KR100801792B1 - 광픽업 장치 및 대물 렌즈 - Google Patents

Abstract

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 장치가 파장 λ1의 제1 광속을 출사하는 제1 광원, 파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원, 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을 상기 제1 광정보 기록 매체 혹은 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 대물 렌즈를 갖는 집광 광학계, 및 상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고, 상기 집광 광학계는 적어도 하나의 면인 유효 직경 전체면 혹은 대략 유효 직경 전체면에 회절부를 가지고 있으며, 상기 집광 광학계는 상기 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제1 정보 기록면 상에 집광하고, 상기 집광 광학계는 상기 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제2 정보 기록면 상에 집광하고, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

차폐부, 콜리메이터, 대물 렌즈, 조리개, 광디스크

Description

광 픽업 장치 및 대물 렌즈{OPTICAL PICK-UP APPARATUS, AND OBJECTIVE LENS}

도1은 본 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개략 구성도.

도2는 제1 실시예의 대물 렌즈의 단면도.

도3은 제1 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도.

도4는 제2 실시예의 대물 렌즈의 단면도.

도5는 제2 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도.

도6은 제3 실시예의 대물 렌즈의 단면도.

도7은 제3 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도.

도8의 (a)는 일체형 수광 수단의 수광면을 도시하고, 도8의 (b)는 별개의 부재형 수광 수단의 수광면을 도시한 모식도.

도9는 회절 고리띠를 마련한 광학 소자로서의 렌즈의 예를 도시한 모식도.

도10은 본 발명에 의한 실시 형태의 광픽업 장치의 구성을 도시한 광로도.

도11은 본 발명의 실시 형태에 관한 제4 실시예의 대물 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚에 대한 구면수차도.

도12는 제1 실시예의 대물 렌즈의 도11의 경우의 광로도.

도13은 제1 실시예의 대물 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚에 대한 구면수차 도.

도14는 제4 실시예의 대물 렌즈의 도13의 경우의 광로도.

도15는 본 발명의 실시 형태에 관한 제5 실시예의 대물 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚에 대한 구면수차도.

도16은 제5 실시예의 대물 렌즈의 도15의 경우의 광로도.

도17은 제5 실시예의 대물 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚에 대한 구면수차도.

도18은 본 발명의 실시 형태에 관한 제6 실시예의 대물 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚에 대한 구면수차도.

도19는 제6 실시예의 대물 렌즈의 도18의 경우의 광로도.

도20은 제6 실시예의 대물 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚에 대한 구면수차도.

도21은 본 발명의 실시 형태에 관한 제7 실시예의 대물 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚에 대한 구면수차도.

도22는 제7 실시예의 대물 렌즈의 도21의 경우의 광로도.

도23은 제7 실시예의 대물 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚에 대한 구면수차도.

도24는 본 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개략 구성도.

도25의 (a)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도25의 (b)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도.

도26의 (a)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도26의 (b)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도.

도27의 (a)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도27의 (b)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도.

도28의 (a)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도28의 (b)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도.

도29의 (a)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도29의 (b)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도.

도30의 (a)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도30의 (b)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도.

도31의 (a)는 제11 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도31의 (b)는 제11 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도.

도32의 (a)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도32의 (b)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도.

도33의 (a)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도33의 (b)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도.

도34의 (a)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도34의 (b)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도.

도35는 본 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개략 구성도.

도36은 제13 실시예의 대물 렌즈의 단면도.

도37은 제13 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 DVD 사양의 구면수차도.

도38은 제13 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 CD 사양의 구면수차도.

도39는 제14 실시예의 대물 렌즈의 단면도.

도40은 제14 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 DVD 사양의 구면수차도.

도41은 제14 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 CD 사양의 구면수차도.

도42는 제13 실시예의 대물 렌즈로, CD에 대해 정보 기록 또는 재생을 행할 때의 개구 NA0.5 이상인 광속의 스폿 다이어그램.

도43은 회절 고리띠를 마련한 광학 소자로서의 렌즈의 예를 도시한 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 차폐부(차폐 수단)

13 : 콜리메이터

16 : 대물 렌즈

17 : 조리개

20 : 광디스크

21 : 투명 기판

22 : 정보 기록면

30 : 광검출기

111 : 제1 반도체 레이저

112 : 제2 반도체 레이저

120 : 빔분할기

150 : 2차원 작동기

180 : 원통형 렌즈

본 발명은 광픽업 장치 및 광학 소자 및 대물 렌즈에 관한 것으로, 특히 투명 기판의 두께가 다른 2개의 광정보 기록 매체에 정보 기록 및/또는 투명 기판의 두께가 다른 2개의 광정보 기록 매체에 정보 재생이 가능한 광픽업 장치 및 그에 이용하는 광학 소자 및 대물 렌즈에 관한 것이다.

최근, 단파장 적색 반도체 레이저 실용화에 수반하여, 종래의 광디스크 즉 광정보 기록 매체인 CD(콤팩트 디스크)와 동일한 정도의 크기로 대용량화시킨 고밀도의 광디스크인 DVD(디지탈 비디오 디스크)의 개발이 진행되고 있다. 이러한 광디스크 등을 매체로 한 광정보 기록 재생 장치의 광학계에 있어서, 기록 신호의 고밀도화를 도모하기 위해, 대물 렌즈가 기록 매체 상에 집광하는 스폿을 작게하는 것이 요구되고 있다. 이로 인해, 광원인 레이저의 단파장화와 대물 렌즈의 고(高)NA화가 도모되고 있다고 하는 실정이 있다.

예를 들어, DVD에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 있어서는 635㎚의 단파장 반도체 레이저를 광원으로서 사용한 때, 이러한 레이저광을 집광시키는 대물 렌즈의 광디스크측의 개구수(NA)를 약 0.6으로 하고 있다. 또, CD, DVD 중에도 다양한 규격의 광디스크, 예를 들어 CD-R(추기형 콤팩트 디스크) 등이 있으며, CD, DVD 외에도 MD (미니 디스크) 등도 상품화되어 보급하고 있다.

한편, CD-R에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광픽업 장치에 있어서는 파장 λ=780㎚인 광원이 필요해지지만, 다른 광디스크에 있어서는 특정한 광원 파장 이외의 파장의 광원을 사용할 수 있고, 이러한 경우 사용하는 광원 파장(λ)에 따라서 필요 개구수(NA)가 변하도록 되어 있다. 예를 들어, CD의 경우는 필요 개구수 NA=λ(㎛)/1.73, DVD의 경우는 필요 개구수 NA=λ(㎛)/1.06에서 근사된 다. 본 명세서에서 말하는 개구수는 광디스크측으로부터 본 집광 광학계의 개구수이며, 필요 개구수라 함은 광디스크의 기록면 상에서 요구되는 스폿 사이즈(d)와 사용 파장(λ)으로부터 산출되는 개구수이며, 일반적으로는 NA=0.83×λ÷d이다.

이와 같이 시장에는 투명 기판 두께, 기록 밀도, 사용 파장 등이 다른 다양한 광디스크가 존재하지만, 각각의 광디스크에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 행할 수 있는 전용의 정보 기록 재생 장치를 구입하는 것은 사용자에게 있어서 큰 부담이 된다. 그래서, 다양한 광디스크에 대응할 수 있는 호환성이 있는 광픽업 장치를 구비한 정보 기록 재생 장치가 제안되어 있다.

이러한 광픽업 장치에 있어서는 파장이 다른 광속을 두께가 다른 기판에 입사시킨 때, 구면수차를 소정량 이하로 보정할 필요가 있는 동시에, 정보의 기록 및 판독을 적절한 것으로 하기 위해, 각 광속의 스폿 직경도 소정의 범위 내로 모을 필요가 있다.

그래서, 하나의 집광 광학계를 이용하여 복수의 광디스크를 재생하는 광픽업 장치가 제안되어 있다. 예를 들어 일본 특허 공개 평7-302437호 공보에는 대물 렌즈의 굴절면을 링형 복수 영역으로 분할하고, 각각의 분할면이 두께가 다른 광디스크 중 하나에 빔을 결상(結像)시킴으로써 재생하는 광픽업 장치가 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허 공개 평7-302437호 공보에 개시된 광픽업 장치는 하나의 대물 렌즈로 동시에 2개 이상의 촛점을 가지므로, 1개당 촛점의 스폿 광량이 감소하므로, 레이저 출력을 크게 할 필요가 있다고 하는 문제가 있다.

한편, 일본 특허 공개 평10-142494호에서는 투명 기판 두께가 다른 2 종류의 정보 기록 매체에 대응할 수 있는 2매 구성의 픽업용 고NA 렌즈가 개시되어 있다. 그러나, 상기한 출원에 개시된 기술에서는 2매의 렌즈의 간격을 변화시켜 두께가 다른 투명 기판에 대응시키므로, 구조가 복잡해져 버린다고 하는 문제가 있다.

또한, 일본 특허 공개 평9-54973호 공보에는 635㎚를 투과광(0차 회절광), 785㎚는 -1차 회절광을 이용한 홀로그램 광학 소자를 이용한 광학계 및 635㎚을 ＋1차 회절광, 785㎚는 투과광(0차 회절광)을 이용한 홀로그램 광학 소자를 이용한 광학계가 개시되어 있다. 그러나, 이 홀로그램 광학 소자에 따르면, 홀로그램의 단차가 깊어 대물 렌즈와의 일체화가 곤란하다.

그리고, 일본 특허 공개 평11-96585호 공보에는 대물 렌즈의 광원측의 굴절면에 3개의 분할면을 형성하고, 제1 광디스크의 재생시에는 제1 분할면 및 제3 분할면을 통과하는 광속을 이용해 투명 기판의 두께가 제1 광디스크와 다른 제2 광디스크의 재생시에는 제1 분할면 및 제2 분할면을 통과하는 광속을 이용하는 광픽업 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이 대물 렌즈에 따르면, 투명 기판이 두꺼운 쪽의 광디스크(예를 들어, CD)에서 잔류 수차가 커져 버린다.

또한, 본 발명자 등은 먼저, 일본 특허 출원 평11-312701호에 있어서, 굴절면 상에 회절 고리띠를 마련한 대물 렌즈에 의해 파장이 다른 복수의 광원에 대해 회절면과 굴절면과의 작용을 상쇄시켜 구면수차를 보정하도록 한 광픽업 장치를 제안했다. 이 경우, 파장이 짧은 쪽의 광원에 있어서 파장이 변화되면 색수차가 발생해 버리는 경우가 있다.

또한 상기 목적은 이하의 바람직한 구성에 의해서도 달성할 수 있다.

그런데, 통상 광픽업 장치에는 광정보 기록 매체로부터 반사한 빛을 받음으로써, 트래킹 에러 등을 검출하는 검출기가 설치되어 있다. 종래의 광픽업 장치이면, 광정보 기록 매체로부터 반사되는 것은 스폿광뿐이므로, 광정보 기록 매체 상의 바람직한 기록 위치에 스폿광이 조사되는 한, 검출기에 있어서 오검출할 우려는 낮다. 그런데, 상술한 대물 렌즈를 통과하면, 소정 개구수 이상의 광속에 대해서는 플레어광으로서 광정보 기록 매체 상에 조사되므로, 그 반사광이 검출기에 검출되면 오검출의 우려가 발생한다.

이에 대해, 다른 광디스크 각각에 대응한 별개의 집광 광학계를 구비하여, 재생하는 광디스크에 의해 집광 광학계를 절환하도록 한 광픽업 장치가 제안되어 있다. 이러한 광픽업 장치에 따르면, 파장이 다른 광속을 두께가 다른 기판에 입사시킨 때, 구면수차를 소정량 이하로 보정할 수 있어 각 광속의 스폿 직경도 소정의 범위 내로 모을 수 있다. 그러나, 이 광픽업 장치에서는 집광 광학계가 복수 필요해지므로 구성이 복잡해지고, 고비용화를 초래하므로 바람직하지 않다.

본 발명은 적은 수의 광학 소자 또는 대물 렌즈를 사용하고 있음에도 불구하고, 두께가 다른 정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 및/또는 재생(이하, 단위 기록 재생이라고도 함)을 가능하게 하는 광픽업 장치 및 그에 이용하는 대물 렌즈 및 광학 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 두께가 다른 정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 가능하게 하는 광픽업 장치에 있어서, 필요 개구수가 작은 쪽의 정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생시에 있어서도, 광검출기로의 불필요광의 조사 를 방지 할 수 있어 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 서로 다른 적어도 2개의 파장의 광원에 의해 두께가 다른 투명 기판을 갖는 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체를 재생 또는 기록할 수 있고, 투명 기판의 얇은 광정보 기록 매체에 대해 색수차를 저감시키는 동시에 투명 기판의 두꺼운 광정보 기록 매체에 대해 잔류 수차를 반감할 수 있도록 한 대물 렌즈, 및 이러한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계를 갖는 광픽업 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 2매 구성의 고NA 대물 렌즈로써, 렌즈 간격을 변화시키지 않더라도 두께가 다른 정보 기록 매체에 대응할 수 있는 대물 렌즈 및 그 대물 렌즈를 탑재한 광픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 적은 수의 광학 소자 또는 대물 렌즈를 사용하고 있음에도 불구하고, 두께가 다른 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 및/또는 재생(이하, 단순히 기록 재생이라고도 함)을 가능하게 하고, 게다가 오검출을 억제할 수 있는 광픽업 장치에 적합한 광학 소자 및 이러한 광학 소자를 이용한 광픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 이하의 구성에 의해 달성할 수 있다.

