KR100653301B1 - 광픽업 장치 및 광픽업 장치용 대물 렌즈 - Google Patents

Abstract

광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치가 파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원, 상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계를 갖는 대물 렌즈, 및 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고, 상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.3≤øR/ø≤1.5

또, øR은 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워이고, ø는 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워이다.

광원, 조리개, 대물 렌즈, 광검출기, 광픽업 장치

Description

광픽업 장치 및 광픽업 장치용 대물 렌즈{OPTICAL PICKUP APPARATUS AND OBJECTIVE LENS}

도1은 본 발명에 관한 광픽업 장치의 구성을 도시한 개념도.

도2는 실시예 1의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도3은 실시예 1의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도4는 실시예 2의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도5는 실시예 2의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도6은 실시예 3의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도7은 실시예 3의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도8은 실시예 4의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도9는 실시예 4의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도10은 실시예 5의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도11은 실시예 5의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서 의 구면 수차도와 비점 수차도.

도12는 실시예 6의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도13은 실시예 6의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도14는 실시예 7의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도15는 실시예 7의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도16은 실시예 8의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도17은 실시예 8의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도18은 실시예 9의 대물 렌즈에 관한 단면도.

도19는 실시예 9의 대물 렌즈에 관한 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도.

도20은 실시예 10의 대물 렌즈의 단면도.

도21은 실시예 10의 대물 렌즈에 의한 기준 파장, 기준 온도에 있어서의 구면 수차도.

도22는 실시예 11의 대물 렌즈의 단면도.

도23은 실시예 12의 대물 렌즈에 의한 기준 파장, 기준 온도에 있어서의 구면 수차도.

도24는 실시예 12의 대물 렌즈의 단면도.

도25는 실시예 12의 대물 렌즈에 의한 기준 파장, 기준 온도에 있어서의 구면 수차도.

도26은 파장 λ=780 nm, 투명 기판 두께 1.2 mm, 개구수 0.6일 때의 구면 수차도.

도27은 도26에 대하여 광원과 투명 기판의 광원측 면의 거리를 변경시켰을 때의 구면 수차도.

도28은 제1 광원 λ1=650 nm, 제1 광정보 기록 매체의 투명 기판 두께 t1=0.6 mm에서의 구면 수차도.

도29는 제2 광원 λ2=780 nm, 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판 두께 t2=1.2 mm에서의 구면 수차도.

도30은 도28에 대응하는 실시예 13의 대물 렌즈의 단면도.

도31은 도29에 대응하는 실시예 13의 대물 렌즈의 단면도.

도32는 제1 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

도33은 제2 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

도34는 제3 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

도35는 제4 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

도36은 제5 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

도37은 제6 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

도38은 제7 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광픽업 장치

2 : 액튜에이터

3 : 조리개

11 : 반도체 레이저

12 : 편광 비임 분할기

13 : 콜리메이터

14 : 1/4λ판

15 : 회절 일체형 대물 렌즈

16 : 광디스크

17 : 원통형 렌즈

18 : 오목 렌즈

19 : 광검출기

본 발명은 광픽업 장치 및 수지제의 대물 렌즈에 관한 것으로, 특히 온도 특성 및 수차를 개선한 대물 렌즈 및 이를 이용한 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용으로서 적합하게 이용되는 광픽업 장치에 관한 것이다.

종래의 CD 재생 장치에 있어서 요구되는 정밀도를 갖는 광정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계(또, 본 명세서 중에서 기재하는 기록 재생용 광학계 또는 기록 재생 장치라 함은 기록용 광학계, 재생용 광학계, 기록과 재생 겸용 광학계 또는 이들을 이용한 장치를 포함함)로서는 무한 공역형(無限 共役型)의 광학계가 일본 특허 공개 소57-76512호 공보에 개시되고, 유한 공역형(有限 共役型)의 광학계가 일본 특허 공개소61-56314호 공보 등에 개시되어 있다. 또, 수지제 대물 렌즈를 이용한 경우의 온도 변화에 따른 수차의 발생을 저감하기 위해, 커플링 렌즈를 이용한 것이 일본 특허 공개 평6-258573호 공보에 개시되어 있다. 그런데, 최근에 있어서는 저비용화 등의 요구로부터 기록 재생용 광학계, 특히 그 대물 렌즈에 관해서는 수지(플라스틱) 재료를 이용하여 형성된 렌즈가 널리 사용되고 있다. .

그러나, 수지 재료로 형성된 대물 렌즈에 있어서는 온도 변화에 수반되는 굴절율의 변화에 의해서 발생하는 수차가 유리 재료로 형성된 렌즈보다 커지는 문제가 있다. 일반적으로는, 이 굴절율의 변화는 수지 재료와 유리 재료에서 한 자릿수 이상 다르다. 여기서, 기준 설계 온도와 실제 사용 환경의 온도차를 △T라고 했을 때, 이 온도차(△T)에 의해서 변화하는 수차는 주로 3차 구면 수차이다. 파면 수차의 3차 구면 수차 성분을 rms값으로 나타낸 것을 SA로 하고, 여기서는 구면 수차가 플러스인 경우(오버)를 SA>0, 그리고 마이너스(언더)인 경우를 SA<0으로 부호를 정의한다. 온도 변화(△T)에 따라서 변화하는 3차 구면 수차 △SA(λrms)는 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측[상측(像側)] 개구수(NA), 초점 거리(f), 결상 배율(m), 비례 계수(k), 광의 파장(λ)을 이용하여,

△SA/△T=k·f(1-m)4(NA)4/λ (1)

로 나타낼 수 있다. 또, 수지 재료로 형성된 렌즈가 플러스의 굴절력을 갖는 경 우, 온도가 상승하면 3차의 구면 수차가 보다 오버가 된다. 즉, 상기 식(1)에 있어서, 계수(k)는 플러스의 값이 된다. 또, 수지 재료로 형성된 단체 렌즈를 대물 렌즈로 한 경우, 계수(k)는 보다 큰 플러스의 값이 된다.

현재 널리 이용되고 있는 소형 디스크용의 대물 렌즈에서는 NA가 0.45 정도이므로, 사용 환경의 온도 변화에 수반하여 발생하는 수차는 문제가 될 정도의 수준에는 이르지 못한다고 할 수 있다. 그러나, 광정보 기록 매체의 고밀도화가 추진되고 있는 현재, 기록 재생 장치의 광학계를 구성하는 대물 렌즈도 그에 대응하는 것이 요구되고 있다.

구체적으로는, 광정보 기록 매체로서 CD(기억 용량 : 640 MB)와 동일한 정도의 크기로 기록 밀도를 높인 DVD(기억 용량 : 4.7 GB)가 개발되어 급속히 보급이 진행되고 있다. DVD를 재생하기 위해서는, 광원의 파장이 635 nm 내지 660 nm의 범위내에 있는 소정의 파장의 레이저광을 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 일반적으로는 레이저 광원으로부터의 발산 광속은 콜리메이터 렌즈에 의해 평행 광속으로 되어진 후 DVD측의 NA가 0.6 또는 그 이상의 대물 렌즈에 입사되고, DVD의 투명 기판을 거쳐서 정보 기록면에 집광된다.

특히, 최근 한층 더 높은 NA의 대물 렌즈와 한층 더 짧은 파장 광원을 이용하고, 10 내지 30 GB의 기억 용량을 갖는 CD나 DVD와 같은 광정보 기록 매체의 개발이 활발하다. 짧은 파장 광원으로서 유망시되고 있는 것으로서 발진 파장 400 nm 정도의 GaN 청색 반도체 레이저와 SHG 청색 레이저가 있다. 즉, 기록 재생 장치에 있어서의 광학계는 높은 NA가 요구되는 동시에, 파장이 보다 짧은 레이저광에 대응시킬 필요가 발생하고 있다.

이를 파면 수차로부터 고찰하면, 상기 식(1)에 있어서 예를 들어 NA가 0.45로부터 0.6으로 증대하고, 레이저광의 파장(λ)이 660 nm로부터 400 nm로 짧아졌을 때, 파면 수차(Wrms)는 (0.6/0.45)4÷400/660=5.17배로 증대한다.

여기서, 식(1)에 기초하여 파면 수차를 작게 억제하기 위해서 초점 거리(f)를 작게 하는 것을 생각할 수 있는데, 현실적으로는 포커싱 작동 거리를 확보할 필요가 있으므로, f를 현재 이상으로 작게 하는 것은 곤란하다. 또, m<0의 유한 공역형 광학계나, m=0의 무한 공역형 광학계에서는 높은 NA의 경우, 온도 변화에 수반하여 발생하는 수차가 보다 심각한 문제로 되어 오고 있다. 커플링 렌즈를 이용한 광학계에서 0<m<1로 하여 온도 특성을 개선하는 것도 생각할 수 있는데, 이 경우, 포커싱에 필요한 작동 거리를 확보하기 위해서는 광학계의 물상(物像)간 거리를 길게 하거나 또는 높은 NA의 커플링 렌즈가 필요해져서, 광학계 더 나아가 장치가 대형화되어 버리는 문제가 있다.

이와 같이, 종래의 수지 재료로 형성된 대물 렌즈를 이용한 렌즈계에서는 온도 변화에 의해 발생하는 수지 재료의 굴절율 변화(△n)를 원인으로 하는, 대물 렌즈의 상측의 개구수(NA)의 4승에 비례한 수차의 발생에 의해서 높은 NA의 광학계를 실현시키는 것은 곤란했다.

따라서, 레이저 광원의 짧은 파장화와 대물 렌즈의 높은 NA화에 의해, 고밀도의 정보 기록을 달성하려고 하는 광정보 기록 재생 장치의 광학계에 있어서는 수지제의 대물 렌즈를 이용하는 대신에, 온도 변화에 대한 굴절율 변화는 작지만 보 다 비용이 높은 유리 몰드 렌즈나 유리의 조합 렌즈를 이용하는 것이 부득이하게 되어 있다.

이러한 문제에 대하여, 예를 들어 일본 특허 공개 평11-337818호에는 광 헤드용 대물 렌즈에 소정의 구면 수차 특성을 갖는 회절 렌즈 구조를 마련하여, 온도 변화에 대한 수차를 보정하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 광정보 기록 매체의 기록 재생 장치의 소형화 및 저비용화를 도모하기 위해, 집광 광학계에 있어서의 렌즈의 매수를 감소시키고 싶다는 요구도 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 1매의 대물 렌즈로 소위 유한 공역 광학계를 구성할 필요가 발생하는데, 일본 특허 공개 평11-337818호에 개시된 대물 렌즈는 유한 공역 광학계에 대응하는 것은 아니다.

본 발명은 광정보 기록 매체의 기록 재생 장치(광픽업 장치)용 대물 렌즈에 있어서, 그 장치의 광원이 사용 환경의 온도 변화에 의해서 발진 파장이 변화하지 않는 SHG 레이저와 같은 경우, 또는 발진 파장이 변화하는 반도체 레이저와 같은 경우에 있어서도, 사용 환경의 온도 변화에 대하여 충분한 성능을 확보할 수 있는 수지 재료로 이루어지는 대물 렌즈, 또는 수지 재료로 이루어지는 적어도 1매의 렌즈를 포함하는 대물 렌즈, 및 그러한 대물 렌즈를 이용한 광픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 어떠한 레이저 광원이더라도 사용 환경의 온도 변화에 대하여 3차 구면 수차의 변화를 적게 하고, 더 나아가서는 구면 수차의 변화를 적게 할 수 있는 대물 렌즈, 광픽업 장치, 광정보 기록 매체 기록 재생 장치를 제공 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 사용 환경의 온도 변화에 대하여 충분한 성능을 확보할 수 있는 수지 재료로 이루어지고, 또한 유한 공역 광학계를 구성할 수 있는 대물 렌즈, 및 이러한 대물 렌즈를 이용한 광픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 다음의 구성에 의해서 달성할 수 있다.

(1-1) 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치가 파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계를 갖는 대물 렌즈, 및

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.3≤øR/ø≤1.5

øR : 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워

ø : 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워

(1-2) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구 면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

(△SA2/△λ1) × (△SA1/△T) < 0 λrms²/(℃·nm)

또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이고,

△SA1/△T는 일정 파장하에서의 값이다.

(1-3) (1-2)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.58 이상이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 대략 0이다.

(1-4) (1-2)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 이하의 조건식을 만족시킨다.

-1/2≤mo1≤-1/7.5

(1-5) (1-2)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 이하의 조건식을 만족시킨다.

△SA2/△λ1<0 λrms/nm

△SA1/△T>0 λrms/℃

(1-6) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜△SA1/△T｜≤0.001 λrms/℃

또, △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값이다.

(1-7) (1-6)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.58 이상이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 대략 0이다.

(1-8) (1-6)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)은 680 nm 이하이다.

(1-9) (1-6)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.48 이상, 0.58 미만이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 대략 0이며, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜△SA1/△T｜≤0.0004 λrms/℃

(1-10) (1-6)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.49 이상이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 이하의 조건식을 만족시키며,

-1/2≤mo1≤-1/7.5

또한, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜△SA1/△T｜≤0.0005 λrms/℃

(1-11) (1-10)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈는 상기 대물 렌즈의 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하고, 상기 대물 렌즈와 상기 광원의 상대 위치가 변화 가능하고,

상기 대물 렌즈의 광축과 상기 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치에 있어서, 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 광속의 파면 수차의 비 점 수차 성분이 최소가 된다.

(1-12) (1-10)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원과 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리를 U로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

10 mm < U < 40 mm

(1-13) (1-10)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와, 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치로서,

파장 λ인 광속을 출사하는 광원 이외에, 파장 λ2(λ<λ2)인 제2 광속을 출사하는 제2 광원을 갖고,

상기 집광 광학계는 상기 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을, 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고,

상기 광검출기는 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하고,

상기 NA는 상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제1 광정보 기록 매체측의 개구수이고,

NA2(NA2<NA)를, 상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제2 광정보 기록 매체측의 개구수로 하 고,

상기 mo1은 상기 제1 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생시의 상기 대물 렌즈의 결상 배율일 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

NA ≥ 0.56

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

(1-14) (1-13)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제2 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생시의 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo2로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜mo2-mo1｜ < 0.1

(1-15) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ2(nm)로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

0 nm/℃ < △λ2 / △T ≤ 0.5 nm/℃

(1-16) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 굴절율 변화량을 △n으로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

-0.002/℃ ≤ △n / △T ≤ -0.00005/℃

(1-17) (1-16)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 이하의 조건식을 만족시킨다.

-0.0002/℃ ≤ △n / △T ≤ -0.00005/℃

(1-18) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.00015/nm ≤ (NA)⁴/λ ≤ 40/nm

(1-19) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 이하의 조건식을 만족시킨다.

10 nm ≤ λ/NA ≤ 1100 nm

(1-20) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜△SA2/△λ1｜ ≤ 0.1 λrms/nm

또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이다.

(1-21) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 초점 위치 변화량을 △f(μm)로 했을 때, 이하의 조건을 만족시킨다.

｜△f/△λ1｜ ≤ 200

(1-22) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면은 비구면이다.

(1-23) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 회절부는 상기 대물 렌즈의 광축을 대략 중심으로 하는 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 복수의 원형체의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차항을 포함한다.

(1-24) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈는 단체 렌즈이다.

(1-25) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측과는 반대측의 베이스면의 근축(近軸) 곡률 반경을 r1(mm), 상기 대물 렌즈의 굴절율을 n, 상기 대물 렌즈의 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

1.0 ≤ r1/{(n-1)·fR} ≤ 1.2

(1-26) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈는 폴리올레핀계 수지, 노르보르넨계 수지, 플루올렌계 수지 중 어느 하나의 수지로 이루어진다.

(1-27) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 적어도 한 면을 비구면으로 함으로써, 환경 온도 변화에 의한 축상 구면 수차 변화량을 보정하고, 상기 대물 렌즈의 적어도 한 면에 회절부를 형성함으로써 구면 수차를 보정한다.

(1-28) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA로 했을 때, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 NA 이하의 광속이, 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이내이다.

(1-29) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와, 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치로서,

파장 λ의 광속을 출사하는 상기 광원 이외에, 파장 λ2(λ<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원을 갖고,

상기 집광 광학계는 상기 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을, 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고,

상기 광검출기는 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하고,

상기 광원으로부터의 상기 파장 λ의 광속을 이용하여 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하고,

상기 제2 광원으로부터의 상기 파장 λ2의 광속을 이용하여 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행한다.

(1-30) (1-29)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제1 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA로 하고,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제2 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA2(NA2<NA)로 했을 때,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 NA 이하의 광속이, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이내이고,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 상기 제2 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 NA2 이하의 광속이, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이내이다.

(1-31) 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.3 ≤ øR/ø ≤ 1.5

øR : 상기 렌즈의 소정의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워

ø : 상기 렌즈의 소정의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워

(1-32) (1-31)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 소정의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대 한 상기 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T) < 0 λrms²/(℃·nm)

또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이고,

△SA1/△T는 일정 파장하에서의 값이다.

(1-33) (1-31)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

또, △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값이다.

(1-34) 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생 장치에 있어서,

광픽업 장치가,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계를 갖는 대물 렌즈,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있 고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.3 ≤ øR/ø ≤ 1.5

øR : 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워

ø : 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워

(1-35) (1-6)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 이하의 조건식을 만족시킨다.

｜△SA1/△T｜≤ 0.0004 λrms/℃

또, 상기 목적은 다음의 바람직한 구성에 의해서도 달성할 수 있다.

(2-1) 광픽업 장치가,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

NA ≥ 0.58

을 만족시키는 동시에,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구 면 수차 변화량을 △SAl로 했을 때,

(△SA2/△λ1) × (△SA1/△T) < 0 λrms²/(℃·nm)

를 만족시킨다.

(2-2) (2-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SA2는,

△SA2/△λ1<0 λrms/nm

를 만족시키는 동시에, 상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SA1은,

△SA1/△T>0 λrms/℃

를 만족시킨다.

(2-3) (2-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ2(nm)로 했을 때,

0 nm/℃ < △λ2 / △T ≤ 0.5 nm/℃

를 만족시킨다.

