KR100767148B1 - 광 픽업 장치 및 그 장치용 대물 렌즈 - Google Patents

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Abstract

제1 광원과, 제2 광원과, 회절부가 마련된 대물 렌즈를 구비하는 집중 광학 시스템과, 광학 검출기가 마련된 광 픽업 장치에 있어서, 광학 검출기는 초점 상태를 검출하기 위한 중앙 수광부와 궤적 오류를 검출하기 위한 주변 수광부를 포함하고, 정보가 제2 광 정보 기록 매체로부터 재생되거나 또는 그 매체에 기록될 때에는 상기 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 제2 광속의 반사 광속 또는 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 제2 광속의 투사 광속이 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사된다.
광 픽업, 광원, 광 기록 매체, 수광, 회절, 반사광, 투사광, 대물 렌즈, 반도체 레이저, CD, DVD

Description

광 픽업 장치 및 그 장치용 대물 렌즈{Optical Pick-Up Device and Objective Lens Therefor}
도1은 본 발명의 광학 검출기를 나타내는 개요도.
도2는 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략적 구조도.
도3은 제2 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략적 구조도.
도4는 제1 실시예의 대물 렌즈의 단면도.
도5a 및 도5b 각각은 제1 실시예의 대물 렌즈의 종방향 구면 수차도.
도6은 제2 실시예의 대물 렌즈의 단면도.
도6a 및 도6b 각각은 제2 실시예의 대물 렌즈의 종방향 구면 수차도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
3: 대물 렌즈
10: 광 검출기
10a: 중앙 수광부
10b: 수광부
100: 광 픽업 장치
111, 112: 반도체 레이저
113, 116: 비임 분할기
114: 시준기
117: 원통형 렌즈
118: 오목 렌즈
119: 회절 격자
120: 커플링 렌즈
200, 200': 광 디스크
206: 평면 분할기
210: 정보 기록 표면
본 발명은 광 픽업 장치 및 대물 렌즈에 관한 것으로, 일례로 투명 판 두께가 서로 다른 2개의 광학 정보 기록 매체에서 정보 기록 및/또는 정보 재생이 수행되는 광 픽업 장치 및 이 장치에 사용하기 위한 대물 렌즈에 관한 것이다.
최근, 단파장 적색 반도체 레이저가 실용화됨에 따라, 보다 큰 용량을 가지며 치수가 종래의 광 디스크인 CD(컴팩트 디스크)와 거의 동일한 고밀도 광 디스크인 DVD(디지털 다용도 디스크: distal versatile disk), 즉 광학 정보 기록 매체의 발전이 진전되고 있다. 상기와 같은 광 디스크가 매체인 광학 정보 기록 및 재생 장치의 광학 시스템에 있어서, 기록 신호의 밀도를 증가시키기 위해서는 대물 렌즈에 의해 기록 매체 상에 집중되는 점의 크기를 보다 작게 감소시키는 것이 요구된 다. 따라서, 광원으로서의 레이저의 파장을 감소시키고 또한 대물 렌즈의 NA를 증가시키려는 실제의 조건이 있다.
일례로, DVD 상에서의 정보의 기록 및/또는 재생을 수행하기 위한 광 픽업 장치에 있어서, 655nm의 단파장 반도체 레이저가 광원으로 사용되는 경우, 대물 렌즈의 광 디스크 측에서의 상기 레이저광을 집중시키기 위한 개구수 NA(numerical aperture)는 약 0.6이다. 이와 관련해서, CD 및 DVD에 있어서는 여러 가지 표준의 광 디스크, 일례로 CD-R(기록 가능한 컴팩트 디스크) 및 기타의 CD 및 DVD가 있는데, MD(미니 디스크)가 시장에 선을 보이면서 널리 확산되고 있다.
한편, CD-R 상에서의 정보의 기록 및/또는 재생을 수행하기 위해서는 광 픽업 장치에 λ= 785nm인 파장을 갖는 광원이 필요하지만, 다른 광 디스크에 있어서는 특정의 광원 파장이 아닌 파장을 갖는 광원이 사용될 수 있는데, 이 경우에 있어서 필요한 개구수 NA는 사용되는 광원의 파장 λ에 대응하여 변동된다. 일례로, CD인 경우의 필요 개구수 NA = λ(㎛)/1.73과 DVD인 경우의 필요 개구수 NA = λ(㎛)/1.06은 각각 그 각각의 NA로서 근사화된다. 본 명세서에서의 개구수은 광 디스크 측에서 보았을 때의 집중 광학 시스템의 개구수이고, 필요 개구수은 광 디스크의 기록 표면상에서 필요로 하는 것들인 점의 크기 d와 사용된 파장 λ로부터 계산된 개구수, 일반적으로는 NA = 0.83 ×λ÷d이다.
상기한 바와 같이, 서로 다른 투명 판 두께, 기록 밀도, 사용 파장을 갖는 여러 가지 광 디스크가 시장에 나와있고, 그 각각의 광 디스크에 있어서는 사용자가 정보의 기록 및/또는 재생을 수행하는 전용의 정보 기록 및 재생 장치를 구입하 기에는 큰 부담이 된다. 따라서, 여러 가지 광 디스크에 대처할 수 있는 호환성 광 픽업 장치가 마련된 정보 기록 및 재생 장치가 제안되었다.
상기 광 픽업 장치에 있어서, 파장이 다른 광속(luminous flux)이 두께가 다른 기판에 입사될 때에, 구면 수차(spherical aberration)는 소정 양보다 크지 않은 값으로 수정되어야 할 필요가 있으며 또한 정보의 기록 및 판독을 적절하게 하도록 하기 위해서는 각 광속의 점 직경도 소정의 범위 내에 있어야 할 필요가 있다.
이와 반대로, 다른 광 디스크에 각각 상응하는 개별 집중 광학 시스템이 구비된 것으로서 상기 집중 광학 시스템이 재생할 광 디스크에 의해 절환되는 광 픽업 장치가 제안되었다. 이와 같은 광 픽업 장치에 있어서, 파장이 다른 광속(luminous flux)이 두께가 다른 기판에 입사될 때에, 구면 수차는 소정 양보다 크지 않은 양으로 수정될 수 있고 또한 각 광속의 점 직경은 소정의 범위 내에 있게 된다. 그러나 이와 같은 광 픽업 장치에 있어서는, 다수의 집중 광학 시스템이 필요하므로, 구조가 복잡해지며 그에 따라 비용이 바람직하지 않게 증가한다.