(1-1) 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 장치가,

파장 λ1의 제1 광속을 출사하는 제1 광원,

파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원,

상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을, 상기 제1 광정보 기록 매체 혹은 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계-상기 광학계는 대물 렌즈를 가짐-, 및

상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 집광 광학계는 적어도 하나의 면의 유효 직경 전체면 혹은 대략 유효 직경 전체면에 회절부를 갖고 있으며,

상기 집광 광학계는 상기 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제1 정보 기록면 상에 집광하고,

상기 집광 광학계는 상기 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제2 정보 기록면 상에 집광하고,

상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

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

m=n

(1-3) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절부의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터의 상기 광축과 수직 방향의 거리), dø(h)/dh를 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속으로 함으로써, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하므로, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-4) (1-3)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 dø(h)/dh가 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 h의 내측에 형성된 상기 회절부의 회절 고리띠 중, 가장 외측의 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 회절 고리띠에 인접하고, 상기 h의 외측에 형성된 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향인 폭보다 작다.

(1-5) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 상기 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1>NA2)라 한 때에,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이상, NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 스폿 직경이 w2 이상, w1 이하이며, 이하의 조건을 충족시킨다.

10㎛≤w2≤50㎛

20㎛≤w1-w2≤110㎛

(1-6) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절부는 상기 대물 렌즈의 면에 설치되어 있으며,

상기 대물 렌즈의 광축 방향의 길이를 x 좌표, 상기 대물 렌즈의 광축과 수직 방향의 높이를 h 좌표라 한 때에, 상기 대물 렌즈의 모(母)비구면에 있어서 dx/dh에 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 마련함으로써, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하므로, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-7) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절부는 상기 대물 렌즈의 면에 설치되어 있으며,

상기 대물 렌즈가 유효 직경면 내에 적어도 하나의 단차를 가짐으로써,

상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하므로, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-8) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 상기 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1>NA2)라 한 때에,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제1 광정보 기록 매체의 상기 제1 투명 기판을 통과한 때의 상기 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하이다.

(1-9) (1-8)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버에 있어서, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 한 때에,

0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms

이다.

(1-10) (1-8)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제1 광정보 기록 매체의 상기 제1 투명 기판을 통과한 때의 상기 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차의 3차 구면수차 성분의 절대치를 WSA1λ1rms라 한 때에,

WSA1≤0.04λ1rms

이다.

(1-11) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때, 구면수차가 두 군데 이상의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-12) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정(正)굴절력의 싱글 렌즈이다.

(1-13) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어진다.

(1-14) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절부의 적어도 하나의 회절 고리띠가 이하의 조건을 충족시킨다.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단, p_i는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의, 상기 광축에 수직인 방향의 폭

(1-15) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, NA 0.60의 광선이 통과하는 상기 회절부의 회절 고리띠의 번호 m이,

22≤m≤32

를 충족시킨다.

단, 회절 고리띠의 번호는 상기 회절부를 갖는 면의 광축상의 회절 고리띠를 1이라 하여, 순서대로 외측으로 센다.

(1-16) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 상기 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1>NA2)라 한 때에,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제1 광정보 기록 매체의 상기 제1 투명 기판을 통과한 때의 상기 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

NA2 이상인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms보다 크다.

(1-17) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서,

0.43≤NAZ≤0.53고 했을 때에,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상, NA 0.7 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 구면수차량이,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 미만인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 구면수차량보다도 10λ2 이상 크다.

(1-18) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 광검출기는 수광면을 갖고,

0.43≤NAZ≤0.53이라고 했을 때에,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 미만인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때에, 상기 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 상기 광검출기의 상기 수광면 내에 포함되고,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때에, 상기 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 상기 광검출기의 상기 수광면을 제외한 주위에 조사된다.

(1-19) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 광검출기는 중앙 수광면 과 주변 수광면을 갖고,

0.43≤NAZ≤0.53고 했을 때에,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때에, 상기 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 상기 광검출기의 상기 중심 수광면을 제외한 주변 수광면 혹은 그 주위에 조사된다.

(1-20) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절부는 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고,

상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 0이 아니며, 또한 절대치가 서로 다르다.

(1-21) (1-1)에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 회절부는 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고, 상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 다르며, 0이 아니다.

(1-22) 투명 기판을 갖는 광정보 기록 매체의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치용의 대물 렌즈가 적어도 하나의 면을 갖고,

상기 대물 렌즈의 상기 면의 유효 직경 전체면, 또는 대략 유효 직경 전체면에 회절부가 마련되어 있으며, 상기 대물 렌즈는 소정의 파장의 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 m차 회절광을 소정의 두께의 투명 기판을 거쳐서 집광했을 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-23) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 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 장치이며,

상기 대물 렌즈는 파장 λ1의 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 광픽업 장치가 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있 도록 상기 제1 정보 기록면 상에 집광할 수 있고,

상기 대물 렌즈는 파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 광픽업 장치가 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 수 있고,

상기 대물 렌즈가 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-24) (1-23)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 이하의 조건식을 충족시킨다.

m=n

(1-25) (1-23)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 회절부의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), d ø(h)/dh를 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속으로 함으로써, 상기 대물 렌즈가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집 광할 때에 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-26) (1-25)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 dø(h)/dh가 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 h의 내측에 형성된 상기 회절부의 회절 고리띠 중, 가장 외측의 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 회절 고리띠에 인접하여, 상기 h의 외측에 형성된 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향인 폭보다 작다.

(1-27) (1-23)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광축 방향의 길이를 x 좌표, 상기 대물 렌즈의 광축과 수직 방향의 높이를 h 좌표라 한 때에, 상기 대물 렌즈의 모비구면에 있어서, dx/dh에 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부가 마련되어 있다.

(1-28) (1-23)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈가 유효 직경면 내에 적어도 하나의 단차를 갖는다.

(1-29) (1-23)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 구면수차가 두 군데 이상의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

(1-30) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 싱글 렌즈이다.

(1-31) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어진다.

(1-32) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 회절부의 적어도 하나의 회절 고리띠가 이하의 조건을 충족시킨다.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단, p_i는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 상기 광축에 수직인 방향의 폭이다.

(1-33) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절부의 회절 고리띠의 번호 m이,

22≤m≤32

를 충족시킨다.

단, 회절 고리띠의 번호는 상기 회절부를 갖는 면의 광축 상의 회절 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 센다.

(1-34) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 회절부는 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고, 상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 0이 아니며, 또한 절대치가 서로 다르다.

(1-35) (1-22)에 기재된 대물 렌즈에 있어서, 상기 회절부는 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고, 상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대 해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 같고, 0이 아니다.

(1-36) 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 광정보 기록 매체 기록 및/또는 재생 장치가 광픽업 장치를 갖고, 상기 광픽업 장치가,

파장 λ1의 제1 광속을 출사하는 제1 광원,

파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원,

상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을 상기 제1 광정보 기록 매체 혹은 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계-상기 광학계는 대물 렌즈를 가짐-, 및

상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고, 상기 집광 광학계는 적어도 하나의 면의 유효 직경 전체면, 또는 대략 유효 직경 전체면에 회절부를 가지고 있으며,

상기 집광 광학계는 상기 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제1 정보 기록면 상에 집광하고, 상기 집광 광학계는 상기 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 상기 제2 정보 기록면 상에 집광하고, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

또한, 상기 목적은 이하의 바람직한 구성에 의해서도 달성할 수 있다.

(2-1) 광픽업 장치에 사용 가능한 광학 소자에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

상기 회절면의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), 소정 거리(h)의 부위에서 dø(h)/dh가 불연속 또는 실질적으로 불연속인 함수인 광학 소자.

(2-2) 상기 소정 거리(h)의 내측에 형성된 고리띠 중 가장 외측의 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 고리띠에 인접하고, 또한 상기 소정 거리(h)의 외측에 형성된 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭보다 작은 (2-1)에 기재된 광학 소자.

(2-3) 상기 광학 소자를 거쳐서, 투명 기판 두께(t2)의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 상기 소정 거리(h) 이하의 개구수(NA)에서는 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차는 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작은 (2-1) 또는 (2-2)에 기재된 광학 소자.

(2-4) 상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어, 어떤 i 번째 회절 고리띠가 다음식을 충족시키는 (2-1) 내지 (2-3) 중 어느 한 항에 기 재된 광학 소자.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 광축에 수직인 방향의 폭.

(2-5) 광픽업 장치에 사용 가능한 광학 소자에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 어떤 i 번째의 회절 고리띠가 다음식을 충족시키는 광학 소자.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 광축에 수직인 방향의 폭.

(2-6) NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

22≤m≤32

를 만족시키는 (2-1) 내지 (2-5) 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자. 단, 회절 고리띠의 번호는 광축 상의 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 센다.

(2-7) 광픽업 장치에 사용 가능한 광학 소자에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

22≤m≤32

를 만족시키는 광학 소자.

단, 회절 고리띠의 번호는 광축상의 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 센다.

(2-8) 상기 광선은 파장 630 내지 665㎚의 범위 내에서, 대략 평행한 광속으로 상기 광학 소자에 입사되는 (2-6) 또는 (2-7)에 기재된 광학 소자.

(2-9) 상기 광학 소자는 대물 렌즈인 (2-1) 내지 (2-8) 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자.

(2-10) 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 서로 다른 적어도 2개의 제1 및 제2 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈로써,

서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고,

서로 다른 2개의 광정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(tl<t2)라 하고,

파장 λ1의 광속에 의해, 투명 기판의 두께 t1의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측(像側)의 필요 개구수를 NA1이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해, 투명 기판의 두께 t2의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NA2(NA1≥NA2)라 한 때,

파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 필요 개구수 NA1의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며,

또한, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 필요 개구수 NA2의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

또한, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해 필요 개구수 NA2 이상의 광속을 플레어로 하는 대물 렌즈.

(2-11) 상기 대물 렌즈를 거쳐서 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 개구수 NA2 이상 NA1 이하의 광속이 정보 기록면 상에서는 직경 w2 이상 w1 이하의 범위에 분포하고,

10㎛≤w2≤50㎛

20㎛≤w1-w2≤110㎛

를 충족시키는 (2-10)에 기재된 대물 렌즈.

(2-12) 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

상기 회절면의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), 소정 거리(h)의 부위에서 dø(h)/dh가 불연속 또는 실질적으로 불연속인 함수인 (2-10) 또는 (2-11)에 기재된 대물 렌즈.

(2-13) 상기 소정 거리(h)의 내측에 형성된 고리띠 중 가장 외측의 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 고리띠에 인접하고, 또한 상 기 소정 거리(h)의 외측에 형성된 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭보다 작은 (2-12)에 기재된 대물 렌즈.

(2-14) 상기 대물 렌즈를 거쳐서, 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 상기 소정 거리(h) 이하의 개구수(NA)에서는 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차는 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작은 (2-12) 또는 (2-13)에 기재된 대물 렌즈.

(2-15) 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어, 어떤 i 번째 회절 고리띠가 다음식을 만족시키는 (2-10) 내지 (2-14) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의, 광축에 수직인 방향의 폭.

(2-16) NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이

22≤m≤32

를 만족시키는 (2-10) 내지 (2-15) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

(2-17) 상기 파장 λ1은 630 내지 665㎚의 범위에 있으며, 상기 파장 λ2는 750 내지 8l0㎚의 범위에 있으며, 상기 두께 t1은 0.6㎜이며, 상기 두께 t2는 1.2㎜ 인 (2-10) 내지 (2-16) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

(2-18) 상기 제1 광정보 기록 매체는 DVD이며, 상기 제2 광정보 기록 매체는 CD인 (2-10) 내지 (2-17) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

(2-19) 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 서로 다른 적어도 2개의 제1 및 제2 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치로써, 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고,

서로 다른 2개의 광정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(tl<t2)라 하고,

파장 λ1의 광속에 의해, 투명 기판의 두께 t1의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NA1이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NA2(NA1≥NA2)라 한 때,

파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 필요 개구수 NA1의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며,

또한, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 필요 개구수 NA2의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해 필요 개구수 NA2 이상의 광속을 플레어로 하는 광픽업 장치.