(2-4) (2-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SA1은,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

를 만족시킨다.

(2-5) 광픽업 장치가,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을, 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

NA ≥ 0.58

을 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

를 만족시킨다.

(2-6) 광픽업 장치가,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을, 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

0.58 > NA ≥ 0.48

을 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.00040 λrms/℃

를 만족시킨다.

(2-7) 광픽업 장치가,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을, 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 광원의 파장 λ(nm)는,

λ ≤ 680 nm

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

를 만족시킨다.

(2-8) (2-7)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원의 파장 λ(nm)는,

λ ≤ 500 nm

를 만족시킨다.

(2-9) (2-1) 내지 (2-8) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm

를 만족시킨다.

(2-10) (2-1) 내지 (2-9) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

10 nm≤λ/NA≤1100 nm

를 만족시킨다.

(2-11) (2-1) 내지 (2-10) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 했을 때,

｜△SA2/△λ1｜ ≤ 0.10 λrms/nm

를 만족시킨다.

(2-12) (2-1) 내지 (2-11) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 초점 위치 변화량을 △f(μm)로 했을 때,

｜△f/△λ1｜ ≤ 200

을 만족시킨다.

(2-13) (2-1) 내지 (2-12) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면은 비구면이다.

(2-14) (2-1) 내지 (2-12) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈의 적어도 2개의 면은 비구면이다.

(2-15) (2-1) 내지 (2-14) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절 패턴은 광축을 대략 중심으로 하는 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 복수의 원형 띠의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차 항을 포함한다.

(2-16) (2-1) 내지 (2-15) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈는 상기 플라스틱 렌즈의 단체 렌즈로 이루어진다.

(2-17) (2-16)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워를 ø, 굴절 파워를 øR로 했을 때,

0.3 ≤ øR / ø ≤ 1.5

를 만족시킨다.

(2-18) (2-16) 또는 (2-17)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 상기 대물 렌즈의 굴절율을 n, 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때,

1.0 ≤ r1/{(n-1)·fR} ≤ 1.2

를 만족시킨다.

(2-19) (2-16) 내지 (2-18) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 굴절율 변화량을 △n으로 했을 때,

-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃

를 만족시킨다.

(2-20) (2-16) 내지 (2-19) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈는 비정질 폴리올레핀계 수지, 노르보르넨계 수지 및 플루올렌계 수지 중 어느 하나의 수지로 이루어진다.

(2-21) (2-1) 내지 (2-20) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광학 기능부의 외주에 플랜지부를 갖는다.

(2-22) (2-21)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 플랜지부의 일부에 절결부를 갖는다.

(2-23) 광픽업 장치용 대물 렌즈가,

굴절 파워를 갖고 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 플라스틱의 단체 렌즈로 이루어지며, 광정보 기록 매체가 배치되는 측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 굴절율을 n, 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때,

1.0 ≤ r1/{(n-1)·fR} ≤ 1.2

를 만족시킨다.

(2-24) (2-23)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서,

상기 회절 패턴은 광축을 대략 중심으로 하는 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 복수의 원형 띠의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차 항을 포함한다.

(2-25) (2-23) 또는 (2-24)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 적어도 하나의 면은 비구면이다.

(2-26) (2-23) 또는 (2-24)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 양면이 비구면이다.

(2-27) 광픽업 장치용 대물 렌즈가,

굴절 파워를 갖는 적어도 하나의 플라스틱 렌즈를 포함하고, 적어도 한 면을 비구면으로 함으로써 환경 온도 변화에 의한 축상 구면 수차 변화량을 보정하는 동시에, 적어도 한 면에 회절 패턴을 형성함으로써 구면 수차를 보정한다.

(2-28) (2-27)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈는 상기 플라스틱 렌즈의 단체 렌즈로 이루어진다.

(2-29) 광픽업 장치용 대물 렌즈가,

굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 대물 렌즈에 측정 광원으로부터 파장 λ(nm)의 광속을 입사시키고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX를 측정했을 때, 상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX는,

｜△SAX/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

를 만족시킨다.

(2-30) (2-29)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 측정은 피조형 간섭계 또는 트와이맨 그린 간섭계에 의해 행한다.

(2-31) (2-29) 또는 (2-30)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 측정 광원의 파장 λ(nm)는 680 nm 이하이다.

(2-32) (2-29) 또는 (2-30)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 측정 광원의 파장 λ(nm)는 633 nm이다.

(2-33) (2-29) 또는 (2-30)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 측정 광원의 파장 λ(nm)는 500 nm 이하이다.

(2-34) (2-29) 내지 (2-33) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈에 있어서의 광속을 사출하는 쪽의 개구수가 0.58 이상이다.

(2-35) (2-29) 내지 (2-33) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈에 있어서의 광속을 사출하는 쪽의 개구수가 0.62 이상이다.

(2-36) (2-29) 내지 (2-35) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 측정에 의해서 얻어지는 파면 수차의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서 0.07 λrms 이하이다.

(2-37) 광픽업 장치용 대물 렌즈가,

광원으로부터의 빛을 이용하여, 투명 기판을 구비한 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 이용하는 광픽업 장치용 대물 렌즈로서, 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈에 대하여, 상기 광픽업 장치의 광원으로부터의 광속과 대략 동일한 파장을 갖는 측정광을 조사 가능한 측정 광원과, 상기 광정보 기록 매체의 투명 기판과 대략 동일한 굴절율 및 두께를 갖는 측정 매체를, 상기 광픽업 장치의 광원 및 투명 기판에 대한 위치 관계와 등가로 설정하고,

상기 대물 렌즈에 상기 측정 광원으로부터 파장 λ(nm)의 측정광을 입사시키고, 상기 대물 렌즈의 온도를 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서 변화시켰을 때에 있어서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX를 측정했을 때, 상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX는,

｜△SAX/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

를 만족시킨다.

(3-1) 광픽업 장치가,

파장 λ1(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1), 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.49

-1/2 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T (℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

를 만족시킨다.

(3-2) 상기 (3-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ1(nm)로 했을 때,

0 ≤ △λ1 / △T ≤ 0.5 nm/℃

이다.

(3-3) (3-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

파장 λ1(nm)에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 플라스틱 렌즈 소재의 굴절율의 변화량을 △n1로 했을 때,

-0.0002/℃<△n1/△T<-0.00005/℃

이다.

(3-4) (3-1) 내지 (3-3) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치로서,

상기 대물 렌즈는 트랙킹을 위해서 상기 대물 렌즈의 광축에 수직인 방향으로 구동됨으로써 광원과의 상대 위치가 변화하고, 상기 대물 렌즈를 출사한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소가 되는 위치는 대물 렌즈의 광축과 상기 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치이다.

(3-5) (3-1) 내지 (3-4) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광원과 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리를 U로 했을 때,

10 mm < U < 40 mm

를 만족시킨다.

(3-6) 광픽업 장치가,

파장 λ1(nm)의 제1 광원과,

파장 λ2(nm)(λ2>λ1)의 제2 광원과,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

제1 광원으로부터의 제1 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

제2 광원으로부터의 제2 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1),

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.56

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃를 만족시킨다.

(3-7) (3-6)에 기재된 광픽업 장치로서,

상기 대물 렌즈의 제2 광속에 대한 결상 배율을 mo2로 했을 때,

｜mo2-mo1｜ < 0.10

이다.

(3-8) (3-6) 또는 (3-7)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제1 광속과 제2 광속을 합성할 수 있는 광합성 수단을 갖는다.

(3-9) (3-6) 내지 (3-8) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제1 광속과 제2 광속이 공통으로 통과하는 광로에, 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 갖는다.

(3-10) (3-9)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 개구 제한 수단은 대물 렌즈와 일체화되어 있다.

(3-11) (3-10)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 실시되어 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 반사하는 부분 다이크로익 코팅이다.

(3-12) (3-11)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 회절 패턴은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에만 있고, 상기 부분 다이크로익 코팅은 회절 패턴이 없는 쪽의 면에 실시되어 있다.

(3-13) (3-11) 또는 (3-12)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 부분 다이 크로익 코팅의 파장 λ2의 광속의 반사율이 30 % 내지 70 %이다.

(3-14) (3-10)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 양 쪽 면이 회절 패턴을 갖고, 상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 있는 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 회절하는 부분 회절 패턴이다.

(3-15) (3-6) 내지 (3-14) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 정보 기록면에 입사되는 광속을, 광축 근방의 내측 광속, 상기 내측 광속보다 외측인 중간 광속, 상기 중간 광속보다 외측인 외측 광속의 적어도 3개의 광속으로 나눈 경우에 있어서,

상기 제1 광원으로부터의 광속중 내측 광속 및 외측 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 내측 광속 및 중간 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생한다.

(3-16) (3-15)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제2 광원으로부터의 광속중, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 입사되는 내측 영역의 파면 수차의 3차 구면 수차 성분은 언더이다.

(3-17) (3-16)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광검출기는 제1 광원과 제2 광원에 대하여 공통이다.

(3-18) (3-6) 내지 (3-16) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광검출기는 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기를 별도로 구비하고, 각각 공간적으로 이격된 위치에 있다.

(3-19) (3-18)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

적어도, 상기 제1 광원과 제1 광검출기 또는 제2 광원과 제2 광검출기의 한 쌍이 유닛화되어 있다.

(3-20) (3-17)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제1 광원, 제2 광원 및 공통의 광검출기(단일의 광검출기)는 유닛화되어 있다.

(3-21) (3-6) 내지 (3-16) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 광검출기에 있어서, 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기가 별개의 부재이고, 상기 제1 광원과 제2 광원과 제1 광검출기와 제2 광검출기는 유닛화되어 있다.

(3-22) (3-6) 내지 (3-16) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제1 광원과 제2 광원은 유닛화되어 있고, 상기 광검출기와는 공간적으로 이격된 위치에 있다.

(3-23) (3-6) 내지 (3-22) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

상기 제1 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중 또는 상기 제2 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중의 적어도 한 쪽에, 광원으로부터의 광속의 발산도를 작게 하는 커플링 렌즈를 포함한다.

(3-24) 광픽업 장치가,

파장 λ1(nm)의 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광원의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 광원으로부터 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체 및 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 또는 재생하고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

를 만족시키고, 또 제2 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생시에는 광원으로부터의 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 갖는다.

(3-25) 대물 렌즈가,

파장 λ1(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는 광픽업 장치용 대물 렌즈이고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1), 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.49

-1/2 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

를 만족시킨다.

(3-26) (3-25)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ1(nm)로 했을 때,

0 ≤ △λ1 / △T ≤ 0.5 nm/℃

이다.

(3-27) (3-25) 또는 (3-26)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

파장 λ1(nm)에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 플라스틱 렌즈 소재의 굴절율의 변화량을 △n1로 했을 때,

-0.0002/℃ < △n1 / △T < -0.00005/℃

이다.

(3-28) (3-25) 내지 (3-27) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 대물 렌즈는 상기 광픽업 장치에 있어서의 트랙킹을 위해서 상기 대물 렌즈의 광축에 수직인 방향으로 구동됨으로써 광원과의 상대 위치가 변화하고, 상기 대물 렌즈를 출사한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소가 되는 위치는 대물 렌즈의 광축과 상기 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치이다.

(3-29) (3-25) 내지 (3-28) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서의 상기 광원과 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리를 U로 했을 때,

10 mm < U < 40 mm

를 만족시킨다.

(3-30) 대물 렌즈가,

파장 λ1(nm)의 제1 광원과,

파장 λ2(nm)(λ2>λ1)의 제2 광원과,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는 광픽업 장치의 대물 렌즈이고,

상기 광픽업 장치가 제1 광원으로부터의 제1 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

제2 광원으로부터의 제2 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하도록 되어 있고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1),

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.56

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

를 만족시킨다.

(3-31) (3-30)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 대물 렌즈의 제2 광속에 대한 결상 배율을 mo2로 했을 때,

｜mo2-mo1｜< 0.10

이다.

(3-32) (3-30) 또는 (3-31)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치는 상기 제1 광속과 제2 광속을 합성할 수 있는 광합성 수단을 갖는다.

(3-33) (3-30) 내지 (3-32) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치는 상기 제1 광속과 제2 광속이 공통으로 통과하는 광로에 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 갖는다.

(3-34) (3-33)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 개구 제한 수단은 대물 렌즈와 일체화되어 있다.

(3-35) (3-34)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 실시되어 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 반사하는 부분 다이크로익 코팅이다.

(3-36) (3-35)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 회절 패턴은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에만 있고, 상기 부분 다이크로익 코팅은 회절 패턴이 없는 쪽의 면에 실시되어 있다.

(3-37) (3-35) 또는 (3-36)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 부분 다이크로익 코팅의 파장 λ2의 광속의 반사율이 30 % 내지 70 %이다.

(3-38) (3-34)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 대물 렌즈의 양 쪽 면이 회절 패턴을 갖고, 상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 있는 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 회절하는 부분 회절 패턴이다.

(3-39) (3-30) 내지 (3-38) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 정보 기록면에 입사되는 광속을, 광축 근방의 내측 광속, 상기 내측 광속보다 외측인 중간 광속, 상기 중간 광속보다 외측인 외측 광속의 적어도 3개의 광속으로 나눈 경우에 있어서,

상기 제1 광원으로부터의 광속중 내측 광속 및 외측 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 내측 광속 및 중간 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생한다.

(3-40) (3-39)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제2 광원으로부터의 광속중, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 입사되는 내측 영역의 파면 수차의 3차 구면 수차 성분은 언더이다.

(3-41) (3-30) 내지 (3-40) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치의 상기 광검출기는 제1 광원과 제2 광원에 대하여 공통이 다.

(3-42) (3-30) 내지 (3-40) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치의 상기 광검출기는 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기를 별도로 구비하고, 각각 공간적으로 이격된 위치에 있다.

(3-43) (3-42)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서, 적어도 상기 제1 광원과 제1 광검출기 또는 제2 광원과 제2 광검출기의 한 쌍이 유닛화되어 있다.

(3-44) (3-41)에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원, 제2 광원 및 공통의 광검출기(단일의 광검출기)는 유닛화되어 있다.

(3-45) (3-30) 내지 (3-40) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치의 상기 광검출기에 있어서, 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기가 별개의 부재이고, 상기 제1 광원과 제2 광원과 제1 광검출기와 제2 광검출기는 유닛화되어 있다.

(3-46) (3-30) 내지 (3-40) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원과 제2 광원은 유닛화되어 있고, 상기 광검출기와는 공간적으로 이격된 위치에 있다.

(3-47) (3-30) 내지 (3-46) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈에 있어서,

상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중 또는 상기 제2 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중의 적어도 한 쪽에, 광원으로부터의 광속의 발산도를 작게 하는 커플링 렌즈를 포함한다.

(3-48) 대물 렌즈가,

파장 λ1(nm)의 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광원의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는 광픽업 장치용 대물 렌즈이고,

상기 광픽업 장치는 상기 광원으로부터의 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체 및 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 또는 재생하고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

를 만족시키고, 또 제2 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생시에는 광원으로부터의 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 갖는다.

(3-49) 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용 대물 렌즈가,

적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 플라스틱 렌즈이고, 비점 수차량을 △Z로 했을 때,

0.2 μm < △Z < 0.7 μm

이다.

(3-50) (3-49)에 기재된 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용 대물 렌즈에 있어서,

축상 색수차는 편용(便用) 파장 근방에서 보정 과잉이다.

(3-51) 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용 대물 렌즈가,

파장 620 nm 내지 680 nm의 광원과, 광원과는 반대측에 두께 0.6 mm의 폴리카아보네이트 투명 기판을 배치하고, 상기 투명 기판을 거쳐서 측정한 파면 수차의 3차 구면 수차 성분이 최소가 되는 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 Mmin으로 했을 때,

-1/5 ≤ Mmin ≤ -1/12

를 만족시키고,

적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 플라스틱 렌즈이다.

(3-52) (3-51)에 기재된 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용 대물 렌즈에 있어서,

상기 대물 렌즈의 결상 배율 Mmin이,

-1/5 ≤ Mmin ≤ -1/7.5

를 만족시킨다.

본 발명의 광픽업 장치는, 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치이다. 그리고, 광픽업 장치는 파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계를 갖는 대물 렌즈와, 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는다. 또, 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.3 ≤ øR / ø ≤ 1.5

øR : 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워

ø : 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워

즉, ø는 대물 렌즈의 굴절 파워(øR)와 회절부의 회절 파워의 합계이다. 또, 본 발명에 있어서는 +1 내지 +3차 회절광이 이용되는 것이 바람직하다.

또, 본 발명을 렌즈의 발명으로서 파악한 경우는 이하와 같이 생각할 수도 있다.

광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치용 렌즈로서, 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있다. 또, 적어도 하나의 소정의 파장(바람직하게는 810 nm 이하, 300 nm 이상)에 대하여 이하의 조건식을 만족시킨다.

0.3 ≤ øR / ø ≤ 1.5

øR : 렌즈의 소정의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워

ø : 렌즈의 소정의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워

집광 광학계는 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하기 위한 하나 또는 복수의 광학 소자를 갖는 것이다. 또한, 복수의 광학 소자 중 일부를 집광 광학계로 파악해도 좋다. 또, 대물 렌즈만으로 이루어지는 집광 광학계이더라도 좋고, 대물 렌즈 이외에 커플링 렌즈나 콜리메이터 렌즈 등의 다른 광학 소자를 갖는 집광 광학계이더라도 좋다.

또, 본 발명의 광픽업 장치는, 하나의 광원만을 갖고, 한 종류만의 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치이더라도 좋고, 복수의 광원을 갖고, 복수종의 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치이더라도 좋다.

또, 광원이 하나만인 경우는 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생 하기 위해서 필요한 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA로 했을 때, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 광원으로부터 출사되어 대물 렌즈를 통과한 NA 이하의 광속이, 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.04 λrms 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.03 λrms 이하이다.

한편, 2개의 광원을 갖고, 복수종의 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치의 경우는 이하와 같은 구성으로 하는 것이 바람직하다.