상기 문제점과 관련하여, 소정의 개구수보다 크지 않은 광속을 점 광으로 집중시키고 또한 소정의 개구수보다 작지 않은 광속을 플레어(flare) 광으로 만드는 대물 렌즈가 현재 제안되어 있다. 이와 같은 대물 렌즈에 따르면, CD-R 또는 DVD와 같은 다른 광학 정보 매체에 대해서 정보의 기록 또는 재생이 필요한 점 광이 얻어진다.
이와 관련하여, 일반적으로는 광 픽업 장치에는, 정보 기록 매체로부터 반사된 광을 수광함으로써 궤적 오차를 검출하기 위한 광학 검출기가 마련된다. 종래의 광학 검출기에 있어서는, 점 광이 광학 정보 기록 매체 상의 바른 기록 위치로 조사되는 한은 점 광만이 광학 정보 기록 매체로부터 반사되기 때문에, 광학 검출기가 궤적 오차를 잘못 검출할 가능성은 낮다. 그러나 광속이 상기 대물 렌즈를 통과할 때에는 소정의 개구수보다 큰 광속이 광 정보 기록 매체 상에 플레어 광으로서 조사되기 때문에, 반사광이 검출기에 의하여 검출될 때에는 오검출의 가능성이 있다.
즉, 우선 광이 광 정보 기록 매체 상의 기록 위치에서 바르게 조사될 때, 검출기가 받는 광의 광 강도에 있어서의 편차는 없을 수 있다. 그러나 플레어 광의 반사광이 검출기 안으로 불균일하게 들어오는 경우에는, 검출기가 받은 광의 광 강도에 있어서의 편차가 불균일한 입사에 의해 야기되거나 혹은 광 강도가 불안정하게 된다. 이 결과, 궤적 오차가 발생하지 않음에도 불구하고 궤적 오차가 발생하는 정보에 대한 오검출이 야기될 가능성이 있다.
본 발명의 목적은 소수의 광학 부재 또는 대물 렌즈를 사용해서도 두께가 다른 광 정보 기록 매체에서 정보의 기록 및/또는 재생(이하에서는, 간단히 "기록 재생"이라 함)이 이루어질 수 있고 궤적 오차(tracking error)의 오검출을 억제할 수 있는 광 픽업 장치 및 이 장치용 대물 렌즈를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 다음의 구조에 의해 얻어진다.
적어도 2종의 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 그 매체에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치는, 제1 파장 λ1을 갖는 제1 광속을 발산하는 제1 광원과, 제2 파장 λ2(λ2 > λ1)를 갖는 제2 광속을 발산하는 제2 광원과, 제1 광원으로부터 발산된 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 기록 표면으로 집중시키고 또한 제2 광원으로부터 발산된 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 기록 표면으로 집중시키기 위한 것으로, 회절부가 마련된 대물 렌즈를 구비하는 집중 광학 시스템과, 상기 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사 광속 및/또는 투사 광속을 받기 위한 광학 검출기를 포함하고; 상기 제1 광속은 두께가 t1인 투명 기판을 포함하는 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고, 상기 제2 광속은 두께가 t2(t2 > t1)인 투명 기판을 포함하는 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고; 개구수 NA1이 대물 렌즈의 화상 측에서의 개구수이고 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 필요할 때, 집중 광학 시스템은 제1 광속을 파면 수차(wavefront aberration)가 0.07λ1 rms 이하인 조건에서 개구수 NA1 범위 내에서 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고, 또한 개구수 NA2(NA2 < NA1)가 대물 렌즈의 화상 측에서의 개구수이고 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 필요할 때, 집중 광학 시스템은 제2 광속을 파면 수차(wavefront aberration)가 0.07λ2 rms 이하인 조건에서 개구수 NA2 범위 내에서 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고; 상기 광학 검출기가 초점 상태를 검출하기 위한 중앙 수광부와 궤적 오차를 검출하기 위한 주변 수광부를 포함하고, 정보가 제2 광 정보 기록 매체로부터 재생되거나 또는 그 매체에 기록될 때에는 상기 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 제2 광속의 반사 광속 또는 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 제2 광속의 투사 광속이 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 구성으로 되어 있다.
또한, 상기 목적은 다음의 양호한 구조에 의하여 얻어진다.
(1) 본 발명의 "(1)"에 기재한 광 픽업 장치는 다음과 같다. 광 픽업 장치는, 제1 파장 λ1을 갖는 제1 광속을 발산하는 제1 광원과, 제2 파장 λ2( > λ1)를 갖는 제2 광속을 발산하는 제2 광원과, 제1 광원으로부터 발산된 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 정보 기록 표면으로 집중시키고 또한 제2 광원으로부터 발산된 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 정보 기록 표면으로 집중시키는 것으로, 회절부가 마련된 대물 렌즈를 구비하는 집중 광학 시스템과, 상기 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사광 및/또는 투사 광을 받기 위한 것으로, 적어도 2종의 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 광 정보 기록 매체에 정보를 기록하는 광학 검출기를 포함하고; 상기 제1 광속은 두께가 t1인 제1 투명 기판을 구비하는 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고, 상기 제2 광속은 두께가 t2( > t1)인 제2 투명 기판을 구비하는 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고; 집중 광학 시스템은, 파면 수차(wavefront aberration)가 0.07λ1 이하인 조건에서 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 기록 또는 재생을 위하여 필요한 대물 렌즈의 화상 측에서의 소정의 개구수 NA1 범위 내에서 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고, 파면 수차(wavefront aberration)가 0.07λ2 이하인 조건에서 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 기록 또는 재생을 위하여 필요한 대물 렌즈의 화상 측에서의 소정의 개구수 NA2( < NA1) 범위 내에서 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고; 상기 광학 검출기는, 초점 상태를 검출할 수 있도록 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 나온 반사광 및/또는 투사광을 받기 위한 중앙 수광부와 궤적 오차를 검출하기 위한 주변 수광부를 포함하고, 제2 광 정보 기록 매체가 기록되거나 혹은 재생될 때에는 대물 렌즈를 통해서 투사된 제2 광속에 의해서 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 투사광 및/또는 상기 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광이 주변 수광부의 적어도 전체 표면을 포함하는 방식으로 조사되기 때문에, 광 검출기의 오검출을 억제할 수 있는 구성으로 되어 있다.
도1은 본 발명의 광학 검출기를 도시하는 개요도이다. 도1에서, 광학 검출기(optical detector)인 광 검출기(photo detector)(10)는 중앙 수광부(10a)와, 중앙 수광부(10a)로부터 등간격으로 배열된 한 쌍의 주변 수광부(10b)를 구비한다.