(2-20) 상기 대물 렌즈를 거쳐서, 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 개구수 NA2 이상 NAl 이하의 광속이 정보 기록면 상에서는 직경 w2 이상 w1 이하의 범위에 분포하고,

10㎛≤w2≤50㎛

20㎛≤w1-w2≤110㎛

를 만족시키는 (2-19)에 기재된 광픽업 장치.

(2-21) 상기 회절면의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), 소정 거리(h)의 부위에서 dø(h)/dh가 불연속 또는 실질적으로 불연속인 함수인 (2-19) 또는 (2-20)에 기재된 광픽업 장치.

(2-22) 상기 소정 거리(h)의 내측에 형성된 고리띠 중 가장 외측의 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 고리띠에 인접하고, 또한 상기 소정 거리(h)의 외측에 형성된 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭보다 작은 (2-21)에 기재된 광픽업 장치.

(2-23) 상기 대물 렌즈를 거쳐서, 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 상기 소정 거리(h) 이하의 개구수(NA)에서는 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차는 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작은 (2-21) 또는 (2-22)에 기재된 광픽업 장치.

(2-24) 상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어, 어떤 i 번째 회절 고리띠가 다음식을 만족시키는 (2-19) 내지 (2-23) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의, 광축에 수직인 방향의 폭.

(2-25) NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

22≤m≤32

를 만족시키는 (2-19) 내지 (2-24) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(2-26) 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대한 대물 렌즈의 물점과, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대한 대물 렌즈의 물점이 광학적으로 동등한 거리에 있는 (2-19) 내지 (2-25) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(2-27) 상기 파장 λ1은 630 내지 665㎚의 범위에 있으며, 상기 파장 λ2는 750 내지 810㎚의 범위에 있으며, 상기 두께 t1은 0.6㎜이며, 상기 두께 t2는 1.2㎜인 (2-19) 내지 (2-26) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(2-28) 상기 제1 광정보 기록 매체는 DVD이며, 상기 제2 광정보 기록 매체는 CD인 (2-19) 내지 (2-27) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(2-29) 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

상기 대물 렌즈를 개구수(NA)가 0.5 내지 0.7의 범위에 있어서의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량은 개구수(NA)가 0.5 미만에 있어서의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량보다도, 10λ2 내지 100λ2 이상 큰 대물 렌즈.

(2-30) 투명 기판의 두께가 서로 다른 2개의 광정보 기록 매체에 따라서, 다른 기준 파장의 빛을 조사함으로써, 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 정보를 기록 및/또는 재생하는 광원과, 상기 광원으로부터의 빛을 각각 투과하여 상기 광정보 기록 매체를 향해 출력하는 대물 렌즈를 갖는 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

상기 대물 렌즈를 개구수(NA)가 0.5 내지 0.7인 범위에 있어서의 소정의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량은 개구수(NA)가 0.5 미만에 있어서의 상기 소정의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량보다도, 10λ2 내지 100λ2 이상 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

(2-31) 파장(λ)의 광원과 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의

기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈로 써,

상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고,

개구수(NA)가 0.5 미만인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면 내에 포함되도록 상기 수광 수단을 향해 조사되고,

개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면을 제외한 주위에 조사되는 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈.

(2-32) 상기 수광 수단은 1개 내지 3개의 대략 직사각 형상의 수광면을 갖고 있으며, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 5㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 32에 기재된 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈.

(2-33) 상기 수광 수단은 대략 일직선 상에 늘어선 3개의 직사각 형상의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 25㎛ 이상인 (2-32)에 기재된 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈.

(2-34) 파장(λ)의 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한, 중앙 수광면과 주변 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈로써,

상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고,

개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 주변 수광면만을 포함하도록, 상기 수광 수단을 향하여 조사되는 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈.

(2-35) 상기 수광 수단은 적어도 2개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 20㎛ 이상인 (2-34)에 기재된 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈.

(2-36) 상기 수광 수단은 적어도 4개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광정보 기록면 상에서의 광속의 스폿 직경은 50㎛ 이상인 (2-34)에 기재된 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈.

(2-37) 파장(λ)의 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치로써,

상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고,

개구수(NA)가 0.5 미만인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면 내에 포함되도록, 상기 수광 수단을 향해 조사되고,

개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면을 제외한 주위에 조사되는 광 픽업 장치.

(2-38) 상기 수광 수단은 1개 내지 3개의 대략 직사각 형상의 수광면을 갖고 있으며, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 5㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 37에 기재된 광픽업 장치.

(2-39) 상기 수광 수단은 대략 일직선 상에 늘어선 3개의 직사각 형상의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 25㎛ 이상인 (2-37)에 기재된 광픽업 장치.

(2-40) 파장(λ)의 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 중앙 수광면과 주변 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치로써,

상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고,

개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 주변 수광면만을 포함하도록 상기 수광 수단을 향하여 조사되는 광픽업 장치.

(2-41) 상기 수광 수단은 적어도 2개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 20㎛ 이상인 (2-40)에 기재된 광픽업 장치.

(2-42) 상기 수광 수단은 적어도 4개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 50㎛ 이상인 (2- 40)에 기재된 광픽업 장치.

(3-1) 광원으로부터의 광속을 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계에 의해 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 정보 기록면 상에 집광하여 정보의 기록 또는 재생을 행하도록 구성되고, 투명 기판의 두께 및 기록 밀도가 다른 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광픽업 장치로써,

파장 λ1(㎚)의 제1 광원과,

파장 λ2(㎚) (λ2>λ1)의 제2 광원과,

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

투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1에서 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NAl이라 하고,

투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2에서 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(단, NA2<NAl)라 하고,

상기 집광 광학계의 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 형성하는 동시에,

상기 제1 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 m차 회절광(단, m은 하나의 정수)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 n 차 회절광(단, n은 하나의 정수로, n=m=0을 제외함)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 통과한 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버로써, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 한 때에,

0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms

인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.

(3-2) 상기 m은 0을 제외한 하나의 정수이며, n=m인 (3-1)에 기재된 광픽업 장치.

(3-3) 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 회절 패턴은 상기 싱글 렌즈에 마련되어 있는 (3-1) 또는 (3-2)에 기재된 광픽업 장치.

(3-4) 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 매체측으로부터 본 결상 배율을 M1이라 하고,

상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측으로부터 본 결상 배율을 M2라 한 때,

M2와 M1은 대략 비슷한 (3-1), (3-2) 또는 (3-3)에 기재된 광픽업 장치.

(3-5) 상기 M1 및 M2는 대략 0인 (3-4)에 기재된 광픽업 장치.

(3-6) 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 가장 광 축으로부터 벗어난 광선이 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 수속하는 위치가 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 통과한 때의 파면수차가 최소가 되는 위치로부터 상기 대물 렌즈보다 멀어 그 차가 5㎛ 이상인 (3-1) 내지 (3-5) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(3-7) 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 가장 광축으로부터 벗어난 광선이 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 수속하는 위치가, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 통과한 때의 파면수차가 최소가 되는 위치로부터 상기 대물 렌즈보다 멀어, 그 차가 15㎛ 이상인 (3-1) 내지 (3-5) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(3-8) 광원으로부터의 광속을 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계에 의해 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 정보 기록면 상에 집광하여 정보의 기록 또는 재생을 행하도록 구성되고, 투명 기판의 두께 및 기록 밀도가 다른 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광픽업 장치로써,

파장 λ1(㎚)의 제1 광원과,

파장 λ2(㎚) (λ2>λ1)의 제2 광원과,

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

투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재 생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2에서 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(단, NA2<NAl)라 하고,

상기 집광 광학계의 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 대략 고리띠형의 회절 패턴을 형성하는 동시에,

상기 제1 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 m차 회절광(단, m은 하나의 정수)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 n차 회절광(단, n은 하나의 정수로, n=m=0을 제외함)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 광픽업 장치에 있어서,

광축을 포함하는 상기 대략 고리띠형의 회절 패턴의 주연부를 통과하는 광선의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NAX라 한 때에,

0.2≤NAX/NA2≤0.9

인 광픽업 장치.

(3-9) 상기 m은 0을 제외한 하나의 정수이며, n=m인 (3-8)에 기재된 광픽업 장치.

(3-10) 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈인 (3-8) 또는 (3-9)에 기재된 광픽업 장치.

(3-11) 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측으로부터 본 결상 배율을 M1이라 하고,

상기 제2 광정보 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 매체측으로부터 본 결상 배율을 M2라 한 때에,

M2와 M1은 대략 같은 (3-8), (3-9) 또한 (3-10)에 기재된 광픽업 장치.

(3-12) 상기 M1 및 M2는 대략 0인 (3-11)에 기재된 광픽업 장치.

(3-13) 상기 회절 패턴의 고리띠수가 7 내지 30인 (3-8) 내지 (3-12) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(3-14) 상기 정보 기록면에 입사하는 광속은 광축 근방의 제1 광속, 상기 제1 광속보다 외측의 제2 광속, 및 상기 제2 광속보다 외측의 제3 광속의 적어도 3개로 분할되어 있으며,

상기 제2 광속은 차폐 수단에 의해 상기 정보 기록면 근방에는 도달하지 않게 되고,

상기 제1 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 m차 회절광 중, 주로 상기 제1 광속 및 상기 제3 광속에 의해 빔 스폿을 형성하여 상기 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 n차 회절광 중, 주로 상기 제1 광속에 의해 빔 스폿을 형성하여 상기 제2 광 정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 (3-1), (3-2), (3-8) 또는 (3-9)에 기재된 광픽업 장치.

(3-15) 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 회절 패턴은 상기 싱글 렌즈에 마련되어 있는 (3-14)에 기재된 광픽업 장치.

(3-16) 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 차폐 수단은 상기 싱글 렌즈에 마련되어 있는 (3-14) 또는 (3-15)에 기재된 광픽업 장치.

(3-17) 상기 정보 기록면에 입사하는 광속은 광축 근방의 제1 광속, 상기 제1 광속보다 외측의 제2 광속, 및 상기 제2 광속보다 외측의 제3 광속의 적어도 3개로 분할되어 있으며,

상기 제1 광원으로부터의 광속 중 상기 제1 광속 및 상기 제3 광속은 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 m차 회절광을 적어도 이용함으로써 빔 스폿을 형성하여 상기 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고,

상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 제1 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 n차 회절광 및 상기 제2 광속을 적어도 이용함으로써 빔 스폿을 형성하여 상기 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 (3-1), (3-2), (3-8) 또는 (3-9)에 기재된 광픽업 장치.

(3-18) 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 제1 광속 중 광축으로부터 가장 벗어난 부분의 수속 위치가 상기 제2 광속의 수속 위치와 다른 (3-17)에 기재된 광픽업 장치.

(3-19) 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 회절 패턴은 상기 싱글 렌즈 에 마련되어 있는 (3-17)에 기재된 광픽업 장치.

(3-20) 상기 제2 광속은 상기 회절 패턴으로 회절되는 (3-17), (3-18) 또는 (3-19)에 기재된 광픽업 장치.

(3-21) 상기 제2 광속은 상기 회절 패턴이 없는 부분을 통과하는 (3-17), (3-18) 또는 (3-19)에 기재된 광픽업 장치.

(3-22) 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA3(NA2≤NA3<NAl) 이상의 광속을 차폐 수단에 의해 상기 정보 기록면의 근방에는 도달하지 않도록 한 (3-1), (3-2), (3-8) 또는 (3-9)에 기재된 광픽업 장치.

(3-23) 상기 차폐 수단은 파장 λ1의 광속을 투과하고 또한 파장 λ2의 광속을 반사하는 고리띠 다이크로 필터인 (3-22)에 기재된 광픽업 장치.

(3-24) 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 n차 회절광 중 광정보 기록 매체측의 개구수가 대략 NA2 이하인 부분의 광속에 의해 빔 스폿을 형성하여 상기 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고, 개구수가 대략 NA2 이상인 부분은 플레어광으로 되어 있는 (3-1) 내지 (3-23) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(3-25) 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 유닛화되고, 상기 광검출기는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원에 대해 공통인 (3-1) 내지 (3-24) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(3-26) 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광픽업 장치용의 대물 렌즈로써, 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고,

파장 780㎚의 평행 광속이 입사한 때에 상기 대물 렌즈를 통과한 광속 중 상기 광정보 기록 매체측의 개구수가 0.45 이하인 부분에 대한, 두께 1.2㎜, 굴절율 1.57의 투명 기판을 통과한 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버로써, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 하고,

파장 650㎚인 평행 광속이 입사했을 때에 상기 대물 렌즈를 통과한 광속 중 상기 광정보 기록 매체측 개구수가 0.6 이하인 부분에 대해서의, 두께 0.6㎜, 굴절율 1.58의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분의 절대치를 WSAlλ1rms라 한 때에,

0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms, 및

WSAl≤0.04λ1rms

를 만족하는 대물 렌즈.