광픽업 장치는 두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와, 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치이다. 그리고, 광픽업 장치는 파장 λ의 광속을 출사하는 광원 이외에, 파장 λ2(λ<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원을 갖는다. 또한, 집광 광학계는 광원 또는 제2 광원으로부터 출사된 광속을 제1 광정보 기록 매체 또는 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고, 광검출기는 제1 광정보 기록 매체 또는 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광한다. 그리고, 광원으로부터의 파장 λ의 광속을 이용하여, 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하고, 제2 광원으로부터의 파장 λ2의 광속을 이용하여, 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행한다.

또한, 2광원의 픽업 장치인 경우, 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 대물 렌즈의 제1 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA 로 하고, 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 대물 렌즈의 제2 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA2(NA2<NA)로 했을 때, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 광원으로부터 출사되어 대물 렌즈를 통과한 NA 이하의 광속이, 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이하(보다 바람직하게는 0.04 λrms 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.03 λrms 이하)이고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 제2 광원으로부터 출사되어 대물 렌즈를 통과한 NA2 이하의 광속이, 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이하(보다 바람직하게는 0.04 λrms 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.03 λrms 이하)인 것이 바람직하다.

또한, 2광원의 광픽업 장치에 있어서, 제1 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생시의 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1, 제2 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생시의 대물 렌즈의 결상 배율을 mo2로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

｜mo2-mo1｜< 0.1

또, 광원은 레이저 광원이면 반도체 레이저, SHG 레이저, 가스 레이저 등 여러가지 것을 이용할 수 있다. 광속의 파장도 특별히 제한되지는 않지만, 짧은 파장인 경우 일본 발명의 효과가 현저해지는 경우가 많으므로, 810 nm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 665 nm 이하, 더욱 바람직하게는 500 nm 이하이다.

또, 대물 렌즈는 단체 렌즈인 것이 바람직하지만, 2겹 렌즈와 같이 복수의 렌즈를 갖고 있어도 좋다. 또, 대물 렌즈의 적어도 하나의 면은 비구면인 것이 바람직하다. 대물 렌즈의 양면을 비구면으로 해도 좋다. 또한, 회절부는 비구면으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 회절부를 한 면에 형성해도 좋고, 양면에 형성해도 좋다.

또, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 대물 렌즈의 굴절율을 n, 대물 렌즈의 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

1.0 ≤ r1 / {(n-1)·fR} ≤ 1.2

또한, 대물 렌즈는 폴리올레핀계 수지(바람직하게는 비정질 폴리올레핀), 노르보르넨계 수지, 플루올렌계 수지 중 어느 하나의 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 대물 렌즈의 광학면의 유효 직경 전체면 또는 대략 유효 직경 전체면에 회절부를 형성해도 좋고, 광학면의 일부에만 회절부를 형성해도 좋다. 또, 여기서 의미하는 「유효 직경 전체면」이라 함은, 어느 집광 광학계의 대물 렌즈의 면에 있어서, 광픽업 장치에 의해 재생 및/또는 기록이 행해지는 광정보 기록 매체의 필요 개구수를 만족시키는 광속이 통과하는 전체 부분을 의미한다. 또, 「대략 유효 직경 전체면」이라 함은, 유효 직경 전체면의 80 % 이상을 의미하고, 보다 바람직하게는 90 % 이상이다.

회절부는 진폭형의 회절부이더라도 좋지만, 광 이용 효율의 관점에서 위상형의 회절부인 것이 바람직하다. 또, 회절부의 회절 패턴은 광축에 대하여 회전 대 칭인 것이 바람직하다. 또한, 회절부는 광축의 방향으로부터 보아 복수의 원형 띠를 갖고, 이 복수의 원형 띠가 광축 또는 광축 근방의 점을 중심으로 한 대략 동심원형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 원이 바람직하지만 타원이더라도 좋다. 특히, 단차를 갖는 브레이즈드형의 원형 띠 회절면이 바람직하다. 또한, 계단형으로 형성된 원형 띠 회절면이더라도 좋다. 또, 광축으로부터 이격됨에 따라서, 렌즈 두께가 두꺼워지는 방향으로 이산적으로 시프트하는 원형 띠로서 계단형으로 형성된 원형 띠 회절면이더라도 좋다. 또, 회절부는 원형 띠 형상인 것이 바람직하지만, 1차원 회절 격자이더라도 좋다. 또, 회절부가 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖는 경우, 복수의 원형체의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차 항을 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은 높은 NA에 있어서 발명의 효과가 보다 현저해지므로, 광픽업 장치의 광정보 기록 매체측의 대물 렌즈의 개구수(NA)가 0.45 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.58 이상이다.

또한, 사용 환경의 온도 변화에 대하여 충분한 성능을 확보하기 위해서 더욱 바람직한 구성으로서, 이하의 것을 들 수 있다.

광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내(바람직하게는, -10 ℃ 내지 60 ℃)에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0 λrms²/(℃·nm)

또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이고, △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값이다.

또한, 상기를 렌즈의 발명으로서 파악한 경우는 적어도 하나의 소정의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로서 생각하는 것이 바람직하다. 또, 소정의 파장은 810 nm 이하인 것이 바람직하다.

광원의 파장이 온도 변화에 따라서 변화하는 경우나, 또는 변화하지 않는 경우에 있어서도, (△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0 λrms²/(℃·nm)를 적용하는 것이 가능하지만, 특히 광원의 파장이 온도 변화에 따라서 변화하는 경우에 바람직하다.

또, 이 「환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화」라 함은, 온도 변화가 20 ℃ 내지 30 ℃라는 의미가 아니라, 환경 온도 그 자체가 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내이고, 그 온도 범위내에서의 온도 변화라는 의미이다.

(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0 λrms²/(℃·nm)를 만족시키는 경우, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)가 0.58 이상이고, 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)이 대략 0인 것이 더욱 바람직하다. 또, 「결상 배율이 대략 0」이라 함은, 결상 배율이 0.13 내지 -0.13인 것을 의미하고, 바람직하게는 0.05 내지 -0.05이며, 가장 바람직하게는 0이다.

또한, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 더욱 바람직하다.

△SA2/△λ1 < 0 λrms/nm

△SA1/△T > 0 λrms/℃

또, (△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0 λrms²/(℃·nm)를 만족시키는 경우, 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)이 이하의 조건식을 만족시키도록 해도 좋다.

-1/2 ≤ mo1 ≤ -1/7.5

또한, 사용 환경의 온도 변화에 대하여 충분한 성능을 확보하기 위해서 바람직한 다른 구성으로서, 이하의 것을 들 수 있다.

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내(바람직하게는, -10 ℃ 내지 60 ℃)에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

0 ≤ ｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

또, △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값이다. 보다 바람직하게는,

0 ≤ ｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0004 λrms/℃

이고, 더욱 바람직하게는,

0 ≤ ｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0001 λrms/℃

이다.

광원의 파장이 온도 변화에 따라서 변화하는 경우나, 또는 변화하지 않는 경우에 있어서도, ｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃를 적용하는 것이 가능하지만, 특히 광원의 파장이 온도 변화에 따라서 변화하지 않는 경우에 바람직하다.

전술한 (△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0 λrms²/(℃·nm)와,

0 ≤ ｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃를 모두 만족시키도록 해도 좋다.

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃를 만족시키는 경우, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)가 0.58 이상이고, 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)이 대략 0인 것이 바람직하다. 또한, 광원의 파장 λ(nm)가 680 nm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 500 nm 이하이다.

또, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)가 0.48 이상, 0.58 미만이고, 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)이 대략 0인 경우는 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0004 λrms/℃

한편, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)가 0.49 이상이고, 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)이 -1/2 이상, -1/7.5 이하인 경우는 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

또, 광픽업 장치에 있어서는 트랙킹을 행하기 위해서, 통상 대물 렌즈는 대물 렌즈의 광축과 수직인 방향으로 이동하고, 대물 렌즈와 광원의 상대 위치가 변화 가능하다. 그리고, 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)이 -1/2 이상, -1/7.5 이하인 경우 등, 유한계의 광픽업 장치의 경우는 대물 렌즈의 광축과 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치에 있어서, 광원으로부터 출사되어 대물 렌즈를 통과한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소로 되는 것이 바람직하다. 또한, 유한계의 광픽 업 장치의 경우는 광원과 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리(U)가 10 mm 보다 크고 40 mm 미만인 것이 바람직하다.

또, 전술한 2광원의 광픽업 장치에 있어서, 제1 광정보 기록 매체의 판독에 필요한 개구수(NA)가 0.56 이상이고, 제1 광정보 기록 매체의 판독시의 대물 렌즈의 배율(mo1)이 -1/5 이상, -1/7.5 이하일 때도 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다. 물론, 2광원이 아니라도 좋다.

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃

또, 본 발명의 광픽업 장치 전반에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ2(nm)로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

0 nm/℃ < △λ2 / △T ≤ 0.5 nm/℃

또, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 굴절율 변화량을 △n으로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

-0.002/℃ ≤ △n/△T ≤ -0.00005/℃

더욱 바람직하게는,

-0.0002/℃ ≤ △n/△T ≤ -0.00005/℃

이다.

또, 광원의 파장 λ(nm)와, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)가 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

0.00015/nm ≤ (NA)⁴/λ ≤ 40/nm

그리고, 광원의 파장 λ(nm)와, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

10 nm ≤ λ/NA ≤ 1100 nm

또, 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.

｜△SA2/△λ1｜ ≤ 0.1 λrms/nm

또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이다.

또한, 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 대물 렌즈의 초점 위치 변화량을 △f(㎛)로 했을 때, 이하의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.

｜△f/△λ1｜ ≤ 200

또, 사용 환경의 온도 변화에 대하여 충분한 성능을 확보하기 위해서, 이하와 같은 구성으로 해도 좋다.

대물 렌즈의 적어도 한 면을 비구면으로 함으로써, 대물 렌즈의 베이스면에 의해서 환경 온도 변화에 따른 축상 구면 수차 변화량을 보정하고, 상기 대물 렌즈의 적어도 한 면에 회절부를 형성함으로써 구면 수차를 보정한다.

또, 베이스면은 회절부를 가진 면인 경우는 회절 패턴의 포락면을 의미하고, 회절부를 갖지 않은 굴절면인 경우는 굴절면 그 자체를 의미한다. 바람직하게는, 회절 패턴의 포락면을 베이스면으로 하는 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 목적을 달성하기 위해서 (2-1)에 기재된 광픽업 장치는,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

NA ≥ 0.58

을 만족시키는 동시에,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0 λrms²/(℃·nm) (2)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

광정보 기록 매체의 기록 재생에 많이 사용되고 있는 회절 패턴이 없는 비구면 수지제 대물 단체 렌즈와 같은 구면 수차가 보정된 수지제 정(正) 렌즈의 온도 변화에 대한 3차 구면 수차량의 변화를 ∂SA/∂T로 하면, 이하의 식으로 나타낼 수 있다.

∂SA/∂T = (∂SA/∂n)·(∂n/∂T)+(∂SA/∂n)·(∂n/∂λ)·(∂λ/∂T)

= (∂SA/∂n)｛(∂n/∂T)+(∂n/∂λ)·(∂λ/∂T)｝ (3)

여기서, 수지 재료는 (∂n/∂T) < 0, (∂n/∂λ) < 0이다.

유리 재료는 (∂n/∂T) = 0, (∂n/∂λ) < 0이다.

반도체 레이저는 (∂λ/∂T) > 0이고, SHG 레이저, 고체 레이저, 가스 레이저 등은 (∂λ/∂T) = 0이다.

또, 여기서 유리 재료의 (∂n/∂T)를 0, SHG 레이저, 고체 레이저, 가스 레이저 등의 (∂λ/∂T)를 0으로 했지만, 실제 이들 값은 엄밀하게 0은 아니다. 그러나, 본 발명의 이용 분야에 있어서는 실용상 0으로 생각되고, 또 그에 따라 설명을 단순화할 수 있으므로, 이하 이들 값을 0으로 하여 설명을 진행시킨다.

그런데, 광원이 SHG 레이저, 고체 레이저, 가스 레이저 등이고 (∂λ/∂T) = 0인 경우,

∂SA/∂T = (∂SA/n)·(∂n/∂T) (4)

가 된다.

이 렌즈가 유리제이면 (∂n/∂T) = 0이므로, ∂SA/∂T = 0이 된다. 한편, 렌즈가 수지제이면 (∂n/∂T) < 0이고, 이러한 종류의 렌즈는 ∂SA/∂T > 0이므로, (∂SA/∂n) < 0이다. 또, 광원이 반도체 레이저인 경우는 (∂λ/∂T) > 0이다.

이 때, 렌즈가 유리제인 경우에 있어서도,

∂SA/∂T = (∂SA/∂n)·(∂n/∂λ)·(∂λ/∂T) (5)

이고, (∂n/∂λ) < 0, (∂SA/∂n) < 0이므로, ∂SA/∂T > 0이 된다.

또한, 유리 재료, 수지 재료를 불문하고 입사되는 빛이 보다 짧은 파장이 되면, (∂n/∂λ)의 절대값이 커진다. 따라서, 짧은 파장의 반도체 레이저를 이용하는 경우, 가령 유리 재료이더라도 구면 수차의 온도 변화에 유의할 필요가 있다.

한편, 회절 패턴을 갖는 비구면 수지제 단체 렌즈에 대하여, 온도 변화에 대한 3차 구면 수차량의 변화량을 ∂SA/∂T에 대하여 정식화(定式化)하면 이하와 같이 된다. 이 경우, 굴절 렌즈 부분의 특성과 회절 패턴면의 특성 모두를 도입할 필요가 있다. 굴절 렌즈 부분이 기여하는 구면 수차량의 변화량 ∂SA에 첨자 R, 회절 패턴면이 기여하는 구면 수차량의 변화량 ∂SA에 첨자 D를 붙여 표시하면 이하와 같이 나타낼 수 있다.

∂SA/∂T = (∂SA_R/∂n)·(∂n/∂T)

+ (∂SA_R/∂n)·(∂n/∂λ)·(∂λ/∂T)

+ (∂SA_D/∂λ)·(∂λ/∂T) (6)

여기서, 광원이 SHG 레이저, 고체 레이저, 가스 레이저 등이고, (∂λ/∂T) = 0인 경우에는,

∂SA/∂T = (∂SA_R/∂n)·(∂n/∂T) (7)

가 성립한다.

여기서, 물론 유리제 렌즈의 경우에는 (∂n/∂T) = 0이고, (∂SA_R/∂n)의 값 에 상관없이 ∂SA/∂T = 0이 된다. 한편, 렌즈가 수지제이면 (∂n/∂T) < 0이지만, (∂SA_R/∂n) = 0이면 ∂SA/∂T = 0이다.

그래서, 본 발명에 있어서는 굴절 렌즈 부분에 관하여 (∂SA_R/∂n) = 0으로 하기 위해, 비구면 수지제 단체 렌즈에 회절 패턴을 도입하는 것도 시야에 들어오고 있다. 단, 이 경우 굴절 렌즈 부분만에서는 구면 수차가 잔류해 버리지만, 회절 패턴을 최적화하여 전체적으로 구면 수차를 보정하도록 함으로써, 광정보 기록 매체의 기록 재생에 적합한 대물 렌즈를 설계할 수 있다.

한편, 광원이 반도체 레이저인 경우는 (∂λ/∂T) > 0이고, 상기의 (∂SA_R/∂n) = 0인 특성을 갖는 대물 렌즈의 경우, 상기 식(6)으로부터

∂SA/∂T = (∂SA_D/∂λ)·(∂λ/∂T) (8)

가 되지만, 일반적으로 (∂SA_D/∂λ) ≠ 0이고, 3차의 구면 수차량이 온도에 따라 변화되어 버림을 알 수 있다.

또, 상기 식(6)은 이하의 식과 같이 변형할 수 있다.

∂SA/∂T = (∂SA_R/∂n)·｛(∂n/∂T)+(∂n/∂λ)·(∂λ/∂T)｝

+ (∂SA_D/∂λ)·(∂λ/∂T) (9)

여기서, 수지제 렌즈의 대부분의 경우, (∂SA/∂T) < 0이고, 또 광원이 반도체 레이저이므로, (∂λ/∂T) > 0으로 되어,

(∂n/∂T) + (∂n/∂λ) · (∂λ/∂T) < 0 (10)

이다.

전제로서, (∂SA_R/∂n) < 0으로 하면, 식(10)으로부터 식(9)의 제1항은 플러스의 값이 된다. ∂SA/∂T = 0으로 하기 위해서는 제2항이 마이너스의 값을 취할 필요가 있지만, (∂λ/∂T) > 0이므로, (∂SA_D/∂λ) < 0이 조건이 된다.

이러한 특성의 회절 패턴을 갖는 비구면 수지제 단체 렌즈에 있어서는 (∂λ/∂T) = 0인 경우, 즉 파장이 일정하고 온도만이 변화하는 경우, 상기 식(7)에 있어서 (∂SA_R/∂n) < 0인 동시에 (∂n/∂T) < 0이므로, ∂SA/∂T > 0이 된다.

또한, 온도가 일정하고 파장만이 변화하는 경우의 구면 수차 ∂SA/∂λ는,

∂SA/∂λ = (∂SA_R/∂n)·(∂n/∂λ)+(∂SA_D/∂λ) (11)

로 나타낼 수 있는데, 제1항은 플러스이고 제2항은 마이너스이지만, 잘 알려져 있는 바와 같이 회절 패턴을 갖는 비구면 단체 렌즈의 색수차는 주로 회절 패턴으로부터의 기여가 크므로, 상기 식(11)의 제2항에 의해 ∂SA/∂λ의 부호가 정해지고, ∂SA/∂λ < 0이 되는 것이 일반적이다.

즉, 회절 패턴을 도입한 수지제 단체 렌즈에서는 파장이 일정한 경우의 (∂SA/∂T)를 플러스로 하고, 또한 온도가 일정한 경우의 (∂SA/∂λ)를 마이너스로 함으로써, 광원이 반도체 레이저와 같이 온도 변화에 따라서 파장이 변화하는 경우에 있어서도 ∂SA/∂T = 0으로 할 수 있다.