한편, 도시되지 않은 대물 렌즈를 통해서 투사된 제2 광속에 의해서 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 또는 그 매체로부터 투사된 투사광은 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 내측 또는 외측 중 어느 한 측을 통과한 투사에 대응하여 크게 변화한다. 즉, 도시되지 않은 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 내측을 통해서 투사된 제2 광속에 의해서 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체로부터 투사된 투사광의 일부인 점 광(SL1)은 중앙 수광부(10a)에 의해 수광되며 초점 상태의 검출을 위해 사용되는데, 나머지 점 광(SL2)은 주변 수광부(10b)에 의해 수광되어서 궤적 오차의 존재를 검출하는 데 사용된다.
반면에, 도시되지 않은 대물 렌즈의 개구수 NA2의 외측을 통과하는 제2 광속에 의해서 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 또는 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 투사광의 일부는 플레어 광(FL)이 되고 도1에 도시된 바와 같이 플레어 광(FL)의 중앙에 점 광(SL1)이 위치하는 광 검출기(10) 상에 거의 링 형상으로 조사된다. 도1에 도시된 링 형상의 플레어 광(FL) 외에도 링 형상의 플레어 광의 중심에 위치되는 점 광(SL2)이 형성된 거의 링 형상의 플레어 광도 광 검출기에 조사된다. 그러나, 상기 거의 링 형상의 플레어 광은 도1에 도시되지 않았다. 주변 수광부(10b)에는 점 광(SL2) 이외의 다른 광도 조사된다는 사실은 본질적으로 오검출을 발생시킬 가능성을 가지기 때문에 이를 회피하는 것이 필요한데, 그러나 본 발명에 있어서는 플레어 광(FL)은 주변 수광부(10b)의 전 표면을 포함하도록 균일하게 조사될 때 그 플레어 광(FL)의 광 강도는 점 광(SL2)의 광 강도보다 극히 낮으므로, 주변 수광부(10b)는 플레어 광(FL)을 검출하지 않고, 아니면 아주 낮은 검출 신호만이 발생되고, 이에 따라 플레어 광(FL)의 존재에 의해 오검출이 발생할 가능성은 아주 낮다. 더욱이, 플레어 광이 주변 수광부(10b)의 전 표면을 덮도록 조사되는 경우, 주변 수광부(10b)가 받은 플레어 광의 광 강도는 주변 수광부(10b) 전체에서는 상대적으로 낮으며 균일하다. 따라서, 플레어 광은 주변 수광부(10b)에 의해 검출된 궤적 오차의 존재/부존재의 검출 결과에 영향을 미치지 않는다. 또한, 상기한 바와 같은 방법에 의하면, 대물 렌즈의 설계 작업이 용이하게 수행될 수 있고 장치의 비용이 절감된다. 이와 관련하여, 플레어 광(FL)이 주변 수광부(10b)의 전체 표면을 포함한다는 사실은 전체 수광 표면이 실제로 포함될 때에 충족된다.
(2) 본 발명의 "(2)"의 광 픽업 장치는, 제2 광 정보 기록 매체가 기록 또는 재생할 때에, 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 외측을 통해서 투사된 제2 광속에 의하여 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체를 통해 투사된 투사광이 링형의 밴드 형상으로 조사되고, 링형 밴드의 내주연부는 주변 수광부의 최내측 가장자리로부터 내측에 위치되고 링형 밴드의 외주연부는 주변 수광부의 최외측 가장자리로부터 외측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
도1에서 링형 밴드 형상 플레어 광(FL)의 내경부(FLi)는 주변 수광부(10b)의 최내측 가장자리(10d)로부터 내측에 위치되고 플레어 광(FL)의 외경부(FLo)는 주변 수광부(10b)의 최외측 가장자리(10c)에 위치되기 때문에, 주변 수광부(10b)의 전체 표면은 상기 플레어 광(FL)에 의해 포함될 수 있다.
(3) 본 발명의 "(3)"의 광 픽업 장치는, 링형 밴드의 정보 기록 표면상에서의 내경(도1에서 D2)이 0 내지 20㎛인 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 광 검출기용 광학 시스템에 있어서, 측면 배율(lateral magnification) m은 6 내지 7이고, 광 검출기 상에서 상기 내경은 2·m·NA2/(tan(arc sin NA2)) 만큼 곱한 값이다.
(4) 본 발명의 "(4)"의 광 픽업 장치는, 링형 밴드의 정보 기록 표면상에서의 내경(도1에서 D2)이 10 내지 20㎛인 것을 특징으로 한다.
(5) 본 발명의 "(5)"의 광 픽업 장치는, 제2 광 정보 기록 매체가 기록 또는 재생할 때에, 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 외측을 통해서 투사된 광속에 의하여 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체를 통해 투사된 투사광이 링형의 밴드 형상으로 조사되는 것과, 링형 밴드의 내주연부(도1에서 FLi)는 중앙 수광부(도1에서 10a)의 최외측 가장자리(도1에서 10e)로부터 외측에 위치되기 때문에 플레어 광(FL)이 중앙 수광부(10a)에서의 점 광(SL1)의 검출에 악영향을 미치지 않도록 하여 상기 광 픽업 장치를 제조한 것을 특징으로 한다.
(6) 본 발명의 "(6)"의 광 픽업 장치는, 링형 밴드의 정보 기록 표면상의 외경이 D1이고 링형 밴드의 정보 기록 표면상의 내경이 D2일 때, (D1 - D2)/2 > 15㎛이므로, 플레어 광(FL)은 주변 수광부(10b)의 전체 표면이 포함되도록 조사되는 것을 특징으로 한다.
(7) 본 발명의 "(7)"의 광 픽업 장치는, 대물 렌즈를 통해서 투사되는 제1 광속에 의해 제1 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 투사광과, 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사되고 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 내측을 통해서 투사되고 그리고/또는 그 매체를 통해 투사된 반사광이 중앙 수광부에 점 형상으로 조사되는 것을 특징으로 한다.