(3-27) 적어도 하나의 면인 유효 직경 전체면에 대략 고리띠형의 회절 패턴을 갖고, 광축을 포함하는 상기 대략 고리띠형의 회절 패턴의 주연부의 광축으로부터의 높이를 HX, 최외주의 고리띠의 높이를 HMAX라 한 때에,

0.15≤HX/HMAX≤0.65

를 만족하는 광픽업용 대물 렌즈.

(3-28) 상기 대물 렌즈가 싱글 렌즈인 청구항 27에 기재된 광픽업용 대물 렌즈.

(3-29) 적어도 하나의 면인 유효 직경 전체면에 대략 고리띠형의 회절 패턴이 형성되고, 적어도 어느 파장의 광속에 대해 구면수차가 두 군데 이상에서 불연 속인 것을 특징으로 하는 광픽업용 대물 렌즈.

(3-30) 싱글 렌즈로써 하나의 면인 유효 직경 전체면에 대략 고리띠형의 회절 패턴이 형성되고, 다른쪽인 면은 연속면이며, 적어도 어느 파장의 광속에 대해 구면수차가 두 군데 이상에서 불연속인 광픽업용 대물 렌즈.

(3-31) 적어도 하나의 면인 광축 부분과 유효 직경 주변에는 고리띠형의 회절 패턴이 복수 설치되고, 고리띠와 그 주변의 고리띠 사이는 굴절면이며,

상기 굴절면과 상기 회절 패턴과의 경계에서 구면수차가 불연속인 광픽업용 대물 렌즈.

(3-32) 상기 대물 렌즈가 싱글 렌즈인 (3-31)에 기재된 광픽업용 대물 렌즈.

(3-33) 상기 회절 패턴의 고리띠수가 7 내지 30인 것을 특징으로 하는 청구항 26 내지 32 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

(4-1) 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광디스크의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 다른 제1 및 제2 광디스크에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 정보 기록 재생용의 광픽업 장치에 사용되는 대물 렌즈에 있어서,

레이저 광원측으로부터 순서대로, 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지며,

적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고,

서로 다른 2개의 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(tl<t2)라 하고, 파장 λ1의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t1인 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NA1이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2인 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NA2(NAl≥NA2)라 한 때, 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 상측 개구수 NAl의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λlrms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 대물 렌즈.

(4-2) 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 (4-1)에 기재된 대물 렌즈.

(4-3) 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이상인 (4-1) 또는 (4-2)에 기재된 대물 렌즈.

(4-4) 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λlrms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일한 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 (4-1) 내지 (4-3) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

(4-5) 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일하지 않은 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms(λ는 각각의 파장) 이하인 (4-1) 내지 (4-3) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

(4-6) 다음식을 만족시키는 (4-1) 내지 (4-5) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

0.4≤｜(Ph/Pf)-2｜≤25

단,

Pf : 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측 개구수(NAl)에 있어서의 회절 고리띠의 피치

Ph : NA1의 1/2의 개구수에 있어서의 회절 고리띠의 피치

(4-7) 다음식을 만족시키는 (4-6)에 기재된 대물 렌즈.

0.8≤｜(Ph/Pf)-2｜≤6.0

(4-8) 다음식을 만족시키는 (4-6)에 기재된 대물 렌즈.

1.2≤｜(Ph/Pf)-2｜≤2.0

(4-9) 다음식을 만족시키는 (4-1) 내지 (4-8) 중 어느 한 항에 기재된 대물 렌즈.

0.70≤d1/f≤1.70

0.60≤rl/(nl·f)≤1.10

0.3≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤2.0

단,

d1 : 제1 렌즈의 축상 렌즈 두께

f : 촛점 거리

ri : 각 면의 근축 곡률 반경

n1 : 제1 렌즈의 굴절율

(4-10) 다음식을 충족시키는 (4-9)에 기재된 대물 렌즈.

1.00≤d1/f≤1.40

0.70≤rl/(nl·f)≤0.90

0.4≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤1.4

(4-11) 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광디스크의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 다른 제1 및 제2 광디스크에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 정보 기록 재생용 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈가 레이저 광원측으로부터 순서대로, 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지고,

적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고,

서로 다른 2개의 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(t1<t2)라 하고,

파장 λ1의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NAl이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NA2(NA1≥NA2)라 한 때, 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 광픽업 장치.

(4-12) 상기 대물 렌즈에 있어서, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 (4-11)에 기재된 광픽업 장치.

(4-13) 상기 대물 렌즈에 있어서, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이상인 (4-11) 또는 (4-12)에 기재된 광픽업 장치.

(4-14) 상기 대물 렌즈에 있어서, 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λlrms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일한 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 (4-11) 내지 (4-13) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(4-15) 상기 대물 렌즈에 있어서, 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일하지 않은 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms(λ는 각각의 파장) 이하인 (4-11) 내지 (4-14) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(4-16) 상기 대물 렌즈에 있어서, 다음식을 만족시키는 (4-11) 내지 (4-15) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

0.4≤｜(Ph/Pf)-2｜≤25

단,

Pf : 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측 개구수 NA1에 있어서의 회절 고리띠의 피치

Ph : NAl의 1/2의 개구수에 있어서의 회절 고리띠의 피치

(4-17) 상기 대물 렌즈에 있어서, 다음식을 만족시키는 (4-16)에 기재된 광픽업 장치.

0.8≤｜(Ph/Pf)-2｜≤6.0

(4-18) 상기 대물 렌즈에 있어서, 다음식을 충족시키는 (4-16)에 기재된 광픽업 장치.

1.2≤｜(Ph/Pf)-2｜≤2.0

(4-19) 상기 대물 렌즈에 있어서, 다음식을 충족시키는 (4-11) 내지 (4-18) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

0.70≤d1/f≤1.70

0.60≤rl/(nl·f)≤1.10

0.3≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤2.0

단,

d1 : 제1 렌즈의 축상 렌즈 두께

f : 촛점 거리

ri : 각 면의 근축 곡률 반경

n1 : 제1 렌즈의 굴절율

(4-20) 상기 대물 렌즈에 있어서, 다음식을 만족시키는 (4-19)에 기재된 광픽업 장치.

1.00≤dl/f≤1.40

0.70≤rl/(nl·f)≤0.90

0.4≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤1.4

(5-1) 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하고, 또는 광정보 기록 매체에 정보를 기록하기 위한 광픽업 장치에 있어서 사용되는 광학 소자로써,

광축과 회절부를 구비하고,

상기 회절부는 복수의 영역을 갖고, 상기 복수의 영역이 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 차수는 각각 0이 아니며 또한 절대치가 서로 다른 광학 소자.

(5-2) 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 광축으로부터 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(nl≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한 ｜1n｜≠1n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생하는 (5-1)에 기재된 광학 소자.

(5-3) 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 회절 고리띠에 있어서의 단차의 최대치와 단차의 최소치는 1.5배 이상 다르며, 그로써 상기 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한, ｜n1｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생하도록 되어 있는 (5-1)에 기재된 광학 소자.

(5-4) 상기 단차의 최대치와 상기 단차의 최소치는 6배 이상 다르지 않은 (5-3)에 기재된 광학 소자.

(5-5) 상기 제1 차수를 n1이라 하고, 상기 제2 차수를 n2이라 한 때에, n1=1 및 n2≥2(단, 회절차수의 부호는 회절에 의해 수속하는 방향으로 광속이 편향될 때의 차수를 정(正)으로 함)가 성립하는 것을 특징으로 하는 (5-2) 내지 (5-4) 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자.

(5-6) n2=2가 성립하는 (5-5)에 기재된 광학 소자.

(5-7) 상기 회절 고리띠는 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 소정의 파장의 상기 제1 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되고, 광축으로부터 소정 거리의 외측에서는 상기 소정의 파장과는 다른 파장의 상기 제2 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되는 (5-2) 내지 (5-6) 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자.

(5-8) 상기 광학 소자는 대물 렌즈인 (5-1) 내지 (5-7) 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자.

(5-9) (5-1) 내지 (5-8) 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자를 이용하여, 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하고, 또는 광정보 기록 매체에 정보를 기록하는 광픽업 장치.

(5-10) 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하고, 또는 광정보 기록 매체에 정보를 기록하기 위한 광픽업 장치로써,

제1 파장 λ1을 갖는 제1 광속을 사출하는 제1 광원과,

상기 제1 파장 λ1과는 다른 제2 파장 λ2를 갖는 제2 광속을 사출하는 제2 광원과,

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

상기 제1 및 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 광축과 회절부를 구비하고,

상기 회절부는 복수의 영역을 갖고, 상기 복수의 영역이 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 차수는 각각 0이 아니며 또한 절대치가 서로 다르며,

상기 제1 광원은 두께 t1을 갖는 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하기 위해, 또는 정보를 기록하기 위해 상기 제1 광속을 사출하고,

상기 제2 광원은 상기 제1 투명 기판의 상기 두께 t1과는 다른 두께 t2를 갖는 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하기 위해, 또는 정보를 기록하기 위해 제2 광속을 사출하고,

상기 집광 광학계는 상기 제1 광원으로부터의 광속을 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에, 파장 λ1의 광속에 의한 상기 제1 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생에 필요한 대물 렌즈의 상측의 소정 개구수 NAl 내에서는 파면수차 0.07λlrms 이하의 상태에서 집광할 수 있고,

또한, 상기 제2 광원으로부터의 광속을 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에, 파장 λ2의 광속에 의한 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생에 필요한 대물 렌즈의 상측의 소정 개구수 NA2 내에서는 파면수차 0.07λ2rms 이하의 상태에서 집광할 수 있고,

또한, 이하의 조건을 충족시키는 광픽업 장치.

λ1<λ2

t1<t2

NAl>NA2

(5-11) 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 광축으로부터 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(nl≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한｜1n｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생하는 (5-10)에 기재된 광픽업 장치.

(5-12) 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 회절 고리띠에 있어서의 단차의 최대치와 단차의 최소치는 1.5배 이상이 다르며, 그로써 상기 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한｜n1｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생하도록 되어 있는 (5-10)에 기재된 광픽 업 장치.

(5-13) 상기 광축으로부터 소정 거리의 외측에서는 유효 직경 내에 있어서 회절 고리띠의 최소 피치가 10㎛ 이상 80㎛ 이하인 (5-11) 또는 (5-12)에 기재된 광픽업 장치.

(5-14) 상기 단차의 최대치와 상기 단차의 최소치는 6배 이상 다르지 않은 (5-13)에 기재된 광픽업 장치.

(5-15) 상기 제1 차수를 n1이라 하고, 상기 제2 차수를 n2라 한 때에, n1=1 및 n2≥2(단, 회절차수의 부호는 회절에 의해 수속하는 방향으로 광속이 편향될 때의 차수를 정으로 함)가 성립하는 (5-11) 내지 (5-14) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(5-16) n2=2가 성립하는 (5-15)에 기재된 광픽업 장치.

(5-17) 상기 회절 고리띠는 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 소정 파장의 상기 제1 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되고, 광축으로부터 소정 거리의 외측에서는 상기 소정의 파장과는 다른 파장의 상기 제2 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되는 (5-11) 내지 (5-16) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(5-18) 상기 집광 광학계는 상기 제2 광원으로부터의 광속을 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에, 개구수 NA1 내에서는 파면수차 0.07λ2rms 이상의 상태에서 집광하는 (5-10) 내지 (5-17) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(5-19) 상기 대물 렌즈에 있어서의 상기 회절부의 상기 소정의 거리는

상기 NA2의 광속이 통과하는 범위에 대략 상당하는 (5-10) 내지 (5-18) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

(5-20) 상기 집광 광학계는 파장 λ2의 광속에 대해, 상기 광축으로부터 소정의 거리에 있어서 구면수차가 불연속인 (5-10) 내지 (5-19) 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치.

본 발명의 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 장치로써, 파장 λ1의 제1 광속을 출사하는 제1 광원과, 파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원과, 제1 광원 또는 제2 광원으로부터 출사된 광속을 제1 광정보 기록 매체 혹은 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하는 집광 광학계-상기 광학계는 대물 렌즈를 가짐-와,

제1 광정보 기록 매체 또는 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고 있다. 또한, 집광 광학계는 적어도 하나의 면인 유효 직경 전체면, 또는 대략 유효 직경 전체면에 회절부를 가지고 있다. 또한, 집광 광학계는 제1 광속이 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 제1 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 제1 정보 기록면 상에 집광한다. 또한, 집광 광학계는 제2 광속이 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절 광보다도 많이 발생시키고, 제2 광정보 기록 매체의 정보의 재생 및/또는 기록을 행할 수 있도록 제2 정보 기록면 상에 집광한다. 또한, 집광 광학계가 제2 광정보 기록 매체의 재생 및/또는 기록을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

또, 투명 기판의 두께가 동일해 필요 개구수가 다른 복수종의 광정보 기록 매체에도 적용 가능하다.