반대로 (∂SA_R/∂n) > 0으로 하면, 계산은 생략되지만 ∂SA/∂T < 0인 동시에 ∂SA/∂λ > 0으로 함으로써, 광원이 반도체 레이저인 경우에 있어서도 ∂SA/∂T = 0으로 할 수 있다.

즉, ∂SA/∂T와 ∂SA/∂λ의 부호가 반대면 된다.

이 때,

(∂SA/∂T)·(∂SA/∂λ) < 0 (12)

이 되는 관계가 성립한다. 여기서, (∂SA/∂T) > 0으로 한 경우 쪽이, 회절 패턴이 없는 비구면 수지제 단체 렌즈의 특성에 근사하므로, 회절 패턴의 부담이 적어 보다 바람직하다. (2-1)에 따르면, 사용 환경의 온도 변화에 대해서도 충분한 성능을 확보할 수 있는 대물 렌즈가 제공되게 된다.

DVD와 같은 정도 이하의 기록 밀도인 광정보 기록 매체에 대하여, 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 있어서는, 대물 렌즈는 비구면이나 회절면을 이용함으로써 단체 렌즈로 할 수 있다. 그러나, 보다 고밀도의 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생을 행하기 위해서는 보다 개구수가 많은 대물 렌즈가 필요해지는데, 이러한 대물 렌즈는 정렌즈를 2매 이상 포함하고 있는 경우가 많다. 2매의 렌즈에 있어서는 보다 자유도가 크고, 이들 정렌즈의 적어도 한 쪽 또는 양 쪽을 수지 렌즈로 하고, 광원의 발진 파장이 온도에 의존하지 않는 경우에는 (∂SA_R/∂n) = 0으로 하고, 어느 하나의 면을 회절 패턴화함으로써 (∂SA/∂T) = 0으로 할 수 있다.

또, 광원의 발진 파장이 온도에 의존하는 경우에 있어서도, (∂SA/∂T) = 0으로 하는 것이 가능하다.

(2-2)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SA2가,

△SA2/△λ1<0 λrms/nm (13)

를 만족시키는 동시에, 상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SA1이,

△SA1/△T>0 λrms/℃ (14)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다. 여기서, (△SA1/△T)>0 λrms/℃로 하면, 회절 패턴이 없는 비구면 수지제 단체 렌즈의 특성에 근사해지므로, 회절 패턴의 부담이 적어져서 보다 바람직하다. (2-2)에 따르면, 파장 λ의 변동 및 사용 환경의 온도 변화에 대해서도 충분한 성능을 확보할 수 있는 대물 렌즈가 제공되게 된다.

(2-3)에 기재된 광픽업 장치는,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ2(nm)로 했을 때,

0 nm/℃ < △λ2 / △T ≤ 0.5 nm/℃ (15)

를 만족시키므로, 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있고, 가격이 저렴한 반도체 레이저의 사용이 가능해진다.

(2-4)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SA1이,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃ (16)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 ｜△SA1/△T｜가 0.001 λrms 이하를 만족시킴으로써, 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있다.

(2-5)에 기재된 광픽업 장치는,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

NA ≥ 0.58 (17)

을 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃ (18)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

(2-5)에 기재된 광픽업 장치에 따르면, 상기 (1)식으로부터

△SA1/△T = k·f(1-m)4(NA)4/λ≤0.001 λrms/℃ (19)

를 만족시키므로, 0.58 이상의 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈를 사용하고, 보다 짧은 파장의 빛(예를 들어 청색 레이저광)을 이용하더라도 광정보 기록 매체에서의 정보의 기록 재생을 행할 수 있고, 그에 따라 차세대의 고밀도 광정보 기록 매체에 대응시키는 것이 가능한, 가격이 저렴하고 경량인 플라스틱 렌즈를 포함하는 광픽 업 장치를 실현할 수 있다.

(2-6)에 기재된 광픽업 장치는,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

0.58 > NA ≥ 0.48 (20)

을 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.00040 λrms/℃ (21)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

(2-6)에 기재된 광픽업 장치에 따르면, 상기 (1)식으로부터

△SA1/△T = k·f(1-m)4(NA)4/λ≤0.00040 λrms/℃ (22)

를 만족시키므로, 0.48 이상 0.58 이하의 개구수를 갖는 대물 렌즈를 사용하고 있는 바와 같은, 예를 들어 종래의 광픽업 장치에 있어서도, 사용 온도 범위의 확대 뿐만 아니라, 보다 짧은 파장의 빛(예를 들어 청색 레이저광)을 이용하여 광정보 기록 매체에서의 정보의 기록 재생을 행할 수 있고, 그에 따라 차세대의 고밀도 광정보 기록 매체에 대응시키는 것이 가능한, 가격이 저렴하고 경량인 플라스틱 렌즈를 포함하는 광픽업 장치를 실현할 수 있다.

(2-7)에 기재된 광픽업 장치는,

파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 렌즈와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하기 위한 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 광원의 파장 λ(nm)는,

λ ≤ 680 nm (23)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃ (24)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

(2-7)에 기재된 광픽업 장치에 따르면, 상기 (1)식으로부터

△SA1/△T = k·f(1-m)4(NA)4/λ≤0.001 λrms/℃ (25)

를 만족시키므로, 파장이 680 nm 이하와, 기존의 광픽업 장치의 레이저광과 동등 또는 그것보다 짧은 파장의 빛(예를 들어 청색 레이저광)을 이용하더라도 광정보 기록 매체에서의 정보의 기록 재생을 행할 수 있고, 그에 따라 차세대의 고밀도 광정보 기록 매체에 대응시키는 것이 가능한, 가격이 저렴하고 경량인 플라스틱 렌즈를 포함하는 광픽업 장치를 실현할 수 있다.

(2-8)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 광원의 파장 λ(nm)는 보다 짧은 파장인,

λ ≤ 500 nm (26)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

(2-9)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm (27)

를 만족시키므로, 기존의 광정보 기록 매체의 광픽업 장치의 온도 특성을 개선할 뿐만 아니라, 근자외광을 이용한 개구수가 많은 초고밀도의 광정보 기록 매체에 대응시키는 것이 가능한, 가격이 저렴하고 경량인 광픽업 장치를 실현할 수 있다.

(2-10)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는,

10 nm ≤ λ / NA ≤ 1100 nm (28)

를 만족시키므로, 기존의 광정보 기록 매체의 광픽업 장치의 온도 특성을 개선할 뿐만 아니라, 근자외광을 이용한 개구수가 많은 초고밀도의 광정보 기록 매체에 대응시키는 것이 가능한, 가격이 저렴하고 경량인 광픽업 장치를 실현할 수 있다.

(2-11)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 했을 때,

｜△SA2/△λ｜ ≤ 0.10 λrms/nm (29)

를 만족시키므로, 광원의 파장 변동 등의 영향을 허용할 수 있는 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-12)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 초점 위치 변화량을 △f(μm)로 했을 때,

｜△f/△λ1｜ ≤ 200 (30)

을 만족시키므로, 광원의 파장 변동 등의 영향을 허용할 수 있는 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-13)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면은 비구면이므로, 대물 렌즈만으로 구면 수차를 작게 할 수 있고, 그에 따라 트랙킹 특성이 양호한 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-14)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 대물 렌즈의 적어도 2개의 면은 비구면이므로, 대물 렌즈만으로 구면 수차를 작게 할 수 있고, 대물 렌즈에의 입사광이 평행광이 아니더라도 양호한 특성을 얻을 수 있는 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-15)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 회절 패턴은 광축을 대략 중심으로 하는 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 복수의 원형 띠의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차항을 포함하므로, 개구수가 많더라도 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있다.

(2-16)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 대물 렌즈는 상기 플라스틱 렌즈의 단체 렌즈로 이루어지므로, 구성을 간소화하고 저비용화를 도모할 수 있다.

(2-17)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워를 ø, 굴절 파워를 øR로 했을 때,

0.3 ≤ øR / ø ≤ 1.5 (31)

를 만족시키므로, 광원의 파장 변동에 의한 초점 위치의 변동이 작은 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-18)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 상기 대물 렌즈의 굴절율을 n, 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때,

1.0≤r1/｛(n-1)·fR｝≤ 1.2 (32)

를 만족시키므로, 비구면량을 작게 할 수 있고 그 제조를 용이하게 할 수 있다.

(2-19)에 기재된 광픽업 장치는,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 굴절율 변화량을 △n으로 했을 때,

-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃ (33)

를 만족시키므로, 투과율이 양호한 수지를 사용할 수 있다.

(2-20)에 기재된 광픽업 장치는,

상기 대물 렌즈는 비정질 폴리올레핀계 수지, 노르보르넨계 수지 및 플루올렌계 수지 중 어느 하나의 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 대물 렌즈의 플라스틱 재료로서는 미쯔비시 레이욘제 「아크리페트 VH」, 미쯔비시 레이욘제 「아크리페트 WF-100」, 히다찌 가세이 고교제 「아프또레쯔 OZ-1000」, 구라레제 「바라페트 MI-91」 등의 아크릴계, 닛뽄 제온제 「ZEONEX」, 미쯔이 세끼유 가가꾸 고교제 「APEL」 등의 비정질 폴리올레핀계, 닛뽄 고세이 고무제 「ARTON」 등 노르보르넨계, 가네보제 「0-PET」 등의 플루올렌계 등의 각종 수지 재료를 사용할 수 있지만, 사출 성형시의 금형에의 전사성이 양호하고, 소기의 광학 성능을 용이하게 얻을 수 있고, 최소로 두께를 작게 하는 것이 가능하므로, 닛뽄 제온제 「ZEONEX」, 미쯔이 세끼유 가가꾸 고교제 「APEL」 등의 비정질 폴리올레핀계, 닛뽄 고세이 고무제 「ARTON」 등의 노르보르넨계, 가네보제 「0-PET」 등의 플루올렌계의 수지가 바람직한 것이다. 이 중, 성형 시간의 단축 을 행할 수 있고, 비용의 저감을 한층 더 가능하게 하며, 고굴절율을 얻을 수 있는 플루올렌계 수지가 특히 바람직하다.

(2-21)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 대물 렌즈의 광학 기능부의 외주에 플랜지부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 플랜지부를 형성함으로써, 광학 기능부의 광학 성능을 확보할 수 있다. 또한, 이 플랜지부에 광축에 대하여 대략 직교하는 면을 형성함으로써, 광픽업 장치에의 부착 정밀도의 향상과 부착의 용이화를 도모하는 것이 가능해진다.

(2-22)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 플랜지부의 일부에 절결부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 절결부의 광축과 대략 평행한 방향의 절삭면을 광축 방향으로부터 보았을 때, 직선형, 원호형 등의 각종 형상으로 할 수 있지만, 이 절결부에 의해서 성형시의 게이트부의 위치를 인식 가능하게 할 수 있다. 따라서, 절결부의 위치는 게이트부에 대응하는 위치인 것이 바람직하다.

(2-23)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈는, 대물 렌즈가 굴절 파워를 갖고 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 플라스틱의 단체 렌즈로 이루어지며, 광정보 기록 매체가 배치되는 측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 굴절율을 n, 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때,

1.0≤r1/｛(n-1)·fR｝≤ 1.2 (34)

를 만족시키므로, 비구면량을 작게 할 수 있고 그 제조를 용이하게 할 수 있다.

(2-24)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 회절 패턴은 광축을 대략 중심으로 하는 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 복수의 원형 띠의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차항을 포함하므로, 개구수가 많더라도 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있다.

(2-25)에 기재된 대물 렌즈는, 적어도 하나의 면은 비구면이므로 대물 렌즈만으로 구면 수차를 작게 할 수 있고, 그에 따라 트랙킹 특성이 양호한 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-26)에 기재된 대물 렌즈는, 양면이 비구면이므로 대물 렌즈만으로 구면 수차를 작게 할 수 있고, 대물 렌즈에의 입사광이 평행광이 아니더라도 양호한 특성을 얻을 수 있는 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-27)에 기재된 대물 렌즈는, 굴절 파워를 갖는 적어도 하나의 플라스틱 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 면을 비구면으로 함으로써 환경 온도 변화에 의한 축상 구면 수차 변화량을 보정하는 동시에, 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 형성함으로써 구면 수차를 보정했으므로, 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있다.

(2-27)에 기재된 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 베이스면(회절 패턴의 포락면)으로 환경 온도 변화에 의한 축상 구면 수차 변화량을 보정하는 동시에, 적어도 하나의 면에 형성한 회절 패턴으로 구면 수차를 보정함으로써, 수지제 렌즈의 결점인 온도 변동에 수반되는 굴절율 변화에 기인하는 축상 구면 수차의 변화를 억제할 수 있다. 이러한 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 렌즈의 표면에, 또한 회절 패턴인 회절로 인한 미세 구조(릴리프)를 형성한 것이라도 좋다. 이 때, 회절로 인한 미세 구조의 포락면이 렌즈의 굴절면 형상이 된다. 예를 들어, 비구면 단체 대물 렌즈의 적어도 한 쪽 면에, 소위 브레이즈드형의 회절 패턴이 형성된 것으로서, 자오 단면이 톱니 형상으로 이루어지는 원형 띠가 그 적어도 한 쪽 면의 전체면에 형성되고, 그 한 쪽 면의 포락면이 비구면, 또 다른 한 쪽 면이 비구면 또는 이들 양 쪽 면이 비구면인 렌즈이더라도 좋다.

즉, 본 명세서 내에서 이용하는 회절 패턴(또는 회절면)이라 함은, 광학 소자의 표면, 예를 들어 렌즈의 표면에 릴리프를 형성하고, 회절에 의해서 광속을 집광 또는 발산시키는 작용을 갖게 한 형태(또는 면)의 것을 의미하고, 하나의 광학면에 회절이 발생하는 영역과 발생하지 않는 영역이 있는 경우는 회절을 발생하는 영역을 의미한다. 릴리프의 형상으로서는, 예를 들어 광학 소자의 표면에 광축을 중심으로 하는 대략 동심원형의 원형 띠로서 형성되고, 광축을 포함하는 평면에서 그 단면을 보면 각 원형 띠는 톱니와 같은 형상이 알려져 있는데, 그러한 형상을 포함하는 것이다.

(2-28)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 플라스틱 렌즈의 단체 렌즈로 이루어지므로, 구성을 간소화하고 저비용화를 도모할 수 있다.

(2-29)에 기재된 대물 렌즈는,

굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 대물 렌즈에, 측정 광원으로부터 파장 λ(nm)의 광속을 입사시키고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX를 측정했을 때, 상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX는,

｜△SAX/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃ (35)

를 만족시키므로, 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있다.

(2-30)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 측정을 피조형 간섭계 또는 트와이만 그린 간섭계에 의해 행하면, 널리 이용되고 있는 간섭계로 평가를 행할 수 있다.

(2-31)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 측정 광원의 파장 λ(nm)가 680 nm 이하이므로, 보다 고밀도의 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 적합하다.

(2-32)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 측정 광원의 파장 λ(nm)가 633 nm이므로, 보다 고밀도의 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 적합하다.

(2-33)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 측정 광원의 파장 λ(nm)가 500 nm 이하이므로, 보다 고밀도의 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 적합하다.

(2-34)에 기재된 대물 렌즈는, 광속을 사출하는 측의 개구수가 0.58 이상이므로, 보다 고밀도의 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 적합하다.

(2-35)에 기재된 대물 렌즈는, 광속을 사출하는 측의 개구수가 0.62 이상이므로, 보다 고밀도의 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 적합하다.

(2-36)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 측정에 의해서 얻어지는 파면 수차의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서 0.07 λrms 이하이므로, 대물 렌즈의 구면 수차가 작아서 트랙킹의 특성이 양호한 광픽업 장치를 구성할 수 있다.

(2-37)에 기재된 대물 렌즈는, 광원으로부터의 빛을 이용하여 투명 기판을 구비한 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 이용하는 광픽업 장치용 대물 렌즈로서, 굴절 파워를 갖는 플라스틱 렌즈를 포함하고,

상기 대물 렌즈에 대하여, 상기 광픽업 장치의 광원으로부터의 광속과 대략 동일한 파장을 갖는 측정광을 조사 가능한 측정 광원과, 상기 광정보 기록 매체의 투명 기판과 대략 동일한 굴절율 및 두께를 갖는 측정 매체를, 상기 광픽업 장치의 광원 및 투명 기판에 대한 위치 관계와 등가로 설정하고,

상기 대물 렌즈에, 상기 측정 광원으로부터 파장 λ(nm)의 측정광을 입사시키고, 상기 대물 렌즈의 온도를 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서 변화시켰을 때에 있어서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX를 측정했을 때, 상기 3차 축상 구면 수차 변화량 △SAX는,

｜△SAX/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃ (36)

를 만족시키므로, 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있다.

광픽업 장치에 있어서는 포커스 제어를 행하므로, 재생 신호의 악화에 기여 하는 온도 변화에 기인하여 변화하는 광학 특성은 주로 3차의 구면 수차이다. 그래서, 구면 수차의 정의나 평가법에 대하여 이하에 기재한다. 구면 수차에 대해서는 종수차(縱收差)로 나타내는 경우와 파면 수차로 나타내는 경우가 있다. 광정보 기록 매체의 기록 재생용 광픽업 장치나 이에 사용되는 대물 렌즈의 광학계 설계에는 원칙적으로 종수차를 평가 수단으로 하지만, 실제의 대물 렌즈나 광픽업 장치의 구면 수차를 평가하는 경우는 파면 수차를 평가 수단으로 하는 것이 일반적이다. 이 경우, 파면 수차 평가에는 간섭계를 사용하고, 얻어진 간섭 줄무늬로부터 2차원의 파면 수차 분포를 구하여 Zernike의 다항식에 의해 함수 피팅을 행한다. 파면 수차의 3차 구면 수차 성분의 rms값 SA3은, Z40(ρ, θ) = 6ρ4-ρ2+1, 계수 A40으로부터 이하의 식으로 나타낼 수 있다.

(37)

가 된다.

그런데, 구면 수차에는 부호가 있지만, 상기 정의에서는 구면 수차가 플러스인 경우(오버)와 마이너스(언더)인 경우의 구별이 어려워지게 된다. 그래서, 여기서는 구면 수차의 rms값에 A40의 플러스, 마이너스에 따라서 부호를 붙인 양을 파면 수차의 rms 성분으로 한다. 이것은 이하의 식으로 나타낼 수 있다.