(8) 본 발명의 "(8)"의 광 픽업 장치용의 대물 렌즈는, 제1 파장 λ1로 제1 광속을 발산하는 제1 광원과, 제2 파장 λ2( > λ1)로 제2 광속을 발산하는 제2 광원과, 제1 광원으로부터 발산된 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 정보 기록 표면으로 집중시키고 또한 제2 광원으로부터 발산된 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 정보 기록 표면으로 집중시키기 위한 것으로, 회절부가 마련된 대물 렌즈를 구비하는 집중 광학 시스템과, 상기 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사광 및/또는 투사광을 받기 위한 것으로, 적어도 2종의 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 광 정보 기록 매체에 정보를 기록하는 광 픽업 장치용의 대물 렌즈인 광학 검출기를 구비하고; 상기 제1 광속은 두께가 t1인 제1 투명 기판을 구비하는 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고, 상기 제2 광속은 두께가 t2( > t1)인 제2 투명 기판을 구비하는 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고; 집중 광학 시스템은, 파면 수차(wavefront aberration)가 0.07λ1 이하인 조건에서 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 기록 또는 재생을 위하여 필요한 대물 렌즈의 화상 측에서의 소정의 개구수 NA1 범위 내에서 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고, 파면 수차(wavefront aberration)가 0.07λ2 이하인 조건에서 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 기록 또는 재생을 위하여 필요한 대물 렌즈의 화상 측에서의 소정의 개구수 NA2( < NA1) 범위 내에서 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고; 상기 광학 검출기는, 초점 상태를 검출할 수 있도록 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 나온 반사광 및/또는 그 매체를 통해서 투사된 투사광을 받기 위한 중앙 수광부와 궤적 오차를 검출하기 위한 주변 수광부를 구비하고, 제2 광 정보 기록 매체가 기록 및 재생될 때에는 대물 렌즈를 통해서 투사된 제2 광속에 의해서 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 투사광 및/또는 상기 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광이 주변 수광부의 적어도 전체 표면을 포함하는 방식으로 조사되는 구성으로 되어 있다.
광 픽업 장치에 본 발명의 대물 렌즈를 사용함으로써, 집중 광학 시스템의 구조를 간단하게 구성하면서도 정보의 기록 및/또는 재생이 다수의 광 정보 기록 매체 상에서 수행될 수 있고, 광 검출기에서의 오검출의 가능성이 방지된다.
(9) 본 발명의 "(9)"의 대물 렌즈를 사용하는 광 픽업 장치는, 제2 광 정보 기록 매체가 기록 또는 재생할 때에, 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 외측을 통해서 투사된 제2 광속에 의하여 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체를 통해 투사된 투사광이 링형의 밴드 형상으로 조사되고, 링형 밴드의 내주연부는 주변 수광부의 최내측 가장자리로부터 내측에 위치되고 링형 밴드의 외주연부는 주변 수광부의 최외측 가장자리로부터 외측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
(10) 본 발명의 "(10)"의 대물 렌즈를 사용하는 광 픽업 장치는, 링형 밴드의 정보 기록 표면상에서의 내경이 0 내지 20㎛인 것을 특징으로 한다.
(11) 본 발명의 "(11)"의 대물 렌즈를 사용하는 광 픽업 장치는, 링형 밴드의 정보 기록 표면상에서의 내경이 10 내지 20㎛인 것을 특징으로 한다.
(12) 본 발명의 "(12)"의 대물 렌즈를 사용하는 광 픽업 장치는, 제2 광 정보 기록 매체가 기록 또는 재생할 때에, 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 외측을 통해서 투사된 제2 광속에 의하여 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체를 통해 투사된 투사광이 링형의 밴드 형상으로 조사되고, 링형 밴드의 내주연부가 중앙 수광부의 최외측 가장자리로부터 외측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
(13) 본 발명의 "(13)"의 대물 렌즈를 사용하는 광 픽업 장치는, 링형 밴드의 정보 기록 표면상의 외경이 D1이고 링형 밴드의 정보 기록 표면상의 내경이 D2일 때, (D1 - D2)/2 > 15㎛인 것을 특징으로 한다.
(14) 본 발명의 "(14)"의 대물 렌즈를 사용하는 광 픽업 장치는, 대물 렌즈를 통해서 투사되는 제1 광속에 의해 제1 광 정보 기록 매체로부터 반사된 반사광 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 투사광과, 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사되고 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 내측을 통해서 투사되고 그리고/또는 그 매체를 통해 투사된 반사광이 중앙 수광부에 점 형상으로 조사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용된 회전 패턴(또는 회절부)은 일례로 렌즈와 같은 광학 부재의 표면에 양각이 형성된 모드(또는 표면)이고, 광선의 각도가 회절에 의해 변경되는 기능이 제공되는데, 회절이 하나의 광 표면에서 발생되거나 아니면 발생되지 않는 영역이 있을 때에 이는 회절이 발생한 영역을 의미한다. 일례로 광학 부재의 표면상의 양각의 형상에 있어서, 이는 광 축을 중심으로 하여 거의 동심원인 링형 밴드로 형성되는데, 그 부분을 광 축을 포함한 평면에서 보았을 때 각각의 링형 밴드는 톱니 형상을 가지며 이와 같은 형상이 양각의 형상에 포함된다는 것은 공지이 다.
본 발명의 명세서에 있어서, 대물 렌즈는, 협의로는, 광 정보 기록 매체가 광 픽업 장치에 장착된 상태 하에서 광 정보 기록 매체 가장 근접한 측의 위치에서 광 정보 기록 매체에 대향되게 배치된 집중 기능을 갖는 렌즈를 의미하고, 광의로는, 상기 렌즈를 함께 구비하고 작동기에 의해 적어도 광 축 방향으로 작동될 수 있는 렌즈 군을 의미한다. 여기서, 상기 렌즈 군은 렌즈가 적어도 하나 이상은 되는 복수의 렌즈를 의미하는 것이다. 따라서, 본 발명 명세서에서 대물 렌즈의 광 정보 기록 매체 측의 개구수 NA는, 대물 렌즈의 광 정보 기록 매체에 가장 가까운 측에 위치된 렌즈 표면으로부터 광 정보 기록 매체 측으로 발산되는 광속의 개구수 NA를 의미하는 것이다. 또한, 본 명세서에서 개구수 NA는, 각각의 광 정보 기록 매체의 조절에 의해 조절되는 개구수, 또는 정보를 기록 또는 재생하는 데 필요한 점 직경이 사용되는 광원의 파장에 대응하여 각각의 광 정보 기록 매체에 대해서 얻어질 수 있게 하는 회절 한계 성능의 대물 렌즈의 개구수을 의미하는 것이다. 이와 관련하여 대물 렌즈는 단일의 렌즈인 것이 바람직하다.
