08-20 Univ Emory Methods of identifying safe nmda receptor antagonists

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331941A (ja) * 1993-05-19 1994-12-02 Olympus Optical Co Ltd 投影レンズ系
JPH07181391A (ja) * 1993-12-22 1995-07-21 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JPH08304741A (ja) * 1995-05-09 1996-11-22 Olympus Optical Co Ltd 回折光学素子を含む光学系
KR19980020576A (ko) * 1996-09-10 1998-06-25 구자홍 프로젝션 렌즈계
KR20000007617A (ko) * 1998-07-04 2000-02-07 구자홍 초박형 회절광학 렌즈
KR20010047019A (ko) * 1999-11-17 2001-06-15 구자홍 투사렌즈계
KR20010100318A (ko) * 2000-04-17 2001-11-14 윤종용 대물렌즈장치 및 이를 적용한 광픽업 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331941A (ja) * 1993-05-19 1994-12-02 Olympus Optical Co Ltd 投影レンズ系
JPH07181391A (ja) * 1993-12-22 1995-07-21 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JPH08304741A (ja) * 1995-05-09 1996-11-22 Olympus Optical Co Ltd 回折光学素子を含む光学系
KR19980020576A (ko) * 1996-09-10 1998-06-25 구자홍 프로젝션 렌즈계
KR20000007617A (ko) * 1998-07-04 2000-02-07 구자홍 초박형 회절광학 렌즈
KR20010047019A (ko) * 1999-11-17 2001-06-15 구자홍 투사렌즈계
KR20010100318A (ko) * 2000-04-17 2001-11-14 윤종용 대물렌즈장치 및 이를 적용한 광픽업 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724772B1 (ko) * 2005-09-27 2007-06-04 (주)아이엠 하이브리드렌즈의 수차보정방법
WO2009061935A3 (en) * 2007-11-06 2009-08-20 Univ Emory Methods of identifying safe nmda receptor antagonists

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