(38)

또, A40은 파면이 참조 구면으로부터 보내지는 경우, 즉 구면 수차가 오버인 경우에 플러스의 값을 취한다.

또, 대물 렌즈의 파면 수차는 피조형의 간섭계나 트와이만 그린형의 간섭계로 측정 가능하다. 그리고, 광픽업 장치의 파면 수차는 레이디얼 시어의 마하젠더형의 간섭계가 사용된다. 또, 광픽업 장치의 파면 수차나 광픽업 장치의 대물 렌즈의 파면 수차를 측정하여, Zernike의 다항식을 사용하여 간섭 줄무늬의 해석을 행하고, 3차 구면 수차 성분의 rms값을 구하는 기능을 갖는 간섭계는 이미 시판되고 있다.

또한, 대물 렌즈의 파면 수차의 온도 특성을 평가하는 수단은, 예를 들어 광디스크용 대물 렌즈의 온도 특성 측정기의 개발(KONICA TECHNICAL REPORT Vol.10 페이지 79 내지 82, 1997)에 의해 소개되어 있는 트와이만 그린 간섭계에 있어서, 대물 렌즈 부분을 가열하는 방법이 알려져 있다.

피조 간섭계나 트와이만 그린 간섭계에는 광원이 내장되어 있고, 이러한 광원은 통상은 파장 633 nm의 He-Ne 레이저이지만, 다른 파장을 발진시키는 레이저를 대신해서 이용할 수도 있다.

광픽업 장치의 파면 수차의 온도 특성을 평가하려면, 마찬가지로 레이디얼 시어의 마하쯔엔더형의 간섭계를 사용하여 광픽업 장치의 부분을 가열하면 된다.

본 발명에 따르면, 플라스틱 렌즈를 포함한 대물 렌즈에 회절 패턴을 형성함으로써, 대물 렌즈 단독으로 파면 수차의 온도 변화 특성을 매우 양호하게 개선할 수 있다. 또한, 콜리메이터를 환경 온도에서 동작시키거나, 콜리메이터를 회절 콜리메이터로 하거나, 콜리메이터를 PL 정렌즈와 유리 부(負) 렌즈로 하는 등 공지의 수단과의 조합이나, 대물 렌즈에의 입사광을 수속광으로 하는 등의 파면 수차의 온 도 변화 특성을 개선하는 방책 등과 조합함으로써, 회절 패턴의 원형 띠 수를 함부로 증가시키지 않고 광픽업 장치의 온도 특성을 개선할 수 있다. 또한, 광픽업 장치의 파면 수차의 온도 특성은 반드시 완전 제로일 필요는 없으며, 광픽업 장치의 개구수, 광원의 파장, 광정보 기록 매체의 기록 밀도로는 의존하는 허용량 이하이면 된다. 따라서, 실제로는 대물 렌즈 단독에서의 파면 수차의 온도 변화는 반드시 제로가 아니더라도 좋다.

상술한 바와 같이 상기 목적을 달성하기 위해서, (3-1)에 기재된 광픽업 장치는,

파장 λ1(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1), 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.49 (39)

-1/2 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (40)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜≤ 0.0005 λrms/℃ (41)

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

DVD와 같은 정도 이하의 기록 밀도인 광정보 기록 매체에 대하여, 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 있어서는, 대물 렌즈는 비구면이나 회절면을 이용함으로써 단체 렌즈로 할 수 있다. 이러한 경우, 대물 렌즈는 식(2)를 만족시키는 유한 공역 광학계를 구성하는 것이 된다.

-1/2 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (40)

이와 같이, 대물 렌즈를 단체 렌즈로 할 수 있으면, 광픽업 장치를 보다 소형으로 억제할 수 있다.

(3-2)에 기재된 광픽업 장치는, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ1(nm)로 했을 때,

0 ≤ △λ1 / △T ≤ 0.5 nm/℃ (42)

이므로, 환경 온도의 변동에 대하여 구면 수차 변화량을 보다 작게 억제할 수 있고, 가격이 저렴한 반도체 레이저의 사용이 가능해진다.

(3-3)에 기재된 광픽업 장치는, 파장 λ1(nm)에 있어서 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 플라스틱 렌즈 소재의 굴절율의 변화량을 △n1로 했을 때,

-0.0002/℃ < △n1 / △T < -0.00005/℃ (43)

이므로, 대물 렌즈의 소재로서 투과율이 양호한 수지를 사용할 수 있다.

(3-4)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 대물 렌즈가 트랙킹을 위해서 상기 대물 렌즈의 광축에 수직인 방향으로 구동됨으로써 광원과의 상대 위치가 변화하고, 상기 대물 렌즈를 출사한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소가 되는 위치는 대물 렌즈의 광축과 상기 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치이므로, 그에 따라 비점 수차 성분이 소정치보다 낮은 범위를 확대할 수 있다.

(3-5)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 광원과 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리를 U로 했을 때,

10 mm < U < 40 mm (44)

를 만족시키므로, 보다 소형의 광픽업 장치를 제공할 수 있다.

(3-6)에 기재된 광픽업 장치는, 파장 λ1(nm)의 제1 광원과, 파장 λ2(nm)(λ2>λ1)의 제2 광원과,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

제1 광원으로부터의 제1 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

제2 광원으로부터의 제2 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1),

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.56 (45)

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (46)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜≤ 0.0005 λrms/℃ (47)

를 만족시키므로, 다른 파장의 광원으로부터의 광속을 이용하더라도 수차가 적절하 게 보정되고, 게다가 대물 렌즈 1매로 유한 공역 광학계를 구성할 수 있으므로, 보다 낮은 비용으로 소형의 광픽업 장치가 제공된다.

(3-7)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 대물 렌즈의 제2 광속에 대한 결상 배율을 mo2로 했을 때,

｜mo2-mo1｜ < 0.10 (48)

인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-8)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 제1 광속과 제2 광속을 합성할 수 있는 광합성 수단, 예를 들어 비임 분할기를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-9)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 제1 광속과 제2 광속이 공통으로 통과하는 광로에 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-10)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 개구 제한 수단이 대물 렌즈와 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-11)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 실시되어 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 반사하는 부분 다이크로익 코팅인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-12)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 회절 패턴이 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에만 있고, 상기 부분 다이크로익 코팅이 회절 패턴이 없는 쪽의 면에 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-13)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 부분 다이크로익 코팅의 파장 λ2의 광속의 반사율이 30 % 내지 70 %인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-14)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 대물 렌즈의 양 쪽 면이 회절 패턴을 갖고, 상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 있는 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 회절하는 부분 회절 패턴인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-15)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 정보 기록면에 입사되는 광속을, 광축 근방의 내측 광속, 상기 내측 광속보다 외측인 중간 광속, 상기 중간 광속보다 외측인 외측 광속의 적어도 3개의 광속으로 나눈 경우에 있어서,

상기 제1 광원으로부터의 광속중 내측 광속 및 외측 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 내측 광속 및 중간 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-16)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 제2 광원으로부터의 광속중, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 입사되는 내측 영역의 파면 수차의 3차 구면 수차 성분은 언더인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-17)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 광검출기가 제1 광원과 제2 광원에 대하여 공통인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-18)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 광검출기가 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기를 별도로 구비하고,

각각 공간적으로 이격된 위치에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-19)에 기재된 광픽업 장치는, 적어도 상기 제1 광원과 제1 광검출기 또는 제2 광원과 제2 광검출기의 한 쌍이 유닛화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-20)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 제1 광원, 제2 광원 및 공통의 광검출기(단일의 광검출기)가 유닛화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-21)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 광검출기에 있어서, 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기가 별개의 부재이고, 상기 제1 광원과 제2 광원과 제1 광검출기와 제2 광검출기는 유닛화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-22)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 제1 광원과 제2 광원이 유닛화되어 있고, 상기 광검출기와는 공간적으로 이격된 위치에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-23)에 기재된 광픽업 장치는, 상기 제1 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중 또는 상기 제2 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중의 적어도 한 쪽에, 광원으로부터의 광속의 발산도를 작게 하는 커플링 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-24)에 기재된 광픽업 장치는, 파장 λ1(nm)의 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광원의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 광원으로부터의 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체 및 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 또는 재생하고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (49)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃ (50)

를 만족시키고, 또 제2 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생시에는 광원으로부터의 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 구비하므로, 다른 파장의 광원으로부터의 광속을 이용해도 수차가 적절하게 보정되고, 게다가 대물 렌즈 1매로 유한 공역 광학계를 구성할 수 있으므로, 보다 낮은 비용으로 소형의 광픽업 장치가 제공된다.

(3-25)에 기재된 대물 렌즈는, 파장 λ1(nm)의 광속을 출사하는 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는 광픽업 장치용 대물 렌즈이고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1), 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.49 (39)

-1/2 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (40)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃ (41)

를 만족시키므로, 높은 개구수라도 수차의 보정을 적절하게 행할 수 있으므로, 보다 정보 밀도가 높은 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치용 대물 렌즈로서 적합하고, 게다가 대물 렌즈 1매로 유한 공역 광학계를 구성할 수 있으므로, 보다 낮은 비용으로 소형의 광픽업 장치가 제공된다.

(3-26)에 기재된 대물 렌즈는, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ1(nm)로 했을 때,

0 ≤ △λ1 / △T ≤ 0.5 nm/℃ (42)

인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-27)에 기재된 대물 렌즈는, 파장 λ1(nm)에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 플라스틱 렌즈 소재의 굴절율의 변화량을 △n1로 했을 때,

-0.0002/℃ < △n1 / △T < -0.00005/℃ (43)

인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-28)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서의 트랙킹을 위해서 상기 대물 렌즈의 광축에 수직인 방향으로 구동됨으로써 광원과의 상대 위치가 변화하고, 상기 대물 렌즈를 출사한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소가 되는 위치는 대물 렌즈의 광축과 상기 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치인 것 을 특징으로 하는 것이다.

(3-29)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서의 상기 광원과 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리를 U로 했을 때,

10 mm < U < 40 mm (44)

를 만족시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-30)에 기재된 대물 렌즈는, 파장 λ1(nm)의 제1 광원과,

파장 λ2(nm)(λ2>λ1)의 제2 광원과,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는 광픽업 장치의 대물 렌즈이고,

상기 광픽업 장치가,

제1 광원으로부터의 제1 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

제2 광원으로부터의 제2 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하도록 되어 있고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA(1),

상기 대물 렌즈의 상기 제1 광속에 대한 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.56 (45)

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (46)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃ (47)

를 만족시키므로, 다른 파장의 광원으로부터의 광속을 이용해도 수차가 적절하게 보정되고, 게다가 대물 렌즈 1매로 유한 공역 광학계를 구성할 수 있으므로, 보다 낮은 비용으로 소형의 광픽업 장치가 제공된다.

(3-31)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 대물 렌즈의 제2 광속에 대한 결상 배율을 mo2로 했을 때,

｜mo2-mo1｜< 0.10 (48)

인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-32)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치가 상기 제1 광속과 제2 광속을 합성할 수 있는 광합성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-33)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광속과 제2 광속이 공통으로 통과하는 광로에 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-34)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 개구 제한 수단이 대물 렌즈와 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-35)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단이 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 실시되어 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 반사하는 부분 다이크로익 코팅인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-36)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 회절 패턴은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에만 있고, 상기 부분 다이크로익 코팅은 회절 패턴이 없는 쪽의 면에 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-37)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 부분 다이크로익 코팅의 파장 λ2의 광속의 반사율이 30 % 내지 70 %인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-38)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 대물 렌즈의 양 쪽 면이 회절 패턴을 갖 고, 상기 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단은 상기 대물 렌즈의 한 쪽 면에 있는 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 회절하는 부분 회절 패턴인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-39)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 정보 기록면에 입사되는 광속을, 광축 근방의 내측 광속, 상기 내측 광속보다 외측인 중간 광속, 상기 중간 광속보다 외측인 외측 광속의 적어도 3개의 광속으로 나눈 경우에 있어서,

상기 제1 광원으로부터의 광속중 내측 광속 및 외측 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제1 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 내측 광속 및 중간 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-40)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제2 광원으로부터의 광속중, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 입사되는 내측 영역의 파면 수차의 3차 구면 수차 성분은 언더인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-41)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치의 상기 광검출기가 제1 광원과 제2 광원에 대하여 공통인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-42)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치의 상기 광검출기가 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기를 별도로 구비하고, 각각 공간 적으로 이격된 위치에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-43)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 적어도 상기 제1 광원과 제1 광검출기 또는 제2 광원과 제2 광검출기의 한 쌍이 유닛화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-44)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원, 제2 광원 및 공통의 광검출기(단일의 광검출기)는 유닛화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-45)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치의 상기 광검출기에 있어서, 제1 광원용의 제1 광검출기와 제2 광원용의 제2 광검출기가 별개의 부재이고, 상기 제1 광원과 제2 광원과 제1 광검출기와 제2 광검출기는 유닛화되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-46)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원과 제2 광원은 유닛화되어 있고, 상기 광검출기와는 공간적으로 이격된 위치에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-47)에 기재된 대물 렌즈는, 상기 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중 또는 상기 제2 광원으로부터 상기 대물 렌즈에 이르는 광로중의 적어도 한 쪽에, 광원으로부터의 광속의 발산도를 작게 하는 커플링 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-48)에 기재된 대물 렌즈는, 파장 λ1(nm)의 광원과,

상기 광원으로부터 출사된 광속을 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광시키는 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와,

상기 광원의 출사 광속의 상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖는 광픽업 장치용 대물 렌즈이고,

상기 광픽업 장치는 상기 광원으로부터의 광속에 의해, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체 및 투명 기판의 두께가 t2인 제2 광정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록 또는 재생하고,

상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1,

상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때,

t1 < t2

NA1 > NA2

이고,

상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo1로 했을 때,

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (49)

를 만족시키는 동시에,

환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 집광 광학계의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜ ≤ 0.0005 λrms/℃ (50)

를 만족시키고, 또 제2 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생시에는 광원으로부터의 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 차폐하는 개구 제한 수단을 구비하므로, 다른 파장의 광원으로부터의 광속을 이용해도 수차가 적절하게 보정되고, 게다가 대물 렌즈 1매로 유한 공역 광학계를 구성할 수 있으므로, 보다 낮은 비용으로 소형의 광픽업 장치가 제공된다.

(3-49)에 기재된 대물 렌즈는, 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 플라스틱 렌즈이고, 비점 수차량을 △Z로 했을 때,

0.2 μm < △Z < 0.7 μm (51)

인 것을 특징으로 하는 것이다. 이러한 대물 렌즈에 의하면, 무한 공역 광학계를 구성한 경우라도 광축 어긋남에 기인하는 비점 수차 성분을 유효하게 보정할 수 있다.

(3-50)에 기재된 대물 렌즈는, 축상 색수차가 편용 파장 근방에서 보정 과잉인 것을 특징으로 하는 것이다. 이러한 대물 렌즈에 의하면, 비점 수차 성분을 한층 더 효과적으로 보정할 수 있다.

(3-51)에 기재된 대물 렌즈는, 파장 620 nm 내지 680 nm의 광원과, 광원과는 반대측에 두께 0.6 mm의 폴리카아보네이트 투명 기판을 배치하고, 상기 투명 기판을 거쳐서 측정한 파면 수차의 3차 구면 수차 성분이 최소가 되는 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 Mmin으로 했을 때,

-1/5 ≤ Mmin ≤ -1/12 (52)

를 만족시키고,

적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 플라스틱 렌즈인 것을 특징으로 하는 것이다.

(3-52)에 기재된 대물 렌즈는, 그 결상 배율 Mmin이,

-1/5 ≤ Mmin ≤ -1/7.5 (53)

를 만족시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 대물 렌즈는, 베이스면(회절 패턴의 포락면)으로 환경 온도 변화에 의한 축상 구면 수차 변화량을 보정하는 동시에, 적어도 하나의 면에 형성한 회절 패턴으로 구면 수차를 보정함으로써, 수지제 렌즈의 결점인 온도 변동에 수반되는 굴절율 변화에 기인하는 축상 구면 수차의 변화를 억제할 수 있다. 이러한 대물 렌즈는 굴절 파워를 갖는 렌즈의 표면에, 또한 회절 패턴인 회절로 인한 미세 구조(릴리프)를 형성한 것이라도 좋다. 이 때, 회절로 인한 미세 구조의 포락면이 렌즈의 굴절면 형상이 된다. 예를 들어, 비구면 단체 렌즈 대물 렌즈의 적어도 한 쪽 면에, 소위 브레이즈드형의 회절 패턴이 형성된 것으로서, 자오 단면이 톱니 형상으로 이루어지는 원형 띠가 그 적어도 한 쪽 면의 전체면에 형성되고, 그 한 쪽 면의 포락면이 비구면, 또 다른 한 쪽 면이 비구면 또는 이들 양 쪽 면이 비구면인 렌즈이더라도 좋다.

즉, 본 명세서 내에서 이용하는 회절 패턴(또는 회절면)이라 함은, 광학 소자의 표면, 예를 들어 렌즈의 표면에 릴리프를 형성하고, 회절에 의해서 광속을 집 광 또는 발산시키는 작용을 갖게 한 형태(또는 면)의 것을 의미하고, 하나의 광학면에 회절이 발생하는 영역과 발생하지 않는 영역이 있는 경우는 회절을 발생하는 영역을 의미한다. 릴리프의 형상으로서는, 예를 들어 광학 소자의 표면에 광축을 중심으로 하는 대략 동심원형의 원형 띠로서 형성되고, 광축을 포함하는 평면으로 그 단면을 보면 각 원형 띠는 톱니와 같은 형상이 알려져 있는데, 그러한 형상을 포함하는 것이다.