본 명세서에서, 광 정보 기록 매체(광 디스크)에는, 일례로, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM과 같은 각 종류의 CD와, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RW, DVD-Video와 같은 각 종류의 DVD와, MD와 같은 현재의 디스크형 광 정보 기록 매체와, 차세대 기록 매체들도 포함된다. 투명 기판은 여러 가지 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 존재한다. 그러나, 기판의 두께가 거의 0에 근접하거나 또는 투명 기판이 없는 매체가 현존하고 있거나 제안되어 있다. 설명의 편의를 위 해 본 명세서에서 "투명 기판을 통하여"라는 기재가 있는 경우, 이러한 경우는 투명 기판의 두께가 0인 경우, 즉 투명 기판이 없는 경우도 포함하는 것이다.
본 명세서에서 정보의 기록 및 재생은, 정보가 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 기록되는 것과 정보 기록 표면상에 기록된 정보가 재생되는 것을 의미한다. 본 발명의 광 픽업 장치는, 기록이나 혹은 재생만을 수행하기 위하여 사용되는 장치나, 혹은 기록과 재생 모두를 수행하기 위하여 사용되는 장치로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 광 픽업 장치는, 하나의 정보 기록 매체에 대해 기록을 수행하고 다른 정보 기록 매체에 대해서는 재생하기 위해 사용되는 장치나, 혹은 하나의 정보 기록 매체에 대해 기록 또는 재생을 수행하기 위해 사용되고 다른 정보 기록 매체에 대해서는 기록 및 재생 모두를 수행하기 위해 사용되는 장치로 할 수 있다.
본 발명의 광 픽업 장치는 각 종류의 플레이어 또는 드라이브나, 혹은 개인용 컴퓨터와 다른 정보 터미널 장치의 오디오 및/또는 화상의 기록 및/또는 재생 장치가 장착된 AV 장치에 설치될 수 있다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명한다. 본 발명 실시예의 대물 렌즈는 회절부로서 회절 링형 밴드를 구비한다. 일반적으로, 회절 링형 밴드의 피치(링형 각각의 위치)는 이후의 실시예에서 상세하게 설명되는 위상차 함수 또는 광 경로차 함수를 사용하여 정의된다. 구체적으로, 위상차 함수 Φb는 라디안을 단위로 한 다음의 [수학식 1]로 표현되고, 광 경로차 함수 ΦB 는 mm를 단위로 한 다음의 [수학식 2]로 표현된다.
Figure 112001022215726-pat00001
Figure 112001022215726-pat00002
상기 2개 식의 표현 방법에 있어서, 단위는 서로 다르지만, 회절 링형 밴드의 피치를 표현함에 있어서의 의미는 동일하다. 즉, 광휘 파장(blazed wavelength) λ(mm 단위)에 있어서, 위상차 함수의 계수 b에 λ/2π 곱해질 때에 이는 광 경로차 함수의 계수 B로 변환될 수 있고, 광 경로차 함수의 계수 B에 2π/λ곱해질 때에 이는 위상차 함수의 계수 b로 변환될 수 있다.
지금부터는 설명을 간결하게 하기 위해 제1 회절광을 사용하는 회절 렌즈에 대하여 설명하는데, 광 경로차 함수에 있어서는 이 함수 값이 광휘 파장 λ의 정수배를 초과할 때에 링형 밴드에 매번 금이 새겨지고 또한 위상차 함수에 있어서는 이 함수 값이 광휘 파장 2π의 정수배를 초과할 때에 링형 밴드에 매번 금이 새겨진다.
일례로, 원통형 양 평면의 굴절률이 없는 재료의 측면에서 회절 링형 밴드에 금이 새겨지는 렌즈가 제안되는데, 광휘 파장이 0.5㎛(= 0.0005mm)이고 광 경로차 함수의 2차 계수(2승 항)가 -0.05(이것이 위상차 함수의 2차 계수로 변환되면 -628.3에 해당함)이며 그리고 다른 모든 계수들이 0인 경우, 제1 링형 밴드의 반경 h = 0.1mm이고 제2 링형 밴드의 반경 h = 0.141mm이다. 또한, 상기 회절 렌즈의 초점 거리 f는, 광 경로차 함수의 2차 계수 B2 = -0.05에 대해서는 f = -1/(2·B2) = 10mm이다.
이제, 상기 정의를 기준으로 사용할 때, 위상차 함수 또는 광 경로차 함수의 2차 계수를 0이 아닌 값으로 하게 되면, 그 배율이 렌즈에 제공될 수 있다. 또한, 위상차 함수 또는 광 경로차 함수의 2차 계수가 아닌 다른 계수, 일례로 4차 계수, 6차 계수, 8차 계수, 10차 계수를 0이 아닌 값으로 하게 되면, 구면 수차가 제어될 수 있다. 이와 관련하여 본 명세서에서의 "제어하기 위한"이라는 용어는 굴절률을 갖는 부분이 갖는 구면 수차가 역 구면 수차를 생성시킴으로써 정정되거나 혹은 전체의 구면 수차가 소정의 값이 되게 한다는 것을 의미한다.
「실시예」
이하에서는 대물 렌즈의 특정 실시예에 대하여 설명한다.
실시예 1 및 실시예 2의 광 픽업 장치용 대물 렌즈는 광학 면의 양 표면에 다음의 [수학식 3]으로 표현되는 비구면 형상을 갖는다.
Figure 112001022215726-pat00003
여기서, Z는 광축 방향에서의 축(광의 진행 방향은 양(+)으로 정의됨)이고, h는 광축에 수직한 축(광축으로부터의 높이)이고, r은 등축 곡률 반경이고, κ는 원뿔 계수이고, A는 비구면 계수이다.
이와 관련하여, 이하에서 설명하는 본 실시예의 대물 렌즈는 광축으로부터 높이 hb만큼 제한된 서로 다른 광 경로차 함수들에 의해 표현되는 회절 링형 밴드를 구비한다. 본 실시예에 있어서의 광축으로부터 높이 hb의 경계 상의 회절 링형 밴드에서 링형 밴드 폭은 짧으며 불충분한 형상이지만, 본 발명에 있어서는 광축으로부터 높이 h ≥hb의 영역의 렌즈 두께에 대응하는 A0 값이 최적 값으로 되고 링형 밴드 폭이 완전한 형상인 링형 밴드도 포함된다.
도2는 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략적 구조도이다. 도2에 도시된 광 픽업 장치(100)에 있어서, 제1 광원인 제1 반도체 레이저(111)와, 제2 광원인 제2 반도체 레이저(112)가 병렬로 배열된다. 파장 λ1(= 655nm)의 제1 반도체 레이저(111)로부터 나온 광속이 비임 분할기(splitter)를 통해서 시준기(collimator)(114)로 입사되며, 게다가 구경(115)(소정의 개구수 NA1)에 의해 정지되고 대물 렌즈(3)에 의해 제1 광 정보 기록 매체, 즉 광 디스크(200)(일례로, DVD: 투명 기판 두께 t1)의 정보 기록 표면(201) 상에 집중된다.