또, 여기에서 말하는「유효 직경 전체면」이라 함은 어느 집광 광학계의 광학 소자의 면에 있어서, 광픽업 장치에서 재생 및/또는 기록이 행해지는 광정보 기록 매체의 필요 개구수를 충족시키는 광속이 통과하는 전체 부분을 말한다. 또한,「대략 유효 직경 전체면」이라 함은 유효 직경 전체면의 80% 이상을 의미하며, 보다 바람직하게는 90% 이상이다.

「비구면수차가 불연속부를 가짐」이라 함은 구면수차를 광선수차로 표현한 때, 구면수차 곡선이 어떤 NA를 경계로 하여 불연속인 것을 말한다. 또한,「구면수차가 실질적으로 불연속부를 가짐」이라 함은 구면수차가 연속이었다고 해도, 어떤 NA의 주변에서 구면수차의 변화가 급격하며(예를 들어 0.01의 NA의 변화에 대해, 구면수차가 광축 방향으로 5㎚ 이상 변화함), 실질적으로 디스크 상에서의 광선의 위치가 어떤 NA를 경계로 하여 분리되는 상태를 말한다.

이상과 같은 구성으로 함으로써, 두께가 다른 복수종의 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치의 광학계에 있어서, 개구수(NA)가 작은 측의 사용 상태에서 소정 개구수의 외측의 광속을 플레어로 하기 쉬워지며, 작은 개구수(NA)를 위한 개구 제한을 이용하지 않더라도 빔 직경이 지나치게 교축되는 일이 없어 비교적 큰 스폿 직경을 얻을 수 있다. 즉, 본 발명과 같이 회절부를 마련한 광학 소자를 이용함으로써, 두께가 다른 복수종의 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 이와 같은 플레어는 정보 기록 또는 재생을 위해 필요한 부분의 스폿이 악영향을 받지 않기 위해서도, 소정 개구수의 외측에서 충분히 큰 플레어인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 개구수(NA)가 작은 측의 사용 상태에서, 소정 개구수 외측의 구면수차를 실질적으로 불연속으로 하고, 소정 개구수의 내측에서는 양호하게 교축된 스폿을 얻을 수 있어 그 외측의 광속은 큰 플레어가 되어 기록 재생을 위해 필요한 스폿에 영향을 부여하지 않도록 할 수 있는 것이다.

또한, 집광 광학계가 제1 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제1 광속을 제1 정보 기록면 상에 집광할 때에 있어서도, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖도록 해도 좋다.

또한, 집광 광학계가 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 구면수차가 두 군데 이상의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖고 있어도 좋다.

본 발명의 광학 소자(바람직하게는 투명 기판을 갖는 광정보 기록 매체의 재생 및/또는 기록을 행하는 광픽업 장치용 대물 렌즈)는 적어도 하나의 면을 갖고, 광학 소자의 면의 대략 유효 직경 전체면에 회절부가 마련되어 있으며, 광학 소자 는 소정의 파장의 광속이 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, m차 회절광을 소정의 두께의 투명 기판을 거쳐서 집광했을 때에 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는다.

또, 집광 광학계의 광학 소자 중 어느 하나의 면에 회절부가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 회절부가 마련되는 광학 소자로서는 특별히 한정되지 않지만, 렌즈나, 프리즘, 미러, 평행 평판 등을 들 수 있다. 회절부를 마련하는 광학 소자로서, 렌즈를 이용하는 경우 광학 소자의 구체예로서는 대물 렌즈나 콜리메이터 렌즈나 커플링 렌즈를 예로 들 수 있지만, 대물 렌즈에 회절부를 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 대물 렌즈에 회절부를 마련하는 경우, 대물 렌즈는 정굴절력의 싱글 렌즈라도 좋으며, 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지는 2매의 대물 렌즈라도 좋다. 또, 2매의 대물 렌즈에 있어서는 유효 직경의 대략 전체면에 회절부를 갖지 않고, 면의 일부에 회절부를 마련하도록 해도 좋다. 또한, 2매의 대물 렌즈에 있어서는 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖지 않더라도 좋다.

또한, 회절부는 진폭형의 회절부라도 좋지만, 광이용 효율의 관점에서, 위상형의 회절부인 것이 바람직하다. 또한 회절부의 회절 패턴은 광축에 대해 회전대칭인 것이 바람직하다. 또한, 회절부는 광축의 방향으로부터 보아 복수의 고리띠를 갖고, 이 복수의 고리띠가 광축 또는 광축 근방의 점을 중심으로 한 대략 동심 원형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 원이 바람직하지만 타원이더라도 좋다. 특히 단차를 갖는 블레이즈드형의 고리띠 회절면이 바람직하다. 또한, 계단형으로 형성된 고리띠 회절면이라도 좋다. 또한, 광축으로부터 벗어남에 따라서, 렌즈 두께가 두꺼워지는 방향으로 이산적으로 이동하는 고리띠로서 계단형으로 형성된 고리띠 회절면이라도 좋다. 또한, 고리띠는 광축 방향과 평행한 단면으로 회절 형상을 본 때에, 스텝으로부터 스텝까지를 하나의 고리띠라 간주한다. 또, 회절부는 고리띠형인 것이 바람직하지만, 1차원 회절 격자라도 좋다.

또, 회절광의 차수에 있어서, m≠n이라도 좋지만, 바람직하게는 m=n이다. 또한, 광량의 손실을 억제할 수 있으므로, m=n=±1인 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 m=n=＋1이다.

또한, 회절부에 있어서의 제1 광속의 m차 회절광의 회절 효율을 A%라 하고, 다른 어떤 차수(바람직하게는 n 이외의 차수 중, 회절 효율이 가장 큰 차수)의 회절광의 회절 효율을 B라 한 때, A-B≥10인 것이 바람직하며, 회절부에 있어서의 제2 광속의 n차 회절광의 회절 효율을 A'%라 하고, 다른 어떤 차수(바람직하게는 n 이외의 차수 중, 회절 효율이 가장 큰 차수)의 회절광의 회절 효율을 B'%라 한 때, A'-B'≥10인 것이 바람직하다. 또, A-B≥30, A'-B'≥30인 것이 보다 바람직하며, A-B≥70, A'-B'≥70인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 집광 광학계가 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 가능하게 하는 구성을 이하에 3개 나타 낸다.

제1 구성은 회절부의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 회절부를 갖는 면의 광축으로부터의 광축과 수직 방향의 거리), dø(h)/dh를 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속으로 하는 것이다.

광로차 함수 ø(h)는 기준 파장의 1차 회절광에 대해, 회절면에 의해 부가되는 광로차를 나타내는 것으로 하고, 광로차 함수의 값이 mλ(m은 회절차수) 변할 때마다, 예를 들어 회절 고리띠를 마련한다. 기준 파장은 회절 효율이 최대가 되는 파장으로 한다.

또,「dø(h)/dh가 실질적으로 불연속이다」라고 함은 (d)ø(h)/dh가 연속 함수였다고 해도, 광로차 함수로부터 회절 고리띠의 피치를 구한 때에, 회절 고리띠의 피치가 급격하게 변화되고 있는 상태를 말하며, 바람직하게는｜d²ø(h)/dh²｜이 0.20 이상을 만족시킬 정도로 충분히 큰 것을 의미한다.

제2 구성은 회절부가 대물 렌즈의 면에 설치되어 있으며, 대물 렌즈의 광축 방향의 길이를 x 좌표, 대물 렌즈의 광축과 수직 방향의 높이를 h 좌표라 한 때에, 대물 렌즈의 모비구면에 있어서, dx/dh에 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 형성하는 것이다. 또, 상기의 모비구면에 회절부가 마련되어 있는 것이 바람직하지만, 모비구면 상에는 회절부가 마련되어 있지 않아도 좋다.

또,「dx/dh가 불연속」이라 함은 광축으로부터 수직 방향의 어떤 거리(h)의 부위에서, 모비구면 접선의 방향이 불연속인 상태, 즉 모비구면의 형상이 절곡되는 상태를 말한다. 또한, 「dx/dh가 실질적으로 불연속」이라 함은 모비구면의 접선의 방향이 급격하게 변화하는 상태를 말한다.

제3 구성은 회절부가 대물 렌즈의 면에 설치되고 있으며, 대물 렌즈가 유효 직경면 내에 적어도 하나의 단차를 갖는 것이다. 또, 단차를 가진 면에 회절부가 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 단차를 갖지 않은 면에 회절부가 마련되어 있어도 좋다.

또, 단차는 평면부가 대물 렌즈의 광축과 평행하게 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 대물 렌즈가 단자를 갖고 있는 경우, 단차의 위치와 구면수차가 불연속인 위치가 일치하지 않아도 좋다. 즉, 단차에 의해 구면 수차를 불연속으로 하지 않아도 좋다.

또, 상기의 제1 구성에 있어서, dø(h)/dh가 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 h의 내측에 형성된 회절부의 회절 고리띠 중, 가장 외측의 회절 고리띠에 있어서의, 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향의 폭은 그 가장 외측의 회절 고리띠에 인접하고, h의 외측에 형성된 회절 고리띠에 있어서의 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향인 폭보다 작은 것이 바람직하다． 도9를 이용하여 설명하면, H의 내측에 있어서 가장 외측의 회절 고리띠(3f)의 폭(P1)이 3f에 인접하여, H의 외측인 회절 고리띠(3g)의 폭(P2)보다도 작다고 하는 것이다.

보다 바람직하게는, 회절부의 적어도 하나의 회절 고리띠가 이하의 조건을 충족시키는 것이다.

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단, p_i는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 상기 광축에 수직인 방향의 폭이다.

바람직하게는 dø(h)/dh가 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 h의 내측에 형성된 회절부의 회절 고리띠 중, 가장 외측의 회절 고리띠가 i 번째의 회절 고리띠인 것이다.

보다 바람직하게는,

1.2≤p_i＋1/p_i≤4.0

이며,

더욱 바람직하게는

1.2≤p_i＋1/p_i≤2.8

이다.

또한, 회절부를 갖는 광학 소자에 있어서, NA0.60의 광선이 통과하는 회절부의 회절 고리띠의 번호 m이, 22≤m≤32를 충족시키는 것이 바람직하다. 단, 회절 고리띠의 번호는 회절부를 갖는 면의 광축상의 회절 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 센다.

또, 이하의 설명에 있어서, 제1 광정보 기록 매체를 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고, 상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하 기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1> NA2)라 한다.

본 발명의 광픽업 장치는 대물 렌즈를 투과한 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAl 이하인 부분의 광속이 제1 광정보 기록 매체의 제1 투명 기판을 통과한 때의 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통과한 때의 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 것이 바람직하다.

또한, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과했을 때의 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버로써, 그 절대치를 WSA2λ2rms이라 한 때에, 0.02λ2nns≤WSA2≤0.06λ2rms인 것이 바람직하다. 또, 0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms를 충족시키는 경우, 유효 직경의 대략 전체면에 회절부를 갖지 않고, 면의 일부에 회절부를 마련하도록 해도 좋다. 또는 0.022rms≤WSA2≤0.06λ2rms를 충족시키는 경우, 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 가지지 않더라도 좋다.

0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms고 하는 구성으로 함으로써, 색수차의 악화를 저감할 수 있고, 또한 고리띠의 수를 적게 할 수 있어 회절 렌즈 등의 회절 광학 소자의 제조가 용이해져 광이용 효율이 보다 좋은 회절 렌즈 등의 회절 광학 소자 를 얻을 수 있다. 따라서, 0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms고 했을 때의 회절부의 고리띠수는 7 내지 32(보다 바람직하게는 7 내지 30)인 것이 바람직하다.

또한, 0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms를 충족시키는 경우, 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측으로부터 본 결상 배율을 M1이라 하고, 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 대물 렌즈의 광정보 기록 매체로부터 본 결상 배율을 M2이라 했을 때, M1과 M2가 대략 같은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 M1과 M2가 대략 0이다.

또한, 대물 렌즈를 투과한 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 제1 광정보 기록 매체의 제1 투명 기판을 통과했을 때의 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차의 3차 구면수차 성분의 절대치를 WSA1λ1rms라 한 때에, WSA1≤0.04λ1rms인 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며, NA2 이상인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통과한 때의 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms보다 큰(보다 바람직하게는 0.1λrms보다 큼) 것이다. 또, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 NA를 NAZ라 한 때에 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체 의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며, NAZ 이상인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통과한 때의 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms보다 커지도록(보다 바람직하게는 0.1λrms보다 큼) 하는 것이 바람직하다.

또한, 0.43≤NAZ≤0.53고 했을 때에, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상, NA 0.7 이하인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 구면수차량이 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 미만인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 구면수차량보다도 10λ2 이상 큰 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10λ2 내지 100λ2 큰 것이다. 또, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 NA가 NAZ인 것이 바람직하다.

대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이상, NA1 이하인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통과한 때의 제2 정보 기록면 상에서의 스폿 직경이 w2 이상, w1 이하이며, 이하의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다.