본 명세서 내에 있어서, 대물 렌즈라 함은, 협의로는 광픽업 장치에 광정보 기록 매체를 장전한 상태에 있어서, 가장 광정보 기록 매체측의 위치이고, 이와 대향하도록 배치되는 집광 작용을 갖는 1매의 렌즈를 의미하고, 광의로는 그 렌즈와 함께 액튜에이터에 의해서 적어도 그 광축 방향으로 작동 가능한 렌즈군을 의미하는 것으로 한다. 여기서, 이러한 렌즈군으로는 적어도 1매 이상의 렌즈를 의미하는 것이고, 단체 렌즈만으로 이루어지는 것도 포함한다. 따라서, 본 명세서 내에 있어서, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)라 함은, 대물 렌즈의 가장 광정보 기록 매체측에 위치하는 렌즈면의 개구수(NA)를 의미하는 것이다. 또, 이 개구수(NA)는 광픽업 장치에 설치된 조리개나 필터 등의 조리개 기능을 갖는 부품 또는 부재에 의해서, 광원으로부터의 광속이 제한된 결과로서 정의되는 개구수(NA)이다.

본 명세서 내에 있어서, 광정보 기록 매체로서는 예를 들어 CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM 등의 각종 CD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD-Video 등의 각종 DVD, 또는 MD 등의 디스크 형상의 현재의 광정보 기록 매체 뿐만 아니라 차세대의 기록 매체 등도 포함된다. 대부분의 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에는 투명 기판이 존재한다. 그러나, 투명 기판의 두께가 거의 제로에 가까운 것, 또는 투명 기판이 전혀 없는 것도 존재 또는 제안되어 있다. 설명의 형편상, 본 명세서 중 「투명 기판을 거쳐서」라고 기재하는 경우가 있지만, 이러한 투명 기판은 두께가 제로인, 즉 투명 기판이 전혀 없는 경우도 포함되는 것이다.

본 명세서 내에 있어서, 정보의 기록 및 재생이라 함은, 상기와 같은 정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 정보를 기록하는 것, 정보 기록면 상에 기록된 정보를 재생하는 것을 의미한다. 본 발명의 광픽업 장치는 기록만 또는 재생만을 행하기 위해서 이용되는 것이더라도 좋고, 기록 및 재생 양 쪽을 행하기 위해서 이용되는 것이더라도 좋다. 또한, 어떤 정보 기록 매체에 대해서는 기록을 행하고, 다른 정보 기록 매체에 대해서는 재생을 행하기 위해서 이용되는 것이더라도 좋고, 어떤 정보 기록 매체에 대해서는 기록 또는 재생을 행하고, 다른 정보 기록 매체에 대해서는 기록 및 재생을 행하기 위해서 이용되는 것이더라도 좋다. 또, 여기서 의미하는 재생이라 함은, 단순히 정보를 판독하는 것을 포함하는 것이다.

본 발명의 광픽업 장치는 각종 플레이어 또는 드라이브 등, 또는 이들을 조립한 AV 기기, 퍼스널 컴퓨터, 그 밖의 정보 단말 등의 음성 및/또는 화상의 기록 및/또는 재생 장치에 탑재할 수 있다. 이들 기록 및/또는 재생 장치는 스핀들 모터 등을 갖고 있는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

일반적으로, 회절 원형 띠(각 원형 띠의 위치)의 피치는 후술하는 실시예에 서 상세하게 기술하는 위상차 함수 또는 광로차 함수를 이용하여 정의된다. 구체적으로는, 위상차 함수 Φb는 단위를 라디안으로 하여 이하의 수학식 1로 표시되고, 광로차 함수 ΦB는 단위를 mm로 하여 수학식 2로 표시된다.

이들 두가지 표현 방법은 단위가 다르지만, 회절 원형 띠의 피치를 나타내는 의미로서는 동일하다. 즉, 주 파장 λ(단위 mm)에 대해, 위상차 함수의 계수 b에 λ/2π를 곱하면 광로차 함수의 계수 B로 환산할 수 있고, 또 반대로 광로차 함수의 계수 B에 2π/λ를 곱하면 위상차 함수의 계수 b로 환산할 수 있다.

여기서, 설명을 간단히 하기 위해, 1차 회절광을 이용하는 회절 렌즈에 대하여 기술하기로 하면, 광로차 함수이면 함수값이 주 파장 λ의 정수배를 초과할 때마다 원형 띠가 새겨지고, 위상차 함수이면 함수값이 2π의 정수배를 초과할 때마다 원형 띠가 새겨지게 된다.

예를 들어, 굴절 파워가 없는 원통형의 양 평면의 물체 측면에 회절 원형 띠를 새긴 렌즈를 가정하고, 주 파장을 0.5 μ = 0.0005 mm, 광로차 함수의 2차 계수(2승항)를 -0.05(위상차 함수의 2차 계수로 환산하면 -628.3), 다른 차수의 계 수를 모두 제로로 하면, 제1 원형 띠의 반경은 h = 0.1 mm이고, 제2 원형 띠의 반경은 h = 0.141 mm가 되게 된다. 또, 이 회절 렌즈의 초점 거리(f)에 대해서는 광로차 함수의 2차 계수 B2 = -0.05에 대하여, f = -1/(2·B2) = l0 mm로 되는 것이 알려져 있다.

여기서, 상기의 정의를 기초로 한 경우, 위상차 함수 또는 광로차 함수의 2차 계수를 제로가 아닌 값으로 함으로써, 렌즈에 파워를 갖게 할 수 있다. 또한, 위상차 함수 또는 광로차 함수의 2차 이외의 계수, 예를 들어 4차 계수, 6차 계수, 8차 계수, 10차 계수 등을 제로가 아닌 값으로 함으로써, 구면 수차를 제어할 수 있다. 또, 여기서 제어한다는 것은 굴절 파워를 갖는 부분이 지니는 구면 수차를, 반대의 구면 수차를 발생시켜 보정하거나, 전체의 구면 수차를 원하는 값으로 하는 것을 의미한다.

이하, 대물 렌즈의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

실시예 1 내지 5의 광픽업용 대물 렌즈는 다음의 수학식 3으로 표시되는 비구면 형상을 광학면의 양면에 갖고 있다.

단, Z는 광축 방향의 축, h는 광축과 수직 방향의 축(광축으로부터의 높이: 빛의 진행 방향을 플러스로 함), R0는 근축 곡률 반경, κ는 원뿔 계수, A는 비구면 계수, P는 비구면의 거듭제곱 수이다.

표1에는 각 실시예의 굴절 파워 비율 øR/ø, r1, 굴절율 n, 초점 거리 f, 원형 띠 수, 최소 피치, 및 하기의 식 (54)에서의 값을 나타내고 있다. 단, fR은 굴절의 초점 거리이다.

r1 /｛(n-1)·fR｝ (54)

(실시예 1)

실시예 1은 기준 파장 λ=400 nm, 초점 거리 f=2.14 mm, 개구수 0.70, 재료에 올레핀계 수지를 이용한 것이다. 표2에 렌즈 데이타, 도2에 단면도, 도3에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 한편, 표3에 온도 변화(±30 ℃), 파장 변화(λ±10 nm)에 대한 구면 수차의 값을 나타낸다. 또, 온도 변화, 파장 변화에 의한 구면 수차의 변화는 3차 구면 수차의 성분이 주체이므로, 여기서는 3차 구면 수차만 도시한다. 표중에는 비교예로서 동일한 초점 거리, 동일한 개구수, 동일한 재료로 설계한 굴절계만의 단체 렌즈를 나 타낸다. 본 실시예에서는, 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있다. 또, 표2 및 다른 표에 나타낸 렌즈 데이타에 있어서, 10의 막승수(예를 들어 3×10^-2)를, E를 이용하여(예를 들어 3E-2) 표현하고 있다.

실시예 2 내지 9의 사양은, 굴절의 파워 비율이 øR/ø = 0.5 내지 1.1이고, 기준 파장 λ=650 nm, 초점 거리 f=2.14 mm, 개구수 0.65, 재료에 PC(폴리카아보네이트) 수지를 이용한 것이다.

또한, 표4에 온도 변화(기준 온도 ±30 ℃), 파장 변화(기준 파장 ±l0 nm)에 대한 구면 수차의 값을 나타낸다. 또, 온도 변화, 파장 변화에 의한 구면 수차의 변화는 3차 구면 수차의 성분이 주체이므로, 여기서는 3차 구면 수차만 나타낸다. 표중에는 비교예로서 동일한 초점 거리, 동일한 개구수, 동일한 재료로 설계한 굴절계만의 단체 렌즈를 나타낸다. 표중의 fb는 기준 온도에 있어서의 기준 파장과 기준 온도에 있어서의 기준 파장이 ±1O nm 변화했을 때의 초점 위치의 변화량을 나타내고 있다.

또한, 실시예 1 내지 9, 및 비교예 1과 2의 △SA1/△T, △SA2/△λ 및 (△SA2/△T)×(△SA1/△λ)의 값을 이하의 표에 나타낸다.

No.	△SA1/△T	△SA2/△λ	(△SA2/△T)×(△SA1/△λ)
실시예 No.1	0.00015	-0.01775	-2.7E-06
비교예 No.1	0.00243	0.00335	8.2E-06
실시예 No.2	0.00007	0.00090	6.0E-08
실시예 No.3	-0.00005	-0.00205	1.0E-07
실시예 No.4	-0.00003	-0.00305	1.0E-07
실시예 No.5	0.00007	-0.00480	-3.2E-07
실시예 No.6	0.00002	-0.00545	-9.1E-08
실시예 No.7	0.00005	-0.00645	-3.2E-07
실시예 No.8	-0.00003	-0.00595	2.0E-07
실시예 No.9	0.00047	-0.00255	-1.2E-06
비교예 No.2	0.00108	0.00065	7.0E-07

(실시예 2)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=0.5인 실시예이다. 표5에 렌즈 데이타, 도4에 단면도, 도5에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표4로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

(실시예 3)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=0.6인 실시예이다. 표6에 렌즈 데이타, 도6에 단면도, 도7에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표4로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

(실시예 4)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=0.78인 실시예이다. 표7에 렌즈 데이타, 도8에 단면도, 도9에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표4로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

(실시예 5)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=0.9인 실시예이다. 표8에 렌즈 데이타, 도10에 단면도, 도11에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표4로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

(실시예 6)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=0.95인 실시예이다. 표9에 렌즈 데이타, 도12에 단면도, 도13에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표4로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

(실시예 7)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=1.0인 실시예이다. 표10에 렌즈 데이타, 도14에 단면도, 도15에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표4로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

(실시예 8)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=1.1인 실시예이다. 표11에 렌즈 데이타, 도16에 단면도, 도17에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 표12로부터, 본 실시예에서는 비교예의 렌즈에서 발생하고 있는 온도 변화에 의한 구면 수차 변화가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

그런데, 상술한 실시예 2 내지 8에서는 온도에 의해서 빛의 파장이 변화하지 않는 광원(예를 들어, SHG 레이저 등)에 특히 적합한 대응의 실시예이다. 다음에 제시하는 실시예에서는 비교적 가격이 저렴한 반도체 레이저를 광원으로 했을 때의 실시예이다. 일반적으로, 반도체 레이저는 사용 환경의 온도가 변화하면 레이저의 파장도 변화한다. 본 실시예에서는 반도체 레이저의 온도에 의한 레이저의 파장 변화를 0.2 nm/℃로 했다.

(실시예 9)

상기의 사양에서 굴절 파워비가 øR/ø=0.95인 실시예이다. 표12에 렌즈 데이타, 도18에 단면도, 도19에 기준 파장, 기준 온도(25 ℃)에 있어서의 구면 수차도와 비점 수차도를 도시한다. 실시예와 비교예의 차이를 나타낸 표13으로부터, 비교예의 렌즈에서는 파장의 변화에 의한 구면 수차, 및 온도 변화에 의해 발생하고 있는 구면 수차에 의해 수차가 열화하고 있지만, 본 실시예에서는 구면 수차가 충분히 보정되어 있음을 알 수 있다.

원형 띠 수, 최소 피치, 기준 파장 이외에서의 구면 수차, 파장 시프트(반도 체 레이저의 모드 호프 등)에 영향이 있는 초점 위치의 차이 등은 굴절의 파워에 의존한다. 따라서, 금형 가공 정밀도, 광학계의 사양 등에 따라 굴절 파워를 최적의 비율로 할 필요가 있다.

또한, 레이저광의 파장에 대한 소재의 굴절율의 변화를 표14에 나타낸다.

도1은 상기의 대물 렌즈의 실시예 1 내지 9를 적용한 광픽업 장치의 실시 형태의 예를 도시한 개념도이다. 이 실시 형태의 예에서는 반도체 레이저를 이용하고 있으므로, 특히 실시예 1, 9의 대물 렌즈를 적용하는 것이 바람직하다. 광픽업 장치(1)에 있어서, 광원인 반도체 레이저(11)로부터의 광속은 편광 비임 분할기(12)에 의해 반사되고, 콜리메이터(13) 및 1/4λ판(14)을 투과하여 원편광의 평행 광속으로 되며, 조리개(3)에 의해 소정의 개구수로 조여지고, 회절 일체형 대물 렌즈(15)에 의해서 광정보 기록 매체인 고밀도 기록용 광디스크(16)의 투명 기판(16')을 거쳐서 정보 기록면(16") 상에 스폿을 형성한다. 반도체 레이저광의 파장(기준 파장)은 680 nm 이하인 것이 바람직하고, 500 nm 이하이면 더욱 바람직하다. 여기서는 실시예 1 내지 9의 대물 렌즈의 사양에 맞추고, 실시예 1의 대물 렌즈에 대해서는 400 nm, 실시예 2 내지 9의 대물 렌즈에 대해서는 650 nm의 레이저 광을 이용했다.

정보 기록면(16")에서 정보 비트에 의해 변조된 반사 광속은 다시 회절 일체형 대물 렌즈(15), 조리개(3), 1/4λ판(14), 콜리메이터(13)를 거쳐서 수속광으로 되고, 편광 비임 분할기(12)를 투과하여 원통형 렌즈(17)와 오목 렌즈(18)를 거쳐서 비점 수차와 배율 변환이 이루어지고, 광검출기(19)에 수속된다. 또, 도면중 도면 부호 2는 포커스 제어 및 트랙킹 제어를 위한 액튜에이터이다. 또한, 조리개(3)도 실시예 1 내지 9의 대물 렌즈의 사양에 맞추고, 디스크(16)측의 개구수가 소정의 값이 되도록 적절하게 설정했다.

대물 렌즈(15)는 렌즈면의 외측에 플랜지부(15a)를 갖고, 이러한 플랜지부(15a)에는 사출 성형시의 게이트 위치에 대응하여 절결부(도시 생략)가 형성되어 있다.

또한, 실시예 1 내지 9 중 어느 한 실시예의 대물 렌즈를 이용한 경우에 있어서도, 대물 렌즈(15)의 반도체 레이저광의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워를 ø, 굴절 파워를 øR로 했을 때,

0.3 ≤ øR/ø ≤ 1.5 (55)

를 만족시키게 되어 있다.

그리고, 대물 렌즈(15)의 광정보 기록 매체측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 상기 대물 렌즈의 굴절율을 n, 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때,

1.0 ≤ r1 /｛(n-1)·fR｝≤ 1.2 (56)

를 만족시키게 되어 있다.

또, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 굴절율 변화량을 △n으로 했을 때,

-0.002/℃ ≤ △n / △T ≤ -0.00005/℃ (57)

를 만족시키게 되어 있다.

또한, 본 발명은 이상의 실시 형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기의 실시 형태의 예에서는 하나의 광원만을 갖는 광픽업 장치를 제시했지만, 서로 수10 nm 이상 다른 2이상의 파장의 빛(광원)을 갖는 광픽업 장치 등에도 적용할 수 있는 것이다. 또, 이 때 적어도 하나의 파장의 빛에 대하여(또한, 경우에 따라서는 그 빛을 사용할 수 있는 광정보 기록 매체가 적어도 하나인 경우에 대하여), 본 발명의 구성을 만족시키는 것은 본 발명에 포함되는 것이다. 또, 예를 들어 상기의 실시 형태의 예에서는 콜리메이터를 이용하여 대략 평행광이 대물 렌즈에 입사되는 광픽업 장치 및 그에 적합한 대물 렌즈를 제시했지만, 콜리메이터를 사용하지 않거나 또는 광속의 발산각을 변경하는 다른 수단을 사용하여, 대물 렌즈에 발산광 또는 수속광을 입사시키는 광픽업 장치에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기의 대물 렌즈의 실시예에서는 플라스틱 단체 렌즈로 이루어지는 대물 렌즈를 제시했지만, 전술한 바와 같이 그 구성을 한정하고 있지 않는 한 적어도 1매의 플라스틱 렌즈를 포함하고 있으면, 2매 이상의 렌즈로 이루어지는 경우를 포함하는 것이다.

또, 본 출원인에 의해서 앞서 출원된 일본 특허 출원 평11-287765호에 기재된 광픽업용 광학계의 대물 렌즈 광학계, 또는 광픽업 장치의 대물 렌즈 광학계에 본 발명에 관한 대물 렌즈를 적용하는 것이 가능하다. 그 경우에는 광원으로부터 출사된 광속의 발산각을 변환하는 커플링 광학계(대략 평행 광속으로 하는 콜리메이트 광학계를 포함함)의 적어도 하나의 면에 형성한 회절면(회절 패턴)에 의해서, 본 발명에 관한 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 대물 렌즈의 축상 색수차를 보정(작게) 하거나, 또는 본 발명에 관한 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖는 대물 렌즈를 포함하는 광학계 전체의 축상 색수차를 보정(작게) 하는 것 등이 가능해지고, 그러한 축상 색수차가 보정된 광픽업 장치를 실현할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

일반적으로, 회절 원형 띠(각 원형 띠의 위치)의 피치는 후술하는 실시예에서 상세하게 기술하는 위상차 함수 또는 광로차 함수를 사용하여 정의된다. 구체적으로는, 위상차 함수 Φb는 단위를 라디안으로 하여 이하의 수학식 1로 표시되고, 광로차 함수 ΦB는 단위를 mm로 하여 수학식 2로 표시된다.