정보 기록 표면으로부터 나온 반사광은 대물 렌즈(3), 구경(115), 시준기(114), 비임 분할기(113, 116), 원통형 렌즈(117), 및 오목 렌즈(118)를 통해서 광 검출기(10)의 수광면 상에 집중된다. 수광에 따라서 광 검출기(10)는 검출 신호를 발생시킨다.
이와 반대로, 파장 λ2(= 785)의 제2 반도체 레이저(112)로부터 나온 광속은 회절 격자(119), 커플링 렌즈(120), 비임 분할기(116), 및 비임 분할기(113)를 통 해서 시준기(114)로 입사되며, 게다가 구경(115)에 의해 정지되고 대물 렌즈(3)에 의해 제2 광 정보 기록 매체, 즉 광 디스크(200')(일례로, CD-R: 투명 기판 두께 t2 > t1)의 정보 기록 표면(201) 상에 집중된다.
정보 기록 표면으로부터 나온 반사광은 전술한 것과 동일한 방식으로 대물 렌즈(3), 구경(115), 시준기(114), 비임 분할기(113, 116), 원통형 렌즈(117), 및 오목 렌즈(118)를 통해서 광 검출기(10)의 수광면 상에 집중된다. 수광에 따라서 광 검출기(10)는 검출 신호를 발생시킨다. 이와 관련하여, 이하에서 설명하는 실시예 1 및 실시예 2가 대물 렌즈(3)로 사용될 수 있다.
한편, 회절 격자 또는 회절 그레이팅(grating)(119)은 제2 반도체 레이저(112)로부터 나온 광속에 기초하여 0차 광, + 1차 광, 및 - 1차 광을 발생시킨다. 이 때, 0차 광선의 양은 ±1차 광보다 수배나 크게 된다. 후속해서, 각 차의 광이 정보 기록 표면(201)에 의해 반사되고, 최대 광량을 갖는 0차 광이 광 검출기(10)의 중앙 수광부(10a)에 입사되어서 초점 상태를 위한 검출에 사용된다. 한편, - 1차 광과 + 1차 광은 광 검출기의 주변 수광부(10b) 안으로 입사되어 궤적 오차를 위한 검출에 사용된다.
도3은 제2 실시예에 따른 광 픽업 장치의 개략적 구조도이다. 도3에 도시된 제2 실시예에서는 도2의 실시예에 비할 때 커플링 렌즈(120), 원통형 렌즈(117), 및 오목 렌즈(118)가 생략되고 비임 분할기가 평면 분할기(206)로 대체된 점만이 다르기 때문에 기타 다른 구조의 설명은 무시한다. 이와 관련하여, 역시 이하에서 설명하는 실시예 1 및 실시예 2가 대물 렌즈(3)로서 사용될 수 있다. 더욱이, 제1 및 제2 실시예에서, 정보 기록 표면(201)을 투명하게 제조함으로써 광 검출기(10)에 의해 투사광이 검출되게 하는 구조도 역시 가능하다.
이어서, 대물 렌즈(3)의 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
실시예 1의 대물 렌즈와 관련한 데이터를 [표 1]에 나타내었다. 이와 관련하여, 이하에서 나타내는 렌즈 데이터에 있어서 10의 지수(일례로, 2.5 ×10-3)는 E를 사용하여 표현한다(일례로, 2.5 ×E-3).
실시예 1
파장 λ(nm) 655 785
초점 거리 f (mm) 3.36 3.38
화상측 소정의 개구수 NA 0.60 0.47
i ri d1i d2i 재료
대물점
Figure 112001022215726-pat00004
Figure 112001022215726-pat00005
Figure 112001022215726-pat00006
1 2.200 2.200 올레핀 수지
2 -8.5402 1.728 1.367
3
Figure 112001022215726-pat00007
 0.600 1.200 PC
4
Figure 112001022215726-pat00008

첨자 1은 λ= 655nm 배를 나타내고, 첨자 2는 λ= 785nm 배를 나타낸다.
제1 표면(경계 hb = 1.5885)
제1 영역(0 ≤h < hb)
광 경로차 함수의 계수(광휘 파장 = 1mm)
B2 -3.6299E-02
B4 5.1186E-02
B6 -1.3732E+00
B8 3.5610E-01
B10 -3.5952E-02
비구면 계수
R 2.0456E+00
κ -9.8338E-01
A4 6.3487E-03
A6 -1.6489E-03
A8 6.3727E-04
A10 -8.1296E-05
제2 영역(hb ≤h)
광 경로차 함수의 계수(광휘 파장 = 1mm)
B0 2.8259E+00
B2 -1.1970E+00
B4 -6.1240E-01
B6 -1.2500E+00
B8 2.7435E-01
B10 4.5353E-04
비구면 계수
R 2.0445E+00
κ -1.0028E+00
A0 1.7890E-03
A4 6.0578E-03
A6 -2.2128E-03
A8 7.7587E-04
A10 -5.9207E-05
제5 표면
비구면 계수
κ 1.4634E+01
A4 1.0692E-02
A6 2.8299E-03
A8 -1.6221E-03
A10 2.3415E-04
도4는 실시예 1의 대물 렌즈의 단면도이고, 도5a 및 도5b는 실시예 1의 대물 렌즈의 종방향 구면 수차도이다. 도5a에 따르면, 정보의 기록 또는 재생이 광 디스크로서의 DVD 상에서 수행될 때, 구면 수차가 전체 개구수에 대해 미세하게 억제되어서, 적절한 점 광이 형성될 수 있다.
한편, 도5b에 따르면, 정보의 기록 또는 재생이 광 디스크로서의 CD-R 상에서 수행될 때, 구면 수차가 소정의 개구수(NA2)의 내측에서 미세하게 억제되어서 적절한 점 광이 형성될 수 있고, 소정의 개구수의 외측에서는 플레어 광이 형성될 수 있다.
[실시예 2]
실시예 2의 대물 렌즈(3)와 관련한 데이터를 [표 2]에 나타내었다.
실시예 2
파장 λ(nm) 655 785
초점 거리 f (mm) 3.36 3.36
화상측 소정의 개구수 NA 0.60 0.47
i ri d1i d2i 재료
대물점
Figure 112001022215726-pat00009
Figure 112001022215726-pat00010
Figure 112001022215726-pat00011
1 2.200 2.200 올레핀 수지
2 -8.1838 1.738 1.353
3
Figure 112001022215726-pat00012
 0.600 1.200 PC
4
Figure 112001022215726-pat00013

첨자 1은 λ= 655nm 배를 나타내고, 첨자 2는 λ= 785nm 배를 나타낸다.