10㎛≤w2≤50㎛

20㎛≤w1-w2≤110㎛

또한, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, NA1을 통과하는 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 거쳐서 수속하는 위치는 대물 렌즈를 투과한 제2 광 속 중, NA2를 통과하는 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 거쳐서 수속하는 위치보다도 대물 렌즈로부터 벗어나 있으며, 그 차가 5㎛ 이상(보다 바람직하게는 15㎛)인 것이 바람직하다.

그리고, 광검출기가 수광면을 가지고 있는 경우, 0.43≤NAZ≤0.53고 했을 때에, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 미만인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통과한 때에, 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 광검출기의 상기 수광면 내에 포함되고, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통한 때에, 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 광검출기의 수광면을 제외한 주위로 조사되는 것이 바람직하다. 또한, 수광면이 1개 내지 3개의 직사각 형상의 수광면인 경우, NAZ 이상인 광속의 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에서의 도너츠형의 스폿 직경의 내경은 5㎛ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25㎛ 이상이다.

또한, 광검출기가 중앙 수광면과 주변 수광면을 갖는 경우는 0.43≤NAZ≤0.53고 했을 때에, 대물 렌즈를 투과한 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측 개구수가 NAZ 이상인 부분의 광속이 제2 광정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통과한 때에 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 광검출기의 중심 수광면을 제외한 주변 수광면 혹은 그 주위에 조사되는 것이 바람직하다. 또한, 수광면이 2개 이상의 스트라이프형의 수광면을 갖는 경우, NAZ 이상인 광속의, 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에서의 도너츠형의 스폿 직경의 내경은 20㎛ 이상인 것이 바람직하다. 수광면이 4개 이상의 스트라이프형의 수광면을 갖는 경우, NAZ 이상인 광속의 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에서의 도너츠형의 스폿 직경의 내경은 50㎛ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 광학 소자의 회절부가 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고, 제1 회절부와 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 0이 아니며, 또한 차수가 서로 다르도록 해도 좋다. 또한, 차수의 절대치가 다르도록 해도 좋으며, 같게 해도 좋다. 이 경우는 제1 회절부와 제2 회절부 사이에 굴절면을 형성해도 좋다. 또한, 제1 회절부와 제2 회절부 사이에 회절부가 없는 굴절면이 있는 경우는 그 회절부와 굴절면의 경계에 있어서, 집광 광학계가 제2 광정보 기록 매체의 기록 재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 집광 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 두 군데의 불연속부를 갖는 것이 바람직하다. 굴절면의 제2 광정보 기록면 상에서의 수차는 제1 회절부보다 크게 해도 좋으며, 작게 해도 좋다. 또한, 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖지 않아도 좋다.

또한, 광원은 반도체 레이저 등의 레이저 광원이 바람직하다. 예를 들어 제1 광원으로서, 파장 630 내지 665㎚인 제1 광속을 출사하는 레이저 광원을 이용하고, 제2 광원으로서 파장 750 내지 810㎚인 제2 광속을 출사하는 레이저 광원을 이용하는 예를 들 수 있다. 이 경우, 제1 광정보 기록 매체의 투명 기판의 두께가 0.6㎜이며, 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판의 두께가 1.2㎜인 것이 바람직하다. 특히, 제1 광정보 기록 매체가 DVD이며, 제2 광정보 기록 매체가 CD인 것이 바람직하다. 또한, 2매의 대물 렌즈의 경우는 제1 광원의 파장이 350 내지 550㎚인 것이 바람직하다. 그 때, 제2 광원의 파장은 630 내지 665㎚이더라도, 750 내지 810㎚이라도 좋다.

상기 광학 소자의 상기 소정 거리(h)의 내측에 형성된 고리띠 중 가장 외측의 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 고리띠에 인접하고, 또한 상기 소정 거리(h)의 외측에 형성된 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭보다 작다.

도9는 회절 고리띠를 마련한 광학 소자로서의 렌즈의 예를 도시한 모식도이다. 도9에 있어서는 회절 고리띠의 피치 및 단차는 이해하기 쉽도록 실제보다도 크게 그리고, 그 수도 이해하기 쉽도록 적게 그리고 있다.

도9에 도시한 렌즈(3)의 좌측 광학면은 광축(X)으로부터의 거리를 h로서 광로차 함수를 ø(h)라 표현한 때, 소정 거리(h)의 부위에서 상기 광로차 함수 ø(h)를 미분한 함수 dø(h)/dh가 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 점(H)을 가지고 있다. 점(H)의 내측인 면에는 모비구면(B)에 따르는 형태로, 회절 고리띠(3a 내지 3f)가 점차 피치(광축에 직각인 방향의 폭)를 감소하도록 하여 설치되고, 변곡점(H)의 외측인 면에는 모비구면(B)에 따르는 형태로, 회절 고리띠(3g 내지 3i)가 점차 피치를 감소하도록 하여 설치되어 있다. 또한, 모비구면(B)도 점(H)에 있어서 절곡하는, 또는 실질적으로 절곡하는 형상이다.

여기에서, 점 H를 경계로 하여 회절 고리띠의 피치가 변화한다. 보다 구체 적으로는, 회절 고리띠(3a 내지 3f)까지는 점차 피치가 감소하지만, 점(H)의 내측에 있어서의 그 점(H)에 가장 가까운 회절 고리띠(3f)의 피치(P1)는 회절 고리띠(3f)에 접하고, 또한 점(H)의 외측의 회절 고리띠(3g)의 피치(P2)보다도 작게 되어 있다. 이와 같이 하면, 점(H)의 외측을 통과하는 소정 파장의 광을 효과적으로 플레어광으로 변환시킬 수 있다.

상기 광학 소자를 거쳐서 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 상기 소정 거리(h) 이하의 개구수(NA)에서는 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며, 상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구(球)는 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작다.

이와 같이, 상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차가 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작으면, 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선은 플레어라 간주할 수 있고, 작은 개구수(NA)를 위한 개구 제한을 이용하지 않아도, 빔 직경이 지나치게 교축되는 일이 없어 비교적 큰 스폿 직경을 얻을 수 있으므로 바람직하다.

상기 광학 소자는 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 적어도 하나의 회절면의, 광축으로부터 주변 방향으로 세어 어떤 i 번째의 회절 고리띠가 다음식을 충족시킨다.

<식 1>

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 광축에 수직인 방향의 폭

상기 광학 소자는 광픽업 장치에 사용 가능한 광학 소자에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어, 어떤 i 번째 회절 고리띠가 다음식을 충족시킨다.

<식 1>

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의, 광축에 수직인 방향의 폭

또, 상술한 i 번째 회절 고리띠로서는 광축상의 고리띠를 1이라 했을 때, 제14번째 내지 제22번째 고리띠인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 개구수(NA)가 작은 측의 사용 상태에서, 소정 개구수의 외측의 구면수차를 충분히 큰 플레어로 할 수 있다. 즉, NA가 작은 측의 사용 상태에서 구면수차를 실질적으로 불연속으로 하고, 소정 개구수의 내측에서는 양호하게 교축된 스폿을 얻어, 그 외측의 광속은 큰 플레어가 되어 기록 재생을 위해 필 요한 부분의 스폿에 영향을 부여하지 않도록 하고 있다. 값(p_i+1/p_i)이, <식 1>의 하한치 이상이면 충분한 플레어를 얻을 수 있다. 한편, 값(p_i+1/p_i)이, <식 1>의 상한치 이하이면, 고리띠 피치가 지나치게 작은 일이 없어 회절면의 제조가 용이해진다.

상기 광학 소자는 광픽업 장치에 사용 가능한 광학 소자에 있어서, NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

<식 2>

22≤m≤32

를 만족시킨다.

단, 회절 고리띠의 번호는 광축상의 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 센다.

상기 광학 소자는 광픽업 장치에 사용 가능한 광학 소자에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

<식 2>

22≤m≤32

를 만족시킨다.

단, 회절 고리띠의 번호는 광축상의 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 센다.

상기 광학 소자는 상기 광선이 파장 630 내지 665㎚인 범위 내에서, 대략 평행한 광속으로 상기 광학 소자에 입사된다.

본 발명에 따르면, 번호 m이 <식 2>의 하한치 이상이면, 광정보 기록 매체(예를 들어 CD와 DVD 등)의 기판 두께에 기인하여 발생하는 구면수차의 보정을 충분히 행할 수 있고, 한편 번호 m이 <식 2>의 상한치 이하이면, 회절 효율이 좋은 렌즈를 만들기 쉽다고 하는 이점이 있다.

상기 광학 소자는 대물 렌즈인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 대물 렌즈는 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와 상기 기록면으로부터 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 서로 다른 적어도 2개의 제1 및 제2 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈로써, 서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고, 서로 다른 2개의 광정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2 (t1<t2)라 하고, 파장 λ1의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t1의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NA1이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NA2(NAl≥NA2)라 한 때, 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 필요 개구수 NAl의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λlrms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 필요 개구수 NA2의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해 필요 개구수 NA2 이상의 광속을 플레어로 한다.

상기 대물 렌즈를 거쳐서 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 개구수 NA2 이상 NAl 이하의 광속이 정보 기록면 상에서는 직경 w2 이상 w1 이하의 범위에 분포하고,

<식 3>

10㎛≤w2≤50㎛

<식 4>

20㎛≤w1-w2≤110㎛

를 충족시킨다.

직경(w2)이 <식 3>의 하한 이상이면, 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 개구수 NA2의 이상적인 렌즈와 동등한 빔 직경을 얻을 수 있고, NA2 이상의 광속은 플레어가 되어 정보의 기록 및/또는 판독에 악영향을 부여할 우려가 적다.

값(wl-w2)이 <식 4>의 하한 이상이면, 투명 기판 두께(t2)의 광정보 기록 매체에 대해, 개구수 NA2 이상의 광속이 광범위한 플레어가 되어 양호한 포커스 신호를 얻을 수 있다.

직경(W2)이 <식 3>의 상한 이하인 경우, 및 값(w1-w2)이 <식 4>의 상한 이하인 경우, 플라스틱 렌즈로 이루어지는 대물 렌즈의 경우, 온도 변화에 의한 굴절율 변화에 의한 구면수차의 열화를 온도 변화에 수반하는 반도체 레이저의 발진 파장 의 변화를 이용한 회절면에 의한 구면수차 변화에 의해 어느 정도 보상할 수 있다. 개구수 NA2 이상의 광속에 대해 플레어를 크게 하는 것은 기판 두께에 의한 구면수차를 보정하는 회절의 작용이 약해지는 것에 상당하고, 온도 변화에 의한 구면수차의 열화를 보상하는 상기한 효과를 손상시켜 버리므로, 플레어를 지나치게 크게 하는 것은 바람직하지 못하다.

상기 대물 렌즈는 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 회절면의 광로차 함수를 ø(h)이라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), 소정 거리(h)의 부위에서 dø(h)/dh가 불연속 또는 실질적으로 불연속인 함수이다.

상기 대물 렌즈는 상기 소정 거리(h)의 내측에 형성된 고리띠 중 가장 외측의 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 고리띠에 인접하고, 또한 상기 소정 거리(h)의 외측에 형성된 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭보다 작다.

상기 대물 렌즈는 상기 대물 렌즈를 거쳐서, 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 상기 소정 거리(h) 이하의 개구수(NA)에서는 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며, 상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차는 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작다．

상기 대물 렌즈는 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어, 어떤 i 번째 회절 고리띠가 다음식을 충족시킨다.

<식 1>

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 광축에 수직인 방향의 폭.

(2-16)에 기재된 대물 렌즈는 NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

<식 2>

22≤m≤32

를 만족시킨다.

상기 대물 렌즈는 상기 파장 λ1이, 630 내지 665㎚의 범위에 있으며, 바람직하게는 635㎚ 또는 650㎚이며, 상기 파장 λ2는 750 내지 810㎚의 범위에 있으며, 바람직하게는 780㎚이며, 상기 두께 t1은 0.6㎜이며, 상기 두께 t2는 1.2㎜이므로, DVD와 CD의 쌍방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생 가능한 광픽업 장치에 적합하다.

상기 대물 렌즈는 상기 제1 광정보 기록 매체가 DVD이며, 상기 제2 광정보 기록 매체가 CD이므로, DVD와 CD의 쌍방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생 가능한 광픽업 장치에 적합한 대물 렌즈를 제공할 수 있다.

본 발명의 광픽업 장치는 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 서로 다른 적어도 2개의 제1 및 제2 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치로써, 서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고, 서로 다른 2개의 광정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(t1<t2)라 하고, 파장 λ1의 광속에 의해, 투명 기판의 두께 t1의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NAl이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2의 광정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측의 필요 개구수를 NA2(NA1≥NA2)라 한 때, 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 필요 개구수 NA1의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 필요 개구수 NA2의 조합에 대해, 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해 필요 개구수 NA2 이상의 광속을 플레어로 한다.