<수학식 1>

<수학식 2>

이들 두가지 표현 방법은 단위가 다르지만, 회절 원형 띠의 피치를 나타내는 의미로서는 동일하다. 즉, 주 파장 λ(단위 mm)에 대해, 위상차 함수의 계수 b에 λ/2π를 곱하면 광로차 함수의 계수 B로 환산할 수 있고, 또 반대로 광로차 함수의 계수 B에 2π/λ를 곱하면 위상차 함수의 계수 b로 환산할 수 있다.

여기서, 설명을 간단히 하기 위해, 1차 회절광을 이용하는 회절 렌즈에 대하여 기술하기로 하면, 광로차 함수이면 함수값이 주 파장 λ의 정수배를 초과할 때마다 원형 띠가 새겨지고, 위상차 함수이면 함수값이 2π의 정수배를 초과할 때마다 원형 띠가 새겨지게 된다.

예를 들어, 굴절 파워가 없는 원통형의 양 평면의 물체 측면에 회절 원형 띠를 새긴 렌즈를 가정하고, 주 파장을 0.5 μ = 0.0005 mm, 광로차 함수의 2차 계수(2승항)를 -0.05(위상차 함수의 2차 계수로 환산하면 -628.3), 다른 차수의 계수를 모두 제로로 하면, 제1 원형 띠의 반경은 h = 0.1 mm이고, 제2 원형 띠의 반경은 h = 0.141 mm가 되게 된다. 또, 이 회절 렌즈의 초점 거리(f)에 대해서는 광로차 함수의 2차 계수 B2 = -0.05에 대하여, f = -1/(2·B2) = l0 mm로 되는 것이 알려져 있다.

여기서, 상기의 정의를 기초로 한 경우, 위상차 함수 또는 광로차 함수의 2차 계수를 제로가 아닌 값으로 함으로써, 렌즈에 파워를 갖게 할 수 있다. 또한, 위상차 함수 또는 광로차 함수의 2차 이외의 계수, 예를 들어 4차 계수, 6차 계수, 8차 계수, 10차 계수 등을 제로가 아닌 값으로 함으로써, 구면 수차를 제어할 수 있다. 또, 여기서 제어한다는 것은 굴절 파워를 갖는 부분이 지니는 구면 수차를, 반대의 구면 수차를 발생시켜 보정하거나, 전체의 구면 수차를 원하는 값으로 하는 것을 의미한다.

그리고, 후술하는 실시예 1 내지 4의 광픽업용 대물 렌즈는 적어도 한 쪽 광학면에 회절 패턴을 형성하는 동시에, 다음의 수학식 3으로 표시되는 비구면 형상을 광학면의 양면에 갖고 있다.

<수학식 3>

단, Z는 광축 방향의 축, h는 광축과 수직 방향의 축(광축으로부터의 높이: 빛의 진행 방향을 플러스로 함), R0는 근축 곡률 반경, κ는 원뿔 계수, A는 비구면 계수, P는 비구면의 거듭제곱 수이다.

이하, 대물 렌즈의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

실시예 10 내지 12는 기준 파장 λ=650 nm, 기준 온도 T=25 ℃, 초점 거리 f=3.05 mm, 개구수 NA=0.6, 광정보 기록 매체로서의 광디스크의 투명 기판의 두께가 0.6 mm, 결상 배율 mo=-1/6로 한 대물 렌즈이다. 또, 이것으로 표시되는 렌즈 데이타 내에 있어서, 10의 막승수(예를 들어 2.5×10^-3)를 E(예를 들어 2.5×E-3)를 이용하여 나타내고 있다. 또, 광로차 함수의 설계 파장은 λ=650 nm이다.

(실시예 10)

표15에 본 실시예에 관한 대물 렌즈의 렌즈 데이타, 도20에 대물 렌즈의 단면도, 도21에 기준 파장, 기준 온도에 있어서의 구면 수차도를 도시한다. 본 실시 예의 대물 렌즈는 회절 효과에 의한 근축 파워(굴절 파워 비율 ΦR/ΦO=1.0)를 갖고 있지 않다. 또한, 굴절 파워 비율이라 함은, 대물 렌즈의 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워를 ΦO, 굴절 파워를 ΦR로 했을 때, ΦR/ΦO로 나타낼 수 있는 것이며, 예를 들어 0.3≤ΦR/ΦO≤1.5로 하면 광원의 파장 변동에 의한 초점 위치의 변동을 작게 억제할 수 있다.

실시예 10 및 후술하는 실시예 11, 12의 대물 렌즈에 대하여, 기준 온도 25 ℃ 및 그에 대하여 ±30 ℃에 있어서의 축상 구면 수차 변화량 SA3을 계산한 결과를 표2에 나타낸다. 표2에 있어서, 온도 변화에 대한 구면 수차의 변화는 3차 구면 수차 성분(SA3 : 단위는 λ)이 주체이므로, 3차 구면 수차 성분만의 값을 나타낸다. 표중에는 비교예로서, 본 실시예와 동일한 사양으로 굴절계만으로 형성한 설계예를 제시한다.

표16에 나타낸 바와 같이, 실시예 10에 있어서는 온도 변화에 의해 비교예에서 발생하고 있는 구면 수차 변화가 양호하게 보정되어 있다.

(실시예 11)

표17에 본 실시예에 관한 대물 렌즈의 렌즈 데이타, 도22에 대물 렌즈의 단면도, 도23에 기준 파장, 기준 온도에 있어서의 구면 수차도를 도시한다. 본 실시예의 대물 렌즈에서는 회절 효과에 의한 근축 파워(굴절 파워 비율 ΦR/ΦO=0.9)를 갖고 있다.

표16에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서는 온도 변화에 의해 비교예에서 발생하고 있는 구면 수차 변화가 양호하게 보정되어 있다.

그런데, 상기에 제시한 실시예 10 내지 11에서는 온도에 의해서 파장이 변화하지 않는 광원(SHG 레이저 등)에 적합한 실시예이다. 다음에 제시하는 실시예에서는 광원으로서 비교적 가격이 저렴한 광원(반도체 레이저 등)으로 했을 때의 실시예이다. 일반적으로, 반도체 레이저는 사용 환경의 온도가 변화하면 레이저의 파장도 변화한다. 이하에 기술하는 본 실시예에서는 반도체 레이저의 온도에 의한 레이저의 파장 변화를 0.2 nm/℃로 하고 있다.

(실시예 12)

표18에 본 실시예에 관한 대물 렌즈의 렌즈 데이타, 도24에 대물 렌즈의 단면도, 도25에 기준 파장, 기준 온도에 있어서의 구면 수차도를 도시한다. 회절 효과에 의한 근축 파워(굴절 파워 비율 ΦR/ΦO=0.9)는 실시예 11과 동일하다.

그런데, 통상의 렌즈에 있어서는 3차 구면 수차는 소정 온도에서 최소가 되고, 그 전후에서 점점 감소 또는 증대하는 경향이 있는 것을 감안하면, 표16에 나타낸 기준 온도 25 ℃ ＋ 30 ℃에 있어서의 값과, 기준 온도 25 ℃ － 30 ℃에 있어서의 값에서 그 부호가 반전하고 있으므로, 어떠한 실시예도 이러한 범위내에서 극소치를 갖지 않는다고 판단할 수 있다. 따라서, 적어도 기준 온도 25 ℃ ± 5 ℃(20 ℃ 내지 30 ℃) 범위에 있어서의 단위 변화량 ｜SA3/△T｜는, 평균치｛(기준 온도 25 ℃ ＋ 30 ℃에 있어서의 값) － (기준 온도 25 ℃ － 30 ℃에 있어서의 값)｝÷ 60에 근사하다고 생각된다.

그리고, 표16의 상단에 나타낸 바와 같이, 온도 변화 △T(℃)에 대한 3차 구면 수차 변화량 SA3은 실시예 10 내지 12 중 실시예 12가 가장 크다. 따라서, 비교예와 실시예 12를 비교 고찰하는 것으로 한다. 여기서, 광원의 파장이 온도와 함께 변화하는 것에 입각하면, 실시예 12의 실제의 3차 구면 수차 변화량 SA3은 표16의 하단에 나타낸 바와 같이 작아진다.

이상으로부터, 3차 구면 수차 변화량이 가장 큰 실시예 3의 경우에서도, 적어도 기준 온도 25 ℃ ± 5 ℃(20 ℃ 내지 30 ℃) 범위에 있어서의 단위 변화량은,

｜SA3/△T｜= (0.001 + 0.001) (λ) ÷ 60(℃)

= 0.000033 ≤ 0.0005

가 되고, (3-1), (3-6), (3-24), (3-25), (3-30), (3-48)에 기재된 관계를 만족시키고 있다고 판단할 수 있다. 한편, 비교예의 경우, 광원의 파장 변동은 고려되어 있지 않은데, 이러한 비교예에서 파장이 변동한 경우는 더욱 구면 수차의 변동이 커지게 되어,

｜SA3/△T｜> 0.0005

가 되는 것이 분명하므로, (3-1), (3-6), (3-24), (3-25), (3-30), (3-48)에 기재된 관계를 만족시키고 있지 않음을 알 수 있다. 본 실시예에 따르면, 온도 변화에 의해 비교예에서는 발생하고 있는 구면 수차 변화가 양호하게 보정되어 있다.

여기서, 상기 실시예 12에 관한 대물 렌즈를 이용한 광픽업 장치에 있어서, 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 이용하여, 기판 두께가 다른 광정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록/또는 재생을 행하는 경우에 대하여 고찰한다. 이 때, 광원과 투명 기판의 광원측의 면의 거리가 실시예 12의 배치와 다르지 않도록 기판을 배치했다(즉, 투명 기판의 기계적 기준면이 광원측으로 되어 있음). 즉, 검출기의 위치를 일정하게 하고 있다. 이에 수반하여, 근축 초점 위치는 변화하지만 초점 위치가 일치하도록 렌즈를 디포커스시켰다. 또한, 후술하는 실시예 13 이후에 있어서는 검출기의 위치는 일정하지 않다.

도26은 파장 λ=780 nm, 투명 기판 두께 1.2 mm, 개구수 0.6일 때의 구면 수차도이다. 개구수 0.6에서는 잔류 수차가 커서 양호한 결상 성능을 얻을 수 없지만, 예를 들어 CD(컴팩트 디스크)와 같이 개구수 0.45 정도이면 충분한 결상 성능이다. 그리고, 공지의 파장 선택 필터 등을 이용하면 플레어 부분을 없앨 수 있어 양호한 결상 성능을 얻을 수 있다. 따라서, 단체 렌즈로 다른 파장(650 nm, 780 nm), 다른 기판 두께(0.6 mm, 1.2 mm)에 있어서 동시에 필요한 결상 성능을 얻을 수 있다.

다음에, 개구수가 작은 부분에서도 구면 수차가 잔류하도록 광원과 투명 기판의 광원측의 면의 거리를 변화시켰을 때의 구면 수차도를 도27에 도시한다. 상기의 경우와 달리, 개구수 0.45로 해도 충분한 결상 성능은 얻지 못한다. 그러나, 이하에 제시하는 실시예 13과 같이, 공지의 기술로 대물 렌즈의 어느 한 쪽 광학면에 분할면을 형성함으로써, 충분한 결상 성능을 얻을 수 있다. 이러한 경우에는 단체 렌즈로 다른 파장(650 nm, 780 nm), 다른 기판 두께(0.6 mm, 1.2 mm)에 있어서 동시에 필요한 결상 성능을 얻을 수 있다.

(실시예 13)

표19에 본 실시예에 관한 대물 렌즈의 렌즈 데이타, 도28에 제1 광원 λ1=650 nm, 제1 광정보 기록 매체의 투명 기판 두께 t1=0.6 mm에서의 구면 수차도, 도29에 제2 광원 λ2=780 nm, 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판 두께 t2=1.2 mm에서의 구면 수차도, 도30 및 도31에 각 조건에 대응한 대물 렌즈의 단면도를 도시한다.

제1 광정보 기록 매체에 대응하여 필요 개구수를 0.6, 제2 광정보 기록 매체에 대응하여 필요 개구수를 0.45로 한 경우에도, 본 실시예에서는 모두 충분한 결 상 성능을 얻을 수 있다.

또, 실시예 13에 있어서는 실시예 12의 대물 렌즈의 회절면과 반대측 면에 원형 띠 형상의 분할면을 형성한 것이고, λ1=650 nm, t1=0.6 mm에서의 온도 특성은 실시예 12와 같이 충분히 보정되어 있다. 또, 표19중의 H는 광축으로부터의 높이를 나타내고 있고, 분할 영역을 규정하고 있다.

표20에 실시예 10 내지 13에서 이용한 수지 소재의 파장에 대한 굴절율을 나타낸다.

도32는 상기의 대물 렌즈의 실시예 10 내지 13을 적용할 수 있는 광픽업 장치(1광원 1검출기 형태)에 관한 실시 형태의 예를 도시한 개념도이다. 이 실시 형태의 예에서는 반도체 레이저를 이용하고 있으므로, 특히 실시예 12의 대물 렌즈를 적용하는 것이 바람직하다. 광픽업 장치(100)에 있어서, 광원인 반도체 레이저(111)로부터의 광속은 광합성 수단인 비임 분할기(120)를 투과하여 조리개(17)에 의해 소정 개구수로 조여져서 회절 일체형 대물 렌즈(160)를 거치고, 광정보 기록 매체인 고밀도 기록용 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220) 상에 스폿을 형성한다. 반도체 레이저광의 파장(기준 파장)은 680 nm 이하인 것이 바람직하고, 500 nm 이하이면 더욱 바람직하다. 여기서는 실시예 10 내지 12의 대물 렌즈의 사양에 맞추어 650 nm의 레이저광을 이용했다.

정보 기록면(220)에서 정보 비트에 의해 변조된 반사 광속은 다시 회절 일체형 대물 렌즈(160)를 거쳐서 수속광으로 되고, 다시 조리개(17)를 통과하여 비임 분할기(120)에 의해 반사되며, 원통형 렌즈(180)를 거쳐서 비점 수차와 배율 변환이 이루어지고, 광검출기(300)의 수광면에 수속된다. 또, 도면중 도면 부호 150은 포커스 제어 및 트랙킹 제어를 위한 액튜에이터이다.

또한, 후술하는 실시 형태를 포함하여, 액튜에이터(150)에 의해 대물 렌즈(160)는 그 광축에 수직인 방향으로 트랙킹 구동됨으로써 광원인 반도체 레이저(111)와의 상대 위치가 변화하고, 이러한 경우 대물 렌즈(160)를 출사한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소가 되는 위치는 대물 렌즈(160)의 광축과 반도체 레이저(111)의 광속 중심이 어긋나 있는 위치이므로, 비점 수차가 소정치보다 작은 범위를 보다 확대시킬 수 있다. 또, 반도체 레이저와 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리 U는 10 mm보다 크고 40 mm보다 작게 하면, 광픽업 장치(100)를 소형으로 할 수 있어 바람직하다.

그리고, 조리개(17)도 실시예의 대물 렌즈의 사양에 맞추어 디스크(16)측의 개구수가 소정의 값이 되도록 적절하게 설정했다. 본 실시 형태에 있어서, 조리개(17)의 바로 앞에 액정 셔터를 설치할 수도 있다.

도33은 상기의 대물 렌즈의 실시예 10 내지 13을 적용할 수 있는 광픽업 장치(2광원 2검출기 형태)에 관한 실시 형태의 예를 도시한 개념도이다. 이 실시 형태의 예에서는 2광원을 이용하고 있으므로, 특히 실시예 13의 대물 렌즈를 적용하 는 것이 바람직하다. 도33의 광픽업 장치에 있어서는 제1 광디스크를 재생하는 경우, 제1 반도체 레이저(111)는 레이저/검출기 집적 유닛(410)에 있어서 광검출기(301) 및 홀로그램(231)을 유닛화하고, 제1 반도체 레이저(111)로부터 출사된 광속은 홀로그램(231)을 투과하여 광합성 수단인 비임 분할기(190)를 투과하고, 또 다시 조리개(170)에 의해서 조여져서 대물 렌즈(160)에 의해 제1 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170)를 거쳐서 비임 분할기(190)를 투과하고, 홀로그램(231)에 의해 회절되어 광검출기(301)상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제1 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(301) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시키게 되어 있다.

제2 광디스크를 재생하는 경우, 제2 반도체 레이저(112)는 레이저/검출기 집적 유닛(42)에 있어서 광검출기(302) 및 홀로그램(232)을 유닛화하고, 제2 반도체 레이저(112)로부터 출사된 광속은 홀로그램(232)을 투과하여 광합성 수단인 비임 분할기(190)에 의해 반사되고, 또 다시 조리개(170), 대물 렌즈(160)를 거쳐서 제2 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160) 및 조리개(170)를 투과하여 비임 분할기(190)에 의해 반사되고, 홀로그램(232)으로 회절되어 광검출기(302) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제2 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(302) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 이 검출에 기초하여 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시키게 되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 및 후술하는 2레이저 형태의 실시 형태에 있어서는 제1 광디스크(200)를 파장 λ1의 제1 광속을 이용하여 기록 또는 재생할 때에 있어서의 대물 렌즈(160)의 광디스크측의 필요 개구수를 NA1로 하고, 제2 광디스크(200)를 파장 λ2의 제2 광속을 이용하여 기록 또는 재생할 때에 있어서의 대물 렌즈(160)의 광디스크측의 필요 개구수를 NA2로 했을 때, t1<t2인 동시에 NA1>NA2이고, 대물 렌즈(160)의 제1 광속에 대한 광디스크측의 개구수를 NA(1), 대물 렌즈(160)의 제1 광속에 대한 결상 배율을 mo1로 했을 때,

NA(1) ≥ 0.56 (45)

-1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5 (46)

를 만족시키는 동시에, 상술한 바와 같이 적어도 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 대물 렌즈(160)의 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때,

｜△SA1/△T｜≤ 0.0005 λrms/℃ (47)

를 만족시키고 있다.

또, 도시하고 있지는 않지만, 제1 광속과 제2 광속이 공통으로 통과하는 광로상, 즉 대물 렌즈(160)의 회절 패턴면과 반대측의 면에, 제1 광속은 투과시키고 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 반사(차폐)하는 개구 제한 수단으로서의 부분 다이크로익 코팅을 형성하고 있다. 이러한 부분 다이크로익 코팅은 파장 λ2의 광속의 반사율이 30 % 내지 70 %이다.