제1 표면(경계 hb = 1.5885)
제1 영역(0 ≤h < hb)
광 경로차 함수의 계수(광휘 파장 = 1mm)
B2 -7.4570E+00
B4 -1.1222E+00
B6 -1.0023E+00
B8 3.8851E-01
B10 -6.2331E-02
비구면 계수
R 2.1417E+00
κ -1.0385E+00
A4 4.9605E-03
A6 -1.1764E-03
A8 6.7389E-04
A10 -1.1849E-04
제2 영역(hb ≤h)
광 경로차 함수의 계수(광휘 파장 = 1mm)
B0 7.8810E-01
B2 -2.6734E+00
B4 -6.5116E-01
B6 -1.2583E+00
B8 2.6767E-01
B10 -4.1770E-03
비구면 계수
R 2.0695E+00
κ -1.0275E+00
A0 1.6500E-04
A4 5.7251E-03
A6 -2.1795E-03
A8 7.7712E-04
A10 -7.0727E-05
제5 표면
비구면 계수
κ 1.4551E+01
A4 1.1869E-02
A6 2.7555E-03
A8 -1.6723E-03
A10 2.6001E-04
도6은 실시예 2의 대물 렌즈의 단면도이고, 도7a 및 도7b는 실시예 2의 대물 렌즈의 종방향 구면 수차도이다. 도7a에 따르면, 정보의 기록 또는 재생이 광 디스크로서의 DVD 상에서 수행될 때, 구면 수차가 전체 개구수에 대해 미세하게 억제되어서, 적절한 점 광이 형성될 수 있다.
한편, 도7b에 따르면, 정보의 기록 또는 재생이 광 디스크로서의 CD-R 상에서 수행될 때, 구면 수차가 소정의 개구수(NA2)의 내측에서 미세하게 억제되어서 적절한 점 광이 형성될 수 있고, 소정의 개구수의 외측에서는 플레어 광이 형성될 수 있다.
[표 3]은 실시예 1 및 실시예2의 대물 렌즈의 굴절 지수이고, [표 4]는 실시예 1 및 실시예 2의 대물 렌즈가 사용될 때에 정보 기록 표면(201, 도2 및 도3 참조) 상에 형성된 플레어 광의 내경 D2와 외경 D1을 나타내는 것이다.
굴절 지수
파장 655nm 785nm
올레핀 수지 1.52915 1.52541
PC 1.57752 1.57063

정보 기록 표면상의 플레어 직경 (파장 785nm)
실시예 1 실시예 2
내경 D2 (㎛) 0 18
외경 D1 (㎛) 101 101

본 발명에 따르면, 소수의 광학 부재 또는 대물 렌즈가 사용되었지만, 정보의 기록 및/또는 재생이 두께가 다른 광 정보 기록 매체 상에서 수행되게 할 수 있고 오검출이 억제되게 할 수 있는 광 픽업 장치 및 이 장치용의 대물 렌즈가 제공될 수 있다.

Claims (24)

  1. 적어도 2종의 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 그 매체에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치에 있어서,
    제1 파장 λ1을 갖는 제1 광속을 발산하는 제1 광원과,
    제2 파장 λ2(λ2 > λ1)를 갖는 제2 광속을 발산하는 제2 광원과,
    제1 광원으로부터 발산된 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 기록 표면으로 집중시키고 또한 제2 광원으로부터 발산된 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 기록 표면으로 집중시키기 위한 것으로, 회절부가 마련된 대물 렌즈를 구비하는 집중 광학 시스템과,
    상기 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사 광속 및/또는 투사 광속을 받기 위한 광학 검출기를 포함하고;
    상기 제1 광속은 두께가 t1인 투명 기판을 포함하는 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고, 상기 제2 광속은 두께가 t2(t2 > t1)인 투명 기판을 포함하는 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고;
    개구수 NA1이 대물 렌즈의 화상 측에서의 개구수이고 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 필요할 때, 집중 광학 시스템은 제1 광속을 파면 수차가 0.07λ1 rms 이하인 조건에서 개구수 NA1 범위 내에서 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고, 또한 개구수 NA2(NA2 < NA1)가 대물 렌즈의 화상 측에서의 개구수이고 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 필요할 때, 집중 광학 시스템은 개구수 NA2 내측을 통과하는 제2 광속의 내부 광속을 파면 수차가 0.07λ2 rms 이하인 조건에서 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고;
    상기 광학 검출기는 초점 상태를 검출하기 위한 중앙 수광부와, 궤적 오차를 검출하기 위해 상기 중앙 수광부 둘레에 배치되는 주변 수광부를 포함하고, 정보가 제2 광 정보 기록 매체로부터 재생되거나 또는 그 매체에 기록될 때 상기 집중 광학 시스템은 개구수 NA2 외측을 통과하는 제2 광속의 외부 광속을 링형 광속으로 형성하고, 상기 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 상기 링형 광속의 반사 광속 또는 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 상기 링형 광속의 투사 광속이 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 링형 광속의 내주연부는 주변 수광부의 최내측 가장자리의 내측에 위치되고 상기 링형 광속의 외주연부는 주변 수광부의 최외측 가장자리의 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서, 링형 광속의 정보 기록 표면상에서의 내경이 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 링형 광속의 내경이 10 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  5. 제1항에 있어서, 정보가 제2 광 정보 기록 매체로부터 재생되거나 그 매체에 기록될 때에, 제2 광속이 개구수 NA2의 내측을 통과하는 내부 제2 광속과 개구수 NA2의 외측을 통과하는 외부 제2 광속으로 분리되고, 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 외부 제2 광속의 반사 광속 및/또는 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 외부 제2 광속의 투사 광속이 링형 광속 형상으로 형성되고, 링형 광속의 내주연부가 중앙 수광부의 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제1항에 있어서, (D1 - D2)/2 > 15㎛의 공식(여기서, D1은 정보 기록 표면상에서의 링형 광속의 외경이고, D2는 정보 기록 표면상에서의 링형 광속의 내경임)을 충족시키는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 제1항에 있어서, 제1 광속이 대물 렌즈를 통과 한 후에 제1 광 정보 기록 매체로부터 반사된 제1 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 제1 광속의 투사 광속과, 제2 광속이 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 내측을 통과 한 후에 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 제2 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 제2 광속의 투사 광속이, 중앙 수광부에 점 광의 형태로 조사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  8. 적어도 2종의 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 그 매체에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치용의 대물 렌즈에 있어서,
    상기 광 픽업 장치는, 제1 파장 λ1을 갖는 제1 광속을 발산하는 제1 광원과, 제2 파장 λ2(λ2 > λ1)를 갖는 제2 광속을 발산하는 제2 광원과, 제1 광원으로부터 발산된 제1 광속을 제1 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 기록 표면으로 집중시키고 또한 제2 광원으로부터 발산된 제2 광속을 제2 광 정보 기록 매체의 투명 기판을 통해서 기록 표면으로 집중시키기 위한 것으로 회절부가 마련된 대물 렌즈를 구비하는 집중 광학 시스템과, 상기 제1 및 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사 광속 및/또는 투사 광속을 받기 위한 광학 검출기를 포함하고;