두께가 다른 복수종의 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치의 광학계에 있어서, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해 필요 개구수 NA2 이상의 광속을 플레어로 하면, 개구 제한을 이용하지 않아도 빔 직경이 지나치게 교축되는 일이 없어 비교적 큰 스폿 직경을 얻을 수 있다. 그래서, 본 발명과 같이 회절 고리띠를 마련한 광학 소자를 이용함으로써, 두께가 다른 복수종의 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

상기 광픽업 장치는 상기 대물 렌즈를 거쳐서 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 개구수 NA2 이상 NAl 이하의 광속이 정보 기록면 상에서는 직경 w2 이상 w1 이하의 범위에 분포하고,

<식 3>

10㎛≤w2≤50㎛

<식 4>

20㎛≤w1-w2≤110㎛

를 충족시킨다.

상기 광픽업 장치는 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 회절면의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), 소정 거리(h)의 부위에서 dø(h)/dh가 불연속 또는 실질적으로 불연속인 함수인 것을 특징으로 한다.

상기 광픽업 장치는 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면인 회절 고리띠에 있어서, 상기 소정 거리(h)의 내측에 형성된 고리띠 중 가장 외측의 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭은 상기 가장 외측의 고리띠에 인접하고, 또한 상기 소정 거리(h)의 외측에 형성된 고리띠에 있어서의 광축에 수직 방향인 폭보다 작다.

상기 광픽업 장치는 상기 대물 렌즈를 거쳐서 투명 기판 두께 t2의 광정보 기록 매체에 대해, 소정의 물체 거리에 있는 파장 λ2의 광원으로부터 빛을 조사한 경우, 상기 소정 거리(h) 이하의 개구수(NA)에서는 파면수차가 0.07λ2rms 이하이 며, 상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차는 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작다.

상기 광픽업 장치는 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 적어도 하나의 회절면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 어떤 i 번째 회절 고리띠가 다음식을 충족시키는 것을 특징으로 한다.

<식 1>

1.2≤p_i＋1/p_i≤10

단,

p_i : 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 광축에 수직인 방향의 폭

상기 광픽업 장치는 NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절면의 회절 고리띠의 번호 m이,

<식 2>

22≤m≤32

를 만족시킨다.

상기 광픽업 장치는 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대한 대물 렌즈의 물점과, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대한 대물 렌즈의 물점이 광학적으로 비슷한 거리에 있다.

상기 광픽업 장치는 상기 파장 λ1은 630 내지 665㎚의 범위에 있으며, 바람 직하게는 635㎚ 또는 650㎚이며, 상기 파장 λ2는 750 내지 810㎚의 범위에 있으며, 바람직하게는 780㎚이며, 상기 두께 t1은 0.6㎜이며, 상기 두께 t2는 1.2㎜이다.

상기 광픽업 장치는 상기 제1 광정보 기록 매체는 DVD이며, 상기 제2 광정보 기록 매체는 CD이다.

본 발명의 대물 렌즈는 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈에 있어서, 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상기 대물 렌즈를 개구수(NA)가 0.5 내지 0.7의 범위에 있어서의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량은 개구수(NA)가 0.5 미만에 있어서의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량보다도 10λ2 내지 100λ2 이상 크다.

이와 같이, 상기 소정 거리(h)의 내측을 통과하는 광선의 구면수차가 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선의 구면수차에 대해, 10λ2 내지 100λ2 작으면, 상기 소정 거리(h)의 외측을 통과하는 광선은 플레어라 간주할 수 있고, 작은 개구수(NA)를 위한 개구 제한을 이용하지 않아도 빔 직경이 지나치게 교축되는 일이 없어, 비교적 큰 스폿 직경을 얻을 수 있으므로 바람직하다.

본 발명의 광픽업 장치는 투명 기판의 두께가 서로 다른 2개의 광정보 기록 매체에 따라서, 다른 기준 파장의 빛을 조사함으로써, 상기 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 정보를 기록 및/또는 재생하는 광원과 상기 광원으로부터의 빛을 각각 투과하여 상기 광정보 기록 매체를 향해 출력하는 대물 렌즈를 갖는 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며, 상 기 대물 렌즈를 개구수(NA)가 0.5 내지 0.7의 범위에 있어서의 소정의 파장 λ2의 광속이 통과한 때의 구면수차량은 개구수(NA)가 0.5 미만에 있어서의 상기 소정의 파장(λ2)의 광속이 통과한 때의 구면수차량보다도 10λ2 내지 100λ2 이상 크다.

상기 광픽업 장치는 파장(λ)의 광원과 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈로써, 상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 미만인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면 내에 포함되도록, 상기 수광 수단을 향해 조사되고, 개구수(NA)가 0.5 이상의 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면을 제외한 주위에 조사된다.

광픽업 장치에 사용되는 수광 수단에 관하여, 레이저 광원과 수광 수단이 유닛화된 모듈을 사용하는 경우와, 레이저 광원과 수광 수단을 별도로 설치하는 경우가 있다. 전자를 일체형 수광 수단으로, 후자를 별개의 부재형 수광 수단이라 부르는 것으로 한다. 도8의 (a)는 일체형 수광 수단의 수광면을 도시하고, 도8의 (b)는 별개의 부재형 수광 수단의 수광면을 도시한 모식도이다. 도8의 (b)에 있어서, 통상 대략 3개의 직사각 형상의 수광면으로 구성되어 있는 수광 수단의 수광면은 중앙 수광면(CS)과, 그 양측에 배치된 한쌍의 주변 수광면(PS)을 가지고 있다. 중앙 수광면(CS)은 기록 신호의 기록 및/또는 판독 에러가 발생하지 않았는지의 여 부를 검출하는 기능을 갖고, 주변 수광면(PS)은 트래킹 에러가 발생하지 않았는지의 여부를 검출하는 기능을 갖는다.

본 발명에 있어서는 DVD 및 CD의 2개의 광정보 기록 매체 중, 필요 개구수가 작은 광정보 기록 매체, 즉 CD에 대해 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 상기 대물 렌즈를 통과한 때에 회절면에 의해 플레어가 형성되도록 되어 있다. 도8의 (b)에 도시한 바와 같이, 개구수(NA)가 0.5 미만인 파장(λ)의 광속은 중앙 수광면(CS)의 중앙에 스폿을 형성하지만, 개구수(NA)가 0.5 이상의 파장(λ)의 광속은 내경 ø1의 도너츠형의 플레어광이 되어 조사된다. 이 때에, 내경 ø1이 충분히 커 중앙 수광면(CS)을 완전히 내포하려 하면, 개구수(NA)가 0.5 이상의 파장(λ)의 광속이 주변 수광면(PS)에만 조사되게 되며, 본 발명에서 말하는 수광면으로서의 중앙 수광면(CS)에 있어서 불필요한 빛이 검출되는 것이 방지되어 오검출을 방지할 수 있다.

또한, 플레어광의 내경을 ø1보다 큰 ø2라 하고, 주변 수광면(PS)까지를 완전히 내포하려 하면, 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속은 본 발명에서 말하는 수광면으로서의 중앙 수광면(CS) 및 주변 수광면(PS)에 있어서 불필요한 빛이 검출되는 것이 방지되어 오검출을 방지할 수 있다.

본 발명의 대물 렌즈와 같이, 상기 수광 수단이 1개 내지 3개의 대략 직사각 형상의 수광면을 갖고 있는 경우, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 5㎛ 이상이면, 별개의 부재형 수광 수단에 있어서, 중앙 수광면(CS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 방지할 수 있다.

본 발명의 대물 렌즈와 같이, 상기 수광 수단이 대략 일직선 상에 늘어선 3개의 직사각 형상의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 25㎛ 이상이면, 별개의 부재형 수광 수단에 있어서, 또한 주변 수광면(PS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 더욱 방지할 수 있다.

본 발명의 대물 렌즈는 파장(λ)의 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한, 중앙 수광면과 주변 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치에 사용 가능한 대물 렌즈로써, 상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 주변 수광면만을 포함하도록 상기 수광 수단을 향해 조사된다.

도8의 (a)에 도시한 바와 같이, 일체형 수광 수단은 적어도 2개 이상, 통상은 4개 이상의 스트라이프형의 수광면으로 성립되어 있다. 개구수(NA)가 0.5 미만인 파장(λ)의 광속은 중앙 수광면군(CS) 사이에 스폿을 형성하지만, 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속은 내경 ø1의 플레어광이 되어 조사된다. 이 때, 내경 ø1이 충분히 커 중앙 수광면군(CS)을 완전히 내포하려고 하면, 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 주변 수광면(PS)에만 조사되게 되어, 본 발명에서 말하는 수광면으로서의 중앙 수광면군(CS)에 있어서 불필요한 빛이 검출되는 것이 방지되어 오검출을 방지할 수 있다.

본 발명의 대물 렌즈와 같이, 적어도 2개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 20㎛ 이상이면, 일체형 수광 수단에 있어서 중앙 수광면(CS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 대물 렌즈와 같이, 적어도 4개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 50㎛ 이상이면, 일체형 수광 수단에 있어서, 또한 주변 수광면(PS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 더욱 방지할 수 있다.

본 발명의 광픽업 장치는 파장(λ)의 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치로써, 상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 미만인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면 내에 포함되도록 상기 수광 수단을 향하고 조사되고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 수광 수단의 수광면을 제외한 주위에 조사된다.

상기 광픽업 장치는 상기 수광 수단이 1개 내지 3개의 대략 직사각 형상의 수광면을 가지고 있는 경우, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에 서의 스폿 직경은 5㎛ 이상이면, 별개의 부재형 수광 수단에 있어서, 중앙 수광면(CS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 방지할 수 있다.

상기 광픽업 장치는 상기 수광 수단이, 대략 일직선 상에 늘어선 3개의 직사각 형상의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 25㎛ 이상이면, 별개의 부재형 수광 수단에 있어서, 또한 주변 수광면(PS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 더욱 방지할 수 있다.

상기 광픽업 장치는 파장(λ)의 광원과, 상기 광원으로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 중앙 수광면과 주변 수광면을 갖는 수광 수단을 갖고, 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생이 가능한 광픽업 장치로써, 상기 대물 렌즈는 적어도 일면에 회절면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 파장(λ)의 광속이 통과한 때에, 상기 광정보 기록 매체로부터 반사한 광속은 상기 주변 수광면만을 포함하도록 상기 수광 수단을 향해 조사된다.

상기 광픽업 장치는 적어도 2개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 20㎛ 이상이면, 일체형 수광 수단에 있어서 중앙 수광면(CS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 방지할 수 있다.

상기 광픽업 장치는 적어도 4개의 스트라이프형의 수광면을 갖고, 개구수(NA)가 0.5 이상인 광속의 광정보 기록면 상에서의 스폿 직경은 50㎛ 이상이면, 일체형 수광 수단에 있어서, 또한 주변 수광면(PS)에 불필요한 빛이 들어가기 어려워져 오검출을 더욱 방지할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 광픽업 장치는 광원으로부터의 광속을 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계에 의해 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 정보 기록면 상에 집광하여 정보의 기록 또는 재생을 행하도록 구성되고, 투명 기판의 두께 및 기록 밀도가 다른 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광픽업 장치로써, 파장 λ1(㎚)의 제1 광원과, 파장 λ2(㎚) (λ2>λ1)의 제2 광원과, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원으로부터의 출사 광속의 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 구비하고, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고, 투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(단, NA2<NAl)라 하고, 상기 집광 광학계의 적어도 하나인 면에 회절 패턴을 형성하는 동시에, 상기 제1 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 m차 회절광(단, m은 하나의 정수)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고, 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 n차 회절광(단, n은 하나의 정수로, n=m=0을 제외함)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버로써, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 한 때에,

0.02λ2rms≤ WSA2≤0.06λ2rms

이다.

이 광픽업 장치에 따르면, 회절 패턴이 있더라도 색수차를 저감할 수 있는 동시에, 투명 기판이 두꺼운 제2 광정보 기록 매체에 있어서의 구면수차를 저감한다.

또한, 상기 m은 0을 제외한 하나의 정수이며, n=m인 것이 바람직하다. 또한, 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 회절 패턴은 상기 싱글 렌즈에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 매체측으로부터 본 결상 배율을 M1이라 하고, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측으로부터 본 결상 배율을 M2이라 한 때에, M2와 M1은 대략 같은 것이 바람직하다. 이에 따르면, 수광기의 단일화 및 제1 광원과 제2 광원의 1 패키지화가 가능해지져 장치를 조밀하게 구성할 수 있다. 또한, 상기 M1 및 M2는 대략 0인 것이 바람직하며, 이에 따르면 광원의 위치 조정 등이 용이해진다.