본 실시 형태의 변형예로서 대물 렌즈(160)의 양 쪽 면이 회절 패턴을 갖고, 대물 렌즈와 일체화된 개구 제한 수단으로서 대물 렌즈(160)의 한 쪽 면에 있는 제1 광속은 투과시키고, 제2 광속중 중앙 부분은 투과시키고 외측 영역을 회절하는 부분 회절 패턴을 형성하는 것도 고려할 수 있다.

또, 본 실시 형태의 다른 변형예로서는 광디스크(200)의 정보 기록면(220)에 입사되는 광속을, 광축 근방의 내측 광속, 상기 내측 광속보다 외측인 중간 광속, 상기 중간 광속보다 외측인 외측 광속의 적어도 3개의 광속으로 나눈 경우에 있어서, 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속중 내측 광속 및 외측 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제1 광디스크(200)에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하고, 상기 제2 반도체 레이저(112)로부터의 광속의 내측 광속 및 중간 광속을 주로 이용함으로써 비임 스폿을 형성하고, 제2 광디스크(200)에 대하여 정보를 기록 및/또는 재생하도록 해도 좋다.

이와 같이 개구 제한 수단을 구성함으로써, 정보 기록면(220) 상의 스폿 직경을 조정할 수 있고, 이에 따라 종류가 다른 광디스크에 대하여 적절한 정보의 기록 또는 재생이 가능해진다.

또, 제2 반도체 레이저(112)로부터의 광속중, 제2 광디스크(200)의 정보 기록면(220)에 입사되는 내측 영역의 파면 수차의 3차 구면 수차 성분은 언더이면 바람직하다(도29 참조).

도34의 제3 광픽업 장치(2광원 2검출기 형태)는 기록 재생용의 광학계에 적합한 구성인데, 정보의 기록 및 재생의 형태에 대하여 설명한다.

제1 광디스크(200)를 재생하는 경우, 제1 광원으로서의 제1 반도체 레이저(111)로부터 비임을 출사하여, 발산 광속의 발산도를 작게 하는 커플링 렌즈(60), 광합성 수단인 비임 분할기(190), 비임 분할기(120)를 투과하고, 또 다시 조리개(170)에 의해서 조여져서 대물 렌즈(160)에 의해 제1 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 비트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170)를 투과하여 비임 분할기(120)에 입사되고, 여기서 반사되어 원통형 렌즈(180)에 의해 비점 수차가 부여되고, 오목 렌즈(50)를 거쳐서 광검출기(301) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제1 광디스크(200)에 정보 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(301) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행한다. 이 검출에 기초하여 2차원 액튜에이터(150)가 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 제1 광디스크(200)의 기록면(220) 상에 결상하도록 대물 렌즈(160)를 이동시키는 동시에, 반도체 레이저(111)로부터의 광속를 소정의 트랙에 결상하도록 대물 렌즈(160)를 이동시킨 다.

제2 광디스크를 재생하기 위한 제2 광원으로서의 제2 반도체 레이저(112)는 레이저/검출기 집적 유닛(400)에 광검출기(302) 및 홀로그램(230)과 유닛화되어 있다. 「유닛」또는「유닛화」라 함은, 유닛화되어 있는 부재와 수단이 일체로 되어 광픽업 장치에 조립할 수 있게 되어 있는 것을 의미하고, 장치의 조립시에는 1부품으로서 조립할 수 있는 상태로 되어 있다.

제2 반도체 레이저(112)로부터 출사된 광속은 홀로그램(230)을 투과하여 광합성 수단인 비임 분할기(190)에 의해 반사되어 비임 분할기(120)를 투과하고, 또 다시 조리개(170), 대물 렌즈(160)를 거쳐서 제2 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170), 비임 분할기(120)를 투과하여 비임 분할기(190)에 의해 반사되고, 홀로그램(230)으로 회절되어 광검출기(302) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제2 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(302) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시킨다.

도35에 도시한 제4 실시 형태에 관한 광픽업 장치(2광원 1검출기 형태)에 있어서는, 제1 광디스크 재생용의 제1 광원인 반도체 레이저(111)와, 제2 광디스크 재생용의 제2 광원인 반도체 레이저(112)를 갖고 있다.

우선, 제1 광디스크를 재생하는 경우, 제1 반도체 레이저(111)로부터 비임을 출사하고, 출사된 광속은 양 반도체 레이저(111, 112)로부터의 출사광의 광합성 수단인 비임 분할기(190)를 투과하고, 비임 분할기(120)를 투과하여 조리개(17)에 의해서 조여져서 대물 렌즈(160)에 의해 제1 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 비트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(17)를 투과하여 비임 분할기(120)에 입사되고, 여기서 반사되어 원통형 렌즈(180)에 의해 비점 수차가 부여되어 광검출기(300) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제1 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(300) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행한다. 이 검출에 기초하여 2차원 액튜에이터(150)가 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 제1 광디스크(200)의 기록면(220) 상에 결상하도록 대물 렌즈(160)를 이동시키는 동시에, 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 소정의 트랙에 결상하도록 대물 렌즈(160)를 이동시킨다.

제2 광디스크를 재생하는 경우, 제2 반도체 레이저(112)로부터 비임을 출사하고, 출사된 광속은 광합성 수단인 비임 분할기(190)에 의해 반사되고, 상기 제1 반도체(111)로부터의 광속과 마찬가지로 비임 분할기(190), 조리개(17), 대물 렌즈(160)를 거쳐서 제2 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(17), 비임 분할기(190), 원통형 렌즈(180)를 거쳐서 광검출기(300) 상에 입사되고, 그 출력 신호를 이용하여 제2 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 제1 광디스크의 경우와 같이, 광검출기(300) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시키게 되어 있다.

도36에 도시한 제5 실시 형태의 광픽업 장치(2광원 1검출기 1유닛 형태)에 있어서는, 제1 광원으로서의 제1 반도체 레이저(111), 제2 광원으로서의 제2 반도체 레이저(112), 광검출기(30), 홀로그램(230)이 레이저/검출기 집적 유닛(430)으로서 유닛화되어 있다.

제1 광디스크를 재생하는 경우, 제1 반도체 레이저(111)로부터 출사된 광속은 홀로그램(230)을 투과하고, 또 다시 조리개(170)에 의해서 조여져서 대물 렌즈(160)에 의해 제1 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170)를 투과하고, 홀로그램(230)에 의해 회절되어 광검출기(300) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제1 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(300) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시킨다.

제2 광디스크를 재생하는 경우, 제2 반도체 레이저(112)로부터 출사된 광속은 홀로그램(230)을 투과하여 대략 평행 광속이 된다. 그리고, 조리개(170), 대물 렌즈(160)를 거쳐서 제2 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170)를 투과하고, 홀로그램(230)에 의해 회절되어 광검출기(300) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제2 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(300) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 이 검출에 기초하여 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시킨다.

도37에 도시한 제6 실시 형태에 관한 광픽업 장치(2광원 2검출기 1유닛 형태)에 있어서는, 제1 광원으로서의 제1 반도체 레이저(111), 제2 광원으로서의 제2 반도체 레이저(112), 제1 광검출기(301), 제2 광검출기(302), 홀로그램(230)이 레이저/검출기 집적 유닛(430)으로서 유닛화되어 있다.

제1 광디스크를 재생하는 경우, 제1 반도체 레이저(111)로부터 출사된 광속 은 홀로그램(230)의 디스크측의 면을 투과하고, 또 다시 조리개(170)에 의해서 조여져서 대물 렌즈(160)에 의해 제1 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170)를 투과하여 홀로그램(230)의 디스크측의 면에서 회절되고, 제1 광원에 대응한 광검출기(301) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제1 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(301) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시킨다.

제2 광디스크를 재생하는 경우, 제2 반도체 레이저(112)로부터 출사된 광속은 홀로그램(230)의 반도체 레이저측의 면에서 회절된다. 이 홀로그램의 반도체 레이저측의 면은 광합성 수단으로서의 기능을 다한다. 이러한 회절광은 또 다시 조리개(170), 대물 렌즈(160)를 거쳐서 제2 광디스크(200)의 투명 기판(210)을 거쳐서 정보 기록면(220)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(220)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(160), 조리개(170)를 투과하여 홀로그램(230)의 디스크측의 면에서 회절되고, 제2 광원에 대응한 광검출기(302) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제2 광디스크(200)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(302) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변 화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 이 검출에 기초하여 2차원 액튜에이터(150)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(160)를 이동시킨다.

도38에 도시한 제7 실시 형태에 관한 광픽업 장치(2광원 1패키지 형태)에 있어서는, 제1 광원으로서의 제1 반도체 레이저(111)로부터 출사된 비임은 광합성 수단인 비임 분할기(120)를 투과하고, 또 다시 조리개(27)에 의해서 조여져서 대물 렌즈(26)에 의해 제1 광디스크(20)의 투명 기판(21)을 거쳐서 정보 기록면(22)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(22)에서 정보 비트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(26), 조리개(27)를 투과하여 비임 분할기(120)에 입사되고, 여기서 반사되어 원통형 렌즈(180)에 의해 비점 수차가 부여되고, 오목 렌즈(50)를 거쳐서 광검출기(301) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제1 광디스크(20)에 정보 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(301) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행한다. 이 검출에 기초하여 2차원 액튜에이터(도시 생략)가 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 제1 광디스크(20)의 기록면(22) 상에 결상하도록 대물 렌즈(26)를 이동시키는 동시에, 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 소정의 트랙에 결상하도록 대물 렌즈(26)를 이동시킨다.

제2 반도체 레이저(112)로부터 출사된 비임은 광합성 수단인 비임 분할기(120)를 투과하고, 또 다시 조리개(27), 대물 렌즈(26)를 거쳐서 제2 광디스크(20)의 투명 기판(21)을 거쳐서 정보 기록면(22)에 집광된다.

그리고, 정보 기록면(22)에서 정보 피트에 의해 변조되어 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(16), 조리개(17), 비임 분할기(120)에 의해 반사되고, 원통형 렌즈(180)로 비점 수차가 부여되고, 오목 렌즈(50)를 거쳐서 광검출기(301) 상에 입사되며, 그 출력 신호를 이용하여 제2 광디스크(20)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.

또한, 광검출기(302) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 따른 광량 변화를 검출하여 포커싱 검출과 트랙 검출을 행하고, 2차원 액튜에이터(도시 생략)에 의해 포커싱, 트랙킹을 위해서 대물 렌즈(16)를 이동시키게 되어 있다.

전술된 실시예는 본 발명의 정신 및 범주로부터 벗어남없이 당업자에 의해 변경될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 사용 환경 온도에 따라 굴절율이 변화하는 재료를 이용한 경우에 있어서도 비교적 간단한 구성으로 온도 변화에 따른 구면 수차의 변화를 보정할 수 있고, 또 광원이 환경 온도에 따라서 파장이 변동하는 광학계이더라도, 그 파장 변동에 따른 구면 수차의 변화, 및 재료의 굴절율 변동에 따른 구면 수차의 변화의 양 쪽을 보정할 수 있다. 따라서, 저비용으로 제조 가능한 광픽업 장치용 대물 렌즈, 이를 구비한 광픽업 장치, 또한 이를 구비한 기록 재생 장치를 얻을 수 있다.

Claims (35)

1. 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치는 파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원,

   상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계를 갖는 대물 렌즈, 및

   상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

   상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

   0.3≤øR/ø≤1.5

   또, øR은 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워이고,

   ø는 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

   (△SA2/△λ1) × (△SA1/△T) < 0 λrms²/(℃·nm)

   또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이고,

   △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.58 이상이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 대략 0인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

   -1/2≤mo1≤-1/7.5
5. 제2항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

   △SA2/△λ1<0 λrms/nm

   △SA1/△T>0 λrms/℃
6. 제1항에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

   ｜△SA1/△T｜≤0.001 λrms/℃

   또, △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.58 이상이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 대략 0인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)는 680 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.48 이상, 0.58 미만이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 대략 0이며, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

   ｜△SA1/△T｜≤0.0004 λrms/℃
10. 제6항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 0.49 이상이고, 상기 대물 렌즈의 결상 배율(mo1)은 이하의 조건식을 만족시키며,

    -1/2≤mo1≤-1/7.5

    또한, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    ｜△SA1/△T｜≤0.0005 λrms/℃
11. 제10항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 상기 대물 렌즈의 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하고, 상기 대물 렌즈와 상기 광원의 상대 위치가 변화 가능하고,

    상기 대물 렌즈의 광축과 상기 광원의 광속 중심이 어긋나 있는 위치에 있어서, 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 광속의 파면 수차의 비점 수차 성분이 최소가 되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 광원과 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면의 거리를 U로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    10 mm < U < 40 mm
13. 제10항에 있어서, 두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와, 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치로서,

    파장 λ인 광속을 출사하는 광원 이외에, 파장 λ2(λ<λ2)인 제2 광속을 출사하는 제2 광원을 갖고,

    상기 집광 광학계는 상기 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을, 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고,

    상기 광검출기는 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하고,

    상기 NA는 상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제1 광정보 기록 매체측의 개구수이고,

    NA2(NA2<NA)를, 상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제2 광정보 기록 매체측의 개구수로 하고,

    상기 mo1은 상기 제1 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생시의 상기 대물 렌즈의 결상 배율일 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    NA ≥ 0.56

    -1/5 ≤ mo1 ≤ -1/7.5
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생시의 상기 대물 렌즈의 결상 배율을 mo2로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    ｜mo2-mo1｜ < 0.1
15. 제1항에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 광원의 파장 변화량을 △λ2(nm)로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    0 nm/℃ < △λ2 / △T ≤ 0.5 nm/℃
16. 제1항에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 굴절율 변화량을 △n으로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    -0.002/℃ ≤ △n / △T ≤ -0.00005/℃
17. 제16항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    -0.0002/℃ ≤ △n / △T ≤ -0.00005/℃
18. 제1항에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    0.00015/nm ≤ (NA)⁴/λ ≤ 40/nm
19. 제1항에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)와 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)는 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    10 nm ≤ λ/NA ≤ 1100 nm
20. 제1항에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

    ｜△SA2/△λ1｜ ≤ 0.1 λrms/nm

    또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 광원의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 대물 렌즈의 초점 위치 변화량을 △f(μm)로 했을 때, 이하의 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    ｜△f/△λ1｜ ≤ 200
22. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면은 비구면인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
23. 제1항에 있어서, 상기 회절부는 상기 대물 렌즈의 광축을 대략 중심으로 하는 동심원형의 복수의 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 복수의 원형체의 각 원형 띠의 위치를 나타내는 광로차 함수가 적어도 막급수의 6차항을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
24. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 단체 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
25. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측과는 반대측의 베이스면의 근축 곡률 반경을 r1(mm), 상기 대물 렌즈의 굴절율을 n, 상기 대물 렌즈의 굴절의 초점 거리를 fR(mm)로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    1.0 ≤ r1/{(n-1)·fR} ≤ 1.2
26. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 폴리올레핀계 수지, 노르보르넨계 수지, 플루올렌계 수지 중 어느 하나의 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
27. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 적어도 한 면을 비구면으로 함으로써, 환경 온도 변화에 의한 축상 구면 수차 변화량을 보정하고, 상기 대물 렌즈의 적어도 한 면에 회절부를 형성함으로써 구면 수차를 보정하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
28. 제1항에 있어서, 상기 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA로 했을 때, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 NA 이하의 광속이, 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이내인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
29. 제1항에 있어서, 두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와, 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치로서,

    파장 λ의 광속을 출사하는 상기 광원 이외에, 파장 λ2(λ<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원을 갖고,

    상기 집광 광학계는 상기 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을, 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고,

    상기 광검출기는 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하고,

    상기 광원으로부터의 상기 파장 λ의 광속을 이용하여 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하고,

    상기 제2 광원으로부터의 상기 파장 λ2의 광속을 이용하여 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
30. 제29항에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제1 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA로 하고,

    상기 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해서 필요한 상기 대물 렌즈의 상기 제2 광정보 기록 매체측의 개구수를 NA2(NA2<NA)로 했을 때,

    환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 상기 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 NA 이하의 광속이, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이내이고,

    환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃에 있어서의 상기 제2 광원으로부터 출사되어 상기 대물 렌즈를 통과한 NA2 이하의 광속이, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광될 때의 3차 축상 구면 수차 성분의 절대값이 0.07 λrms 이내인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
31. 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치용 대물 렌즈에 있어서, 상기 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

    0.3 ≤ øR/ø ≤ 1.5

    또, øR은 상기 렌즈의 소정의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워이고,

    ø는 상기 렌즈의 소정의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워인 것을 특징으로 하 는 대물 렌즈.
32. 제31항에 있어서, 상기 소정의 파장 λ(nm)의 ±5 nm 범위내에서의 파장 변화 △λ1(nm)에 대한 상기 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA2로 하고, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

    (△SA2/△λ1)×(△SA1/△T) < 0 λrms²/(℃·nm)

    또, △SA2/△λ1은 일정 온도하에서의 값이고,

    △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
33. 제31항에 있어서, 환경 온도 20 ℃ 내지 30 ℃ 범위내에서의 온도 변화 △T(℃)에 대한 상기 대물 렌즈의 3차 축상 구면 수차 변화량을 △SA1로 했을 때, 이하의 조건식을 만족시킨다.

    ｜△SA1/△T｜ ≤ 0.001 λrms/℃

    또, △SA1/△T는 일정 파장하에서의 값인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
34. 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생 장치에 있어서,

    광픽업 장치는,

    파장 λ(nm)의 광속을 출사하는 광원,

    상기 광원으로부터 출사된 광속을 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계를 갖는 대물 렌즈,

    상기 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

    상기 대물 렌즈는 플라스틱 렌즈이고, 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

    0.3 ≤ øR/ø ≤ 1.5

    또, øR은 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 굴절 파워이고,

    ø는 상기 대물 렌즈의 상기 광원의 파장 λ(nm)에 있어서의 파워인 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생 장치.
35. 제6항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

    ｜△SA1/△T｜≤ 0.0004 λrms/℃

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