    상기 제1 광속은 두께가 t1인 투명 기판을 포함하는 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고, 상기 제2 광속은 두께가 t2(t2 > t1)인 투명 기판을 포함하는 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 조사되고;
    개구수 NA1이 대물 렌즈의 화상 측에서의 개구수이고 제1 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 필요할 때, 집중 광학 시스템은 제1 광속을 파면 수차가 0.07λ1 rms 이하인 조건에서 개구수 NA1 범위 내에서 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고, 또한 개구수 NA2(NA2 < NA1)가 대물 렌즈의 화상 측에서의 개구수이고 제2 광 정보 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 그 매체에 정보를 기록하기 위하여 필요할 때, 집중 광학 시스템은 개구수 NA2 내측을 통과하는 제2 광속의 내부 광속을 파면 수차가 0.07λ2 rms 이하인 조건에서 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록 표면상에 집중시키고;
    상기 광학 검출기는 초점 상태를 검출하기 위한 중앙 수광부와, 궤적 오차를 검출하기 위해 상기 중앙 수광부 둘레에 배치되는 주변 수광부를 포함하고, 정보가 제2 광 정보 기록 매체로부터 재생되거나 또는 그 매체에 기록될 때 상기 집중 광학 시스템은 개구수 NA2 외측을 통과하는 제2 광속의 외부 광속을 링형 광속으로 형성하고, 상기 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 상기 링형 광속의 반사 광속 또는 상기 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 상기 링형 광속의 투사 광속이 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 링형 광속의 내주연부는 주변 수광부의 최내측 가장자리의 내측에 위치되고 상기 링형 광속의 외주연부는 주변 수광부의 최외측 가장자리의 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  10. 제9항에 있어서, 링형 광속의 정보 기록 표면상에서의 내경이 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 링형 광속의 내경이 10 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  12. 제8항에 있어서, 정보가 제2 광 정보 기록 매체로부터 재생되거나 그 매체에 기록될 때에, 제2 광속이 개구수 NA2의 내측을 통과하는 내부 제2 광속과 개구수 NA2의 외측을 통과하는 외부 제2 광속으로 분리되고, 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 외부 제2 광속의 반사 광속 및/또는 제2 광 정보 기록 매체를 통해서 투사된 외부 제2 광속의 투사 광속이 링형 광속 형상으로 형성되고, 링형 광속의 내주연부가 중앙 수광부의 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  13. 제8항에 있어서, (D1 - D2)/2 > 15㎛의 공식(여기서, D1은 정보 기록 표면상에서의 링형 광속의 외경이고, D2는 정보 기록 표면상에서의 링형 광속의 내경임)이 충족시키는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  14. 제8항에 있어서, 제1 광속이 대물 렌즈를 통과 한 후에 제1 광 정보 기록 매체로부터 반사된 제1 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 제1 광속의 투사 광속과, 제2 광속이 대물 렌즈의 소정의 개구수 NA2의 내측을 통과 한 후에 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 제2 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 제2 광속의 투사 광속이, 중앙 수광부에 점 광의 형태로 조사되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  15. 제1항에 있어서, n차 및 m차 광속을 포함하는 다수의 다른 차수의 광속을 제2 광속에 기초하여 발생시키는 광학 부재를 더 포함하고, n차 광속이 대물 렌즈의 개구수 NA2의 내측을 통과한 후에는 중앙 수광부가 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 n차 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 n차 광속의 투사 광속을 받고, m차 광속이 대물 렌즈의 개구수 NA2의 외측을 통과한 후에는 주변 수광부가 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 m차 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 m차 광속의 투사 광속을 받는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  16. 제15항에 있어서, n차 광속이 대물 렌즈의 개구수 NA2의 외측을 통과한 후에는 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 n차 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 n차 광속의 투사 광속이 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 광학 부재는 제2 광원과 집중 광학 시스템 사이에 제공된 회절 그레이팅인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  18. 제8항에 있어서, 상기 광 픽업 장치가, n차 및 m차 광속을 포함하는 다수의 다른 차수의 광속을 제2 광속에 기초하여 발생시키는 광학 부재를 더 포함하고, n차 광속이 대물 렌즈의 개구수 NA2의 내측을 통과한 후에는 중앙 수광부가 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 n차 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 n차 광속의 투사 광속을 받고, m차 광속이 대물 렌즈의 개구수 NA2의 외측을 통과한 후에는 주변 수광부가 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 m차 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 m차 광속의 투사 광속을 받는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  19. 제18항에 있어서, n차 광속이 대물 렌즈의 개구수 NA2의 외측을 통과한 후에는 제2 광 정보 기록 매체로부터 반사된 n차 광속의 반사 광속 및/또는 그 매체를 통해 투사되는 n차 광속의 투사 광속이 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  20. 제18항에 있어서, 상기 광학 부재는 제2 광원과 집중 광학 시스템 사이에 제공된 회절 그레이팅인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  21. 제1항에 있어서, 상기 주변 수광부는 중앙 수광부의 양측에 배치된 2개의 주변 수광부로 구성되고, 상기 링형 광속은 상기 2개의 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 광 픽업 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 2개의 주변 수광부는 중앙 수광부로부터 등간격으로 배열되는 광 픽업 장치.
  23. 제8항에 있어서, 상기 주변 수광부는 중앙 수광부의 양측에 배치된 2개의 주변 수광부로 구성되고, 상기 링형 광속은 상기 2개의 주변 수광부의 전체 표면을 덮도록 조사되는 대물 렌즈.
  24. 제23항에 있어서, 상기 2개의 주변 수광부는 중앙 수광부로부터 등간격으로 배열되는 대물 렌즈.
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