또한, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 가장 광축으로부터 벗어난 광선이 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 수속 하는 위치가, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차가 최소가 되는 위치로부터 상기 대물 렌즈보다 멀어 그 차가 5㎛ 이상인 것이 바람직하다. 차가 5㎛ 이상이면, 제2 광원으로부터의 광속 중, 개구수가 NAl 근방의 광속의 수차가 커지므로 빔 스폿이 대물 렌즈에 의해 지나치게 교축되는 일은 없어진다.

그리고, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 가장 광축으로부터 벗어난 광선이 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 수속하는 위치가 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 상기 제2 광정보 기록 매체의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차가 최소가 되는 위치로부터 상기 대물 렌즈보다 멀어 그 차가 15㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 차가 15㎛ 이상이면, 제2 광원으로부터의 광속 중, 개구수가 대략 NA2보다 큰 광속이 플레어가 되므로, 빔 스폿이 대물 렌즈에 의해 지나치게 교축되는 일이 없을 뿐만 아니라, 개구 제한 등이 불필요해져 집광 광학계가 간단해진다.

또한, 본 발명에 의한 별도의 광픽업 장치는 광원으로부터의 광속을 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계에 의해 광정보 기록 매체의 투명 기판을 거쳐서 정보 기록면 상에 집광하여 정보의 기록 또는 재생을 행하도록 구성되고, 투명 기판의 두께 및 기록 밀도가 다른 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광픽업 장치로써, 파장 λ1(㎚)의 제1 광원과, 파장 λ2(㎚) (λ2> λ1)의 제2 광원과, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원으로부터의 출사 광속의 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 구비하고, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 파장 λ1로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고, 투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 파장 λ2로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(단, NA2<NAl)라 하고, 상기 집광 광학계의 대물 렌즈의 적어도 하나의 면에 대략 고리띠형의 회절 패턴을 형성하는 동시에, 상기 제1 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 m차 회절광(단, m은 하나의 정수)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고, 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 회절 패턴으로부터의 n차 회절광(단, n은 하나의 정수로, n=m=0을 제외함)을 적어도 이용함으로써, 투명 기판의 두께가 t2(단, t2>tl)인 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 광픽업 장치에 있어서, 광축을 포함하는 상기 대략 고리띠형의 회절 패턴의 주연부를 통과하는 광선의 광정보 기록 매체측의 개구수를 NAX라 한 때에,

0.2≤NAX/NA2≤0.9

이다.

이 경우, 상기 m은 0을 제외한 하나의 정수이며, n=m인 것이 바람직하다. 또한, 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상 기 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측으로부터 본 결상 배율을 M1이라 하고, 상기 제2 광정보 매체의 정보의 기록 또는 재생시에 있어서의 상기 대물 렌즈의 광정보 매체측으로부터 본 결상 배율을 M2이라 한 때에, M2와 M1은 대략 같은 것이 바람직하다. 또한, 상기 M1 및 M2는 대략 0인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 회절 패턴의 고리띠수가 7 내지 30인 것이 바람직하며, 구면수차를 회절에 의해 완전 보정하는 경우보다도 고리띠수를 줄일 수 있어 제조가 용이해진다.

또한, 상기 정보 기록면에 입사하는 광속은 광축 근방의 제1 광속, 상기 제1 광속보다 외측의 제2 광속, 및 상기 제2 광속보다 외측의 제3 광속의 적어도 3개로 분할되어 있으며, 상기 제2 광속은 차폐 수단에 의해 상기 정보 기록면 근방에는 도달하지 않게 되고, 상기 제1 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 m차 회절광 중, 주로 상기 제1 광속 및 상기 제3 광속에 의해 빔 스폿을 형성하여 상기 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고, 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 n차 회절광 중, 주로 상기 제1 광속에 의해 빔 스폿을 형성하여 상기 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 회절 패턴은 상기 싱글 렌즈에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 차폐 수단은 상기 싱글 렌즈에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 정보 기록면에 입사하는 광속은 광축 근방의 제1 광속, 상기 제1 광속보다 외측의 제2 광속, 및 상기 제2 광속보다 외측의 제3 광속의 적어도 3개로 분할되어 있으며, 상기 제1 광원으로부터의 광속 중 상기 제1 광속 및 상기 제3 광속은 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 m차 회절광을 적어도 이용함으로써 빔 스폿을 형성하여 상기 제1 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고, 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 제1 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴으로부터의 n차 회절광 및 상기 제2 광속을 적어도 이용함으로써 빔 스폿을 형성하여 상기 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 제1 광속 중 광축으로부터 가장 벗어난 부분의 수속 위치가 상기 제2 광속의 수속 위치와 다른 것이 바람직하다.

그리고, 상기 대물 렌즈는 싱글 렌즈이며, 상기 회절 패턴은 상기 싱글 렌즈에 마련되어 있는 것이 바람직하며, 또한 상기 제2 광속은 상기 회절 패턴으로 회절되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 광속은 상기 회절 패턴이 없는 부분을 통과하도록 할 수 있다. 또한, 상기 제2 광원으로부터의 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA3 (NA2≤NA3<NAl) 이상인 광속을 차폐 수단에 의해 상기 정보 기록면의 근방에는 도달하지 않도록 할 수 있다.

그리고, 상기 차폐 수단은 파장 λ1의 광속을 투과하고 또한 파장 λ2의 광속을 반사하는 고리띠 다이크로 필터인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 광원으로부터의 광속의 상기 집광 광학계의 상기 회절 패턴 으로부터의 n차 회절광 중 광정보 기록 매체측의 개구수가 대략 NA2 이하인 부분의 광속에 의해 빔 스폿을 형성하여 상기 제2 광정보 기록 매체를 기록 및/또는 재생하고, 개구수가 대략 NA2 이상인 부분은 플레어광이 되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 유닛화되고, 상기 광검출기는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원에 대해 공통인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 대물 렌즈는 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광픽업 장치용의 대물 렌즈로써, 적어도 하나의 면에 회절 패턴을 갖고, 파장 780㎚인 평행 광속이 입사했을 때에 상기 대물 렌즈를 통과한 광속 중 상기 광정보 기록 매체측의 개구수가 0.45 이하인 부분에 대해서의, 두께 1.2㎜, 굴절율 1.57의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버로써, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 하고, 파장 650㎚의 평행 광속이 입사했을 때에 상기 대물 렌즈를 통과한 광속 중 상기 광정보 기록 매체측의 개구수가 0.6 이하인 부분에 대해서의 두께 0.6㎜, 굴절율 1.58의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분의 절대치를 WSA1λ1rms이라 한 때에,

0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms, 및

WSA1≤0.04λlrms

를 만족한다.

또한, 본 발명에 의한 광픽업용 대물 렌즈는 적어도 하나의 면인 유효 직경 전체면에 대략 고리띠형의 회절 패턴을 갖고, 광축을 포함하는 상기 대략 고리띠형의 회절 패턴의 주연부의 광축으로부터의 높이를 HX, 가장 외주의 고리띠의 높이를 HMAX라 한 때에,

0.15≤HX/HMAX≤0.65

를 만족한다.

그리고, 상기 대물 렌즈가 싱글 렌즈인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 다른 광픽업용 대물 렌즈는 적어도 하나의 면인 유효 직경 전체면에 대략 고리띠형의 회절 패턴이 형성되고, 적어도 어떤 파장의 광속에 대해 구면수차가 두 군데 이상에서 불연속이다.

그리고, 본 발명에 의한 또 다른 광픽업용 대물 렌즈는 싱글 렌즈로써 하나의 면인 유효 직경 전체면에 대략 고리띠형의 회절 패턴이 형성되고, 다른쪽 면은 연속면이며, 적어도 어느 파장의 광속에 대해 구면수차가 두 군데 이상에서 불연속이다.

또한, 본 발명에 의한 또 다른 광픽업용 대물 렌즈는 적어도 하나의 면인 광축 부분과 유효 직경 주변에는 고리띠형의 회절 패턴이 복수 설치되고, 고리띠와 그 인접한 고리띠 사이는 굴절면이며, 상기 굴절면과 상기 회절 패턴의 경계에서 구면수차가 불연속이다. 이 경우, 상기 대물 렌즈가 싱글 렌즈인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 회절 패턴의 고리띠수가 7 내지 30이도록 할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서의 집광 광학계는 예를 들어 CD와 DVD를 기록 또는 재생 가능하게 하는 광학계의 1 이상의 집합으로써, 정보 기록 매체 상으로의 정보의 기록 및/또는 정보 기록 매체상의 정보를 재생 가능하게 하기 위한 광학계 전체뿐 만 아니라, 그 광학계의 일부를 의미하는 것이라도 좋으며, 대물 렌즈를 포함하는 것이다.

본 발명의 대물 렌즈는 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광디스크의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 다른 제1 및 제2 광디스크(단, 제1 광디스크 쪽이 제2 광디스크보다도 대물 렌즈에 대한 필요 개구수가 크다고 함)에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 정보 기록 재생용의 광픽업 장치에 사용되는 대물 렌즈에 있어서,

레이저 광원측으로부터 순서대로, 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지고,

적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고,

서로 다른 2개의 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(tl<t2)라 하고, 파장 λ1의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NA1이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NA2(NA1≥NA2)라 한 때, 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이다.

상기 대물 렌즈는 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이도록 하고 있으므로, 다른 파장의 광원을 이용하여 다른 기판 두께의 광디스크에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 적절히 행할 수 있다.

상기 대물 렌즈는 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이므로, 광원 파장과 기판 두께의 조합을 변경한 경우라도 파면수차를 억제하는 수 있어 정보의 기록 및/또는 재생을 적절히 행할 수 있다.

단, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이상이라도 좋다.

상기 대물 렌즈는 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일한 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이다.

상기 대물 렌즈는 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 비슷하지 않은 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms(λ는 각각의 파장) 이하이다.

상기 대물 렌즈는 다음식을 충족시킨다.

<식 5>

0.4≤｜(Ph/Pf)-2｜≤25

단,

Pf : 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측 개구수 NA1에 있어서의 회절 고리띠의 피치

Ph : NA1의 1/2의 개구수에 있어서의 회절 고리띠의 피치

<식 5>는 회절 고리띠의 피치 즉 광축에 수직인 방향의 고리띠 사이의 간격에 관한 것이다. 광로차 함수가 h의 2승항밖에 갖고 있지 않으면, (Ph/Pf)-2=0이 되지만, 본 발명에서는 2개의 기판 두께의 차이에 의해 발생하는 구면수차의 차를 회절을 이용하여 양호하게 보정하기 위해, 광로차 함수의 고차의 항을 이용하는 것이 바람직하고, 이 때(Ph/Pf)-2가 0으로부터 어느 정도 벗어난 값을 취하는 것이 바람직하다. <식 5>에서 하한을 벗어나면, 고차의 구면수차를 보정하는 회절의 작용이 약해지며, 기판 두께의 차이에 의해 발생하는 2 파장간의 구면수차의 차를 회절의 작용으로 보정하는 것이 어려워진다. <식 5>에서 상한을 벗어나면 회절 고리띠의 피치가 과소가 되는 부위가 발생해 회절 효율이 높은 렌즈를 제조하는 것이 어려워진다.

상기 대물 렌즈가 다음식을 충족시키도록 하면 바람직하다.

<식 6>

0.8≤｜(Ph/Pf)-2｜≤6.0

상기 대물 렌즈가 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 7>

1.2≤｜(Ph/Pf)-2｜≤2.0

상기 대물 렌즈가 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 8>

0.70≤d1/f≤1.70

<식 9>

0.60≤r1/(nl·f)≤1.10

<식 10>

0.3≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤2.0

단,

d1 : 제1 렌즈의 축상 렌즈 두께

f : 촛점 거리

ri : 각 면의 근축 곡률 반경

n1 : 제1 렌즈의 굴절율

<식 8>은 제1 렌즈의 중심 두께에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나면 상고(像高) 특성이 열화한다. 한편, 그 상한을 벗어나면 렌즈가 박육화되어 픽업 크기가 커진다.

<식 9>는 제1 렌즈의 곡률 반경에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나 r1이 작아지면, 제1 렌즈면의 시프트 감도 혹은 틸트 감도가 증대한다. 한편, 상한을 벗어나 r1이 커지면, 제2 렌즈의 파워 부담이 증가해 제2 렌즈의 렌즈 두께에 대한 오 차 감도가 증대한다. <식 10>은 제1 렌즈의 형상에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나 양 볼록 대칭 형상에 가까워지면 구면수차의 보정이 어렵다. 한편, 그 상한을 벗어나 메니스커스의 정도가 커지면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면 사이의 축 어긋남에 의한 수차 열화가 크다.

또한, 상기 대물 렌즈가 다음식을 만족하도록 하면 보다 바람직하다.

<식 11>

1.00≤d1/f≤1.40

<식 12>

0.70≤r1/(nl·f)≤0.90

<식 13>

0.4≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤1.4

본 발명의 광픽업 장치는 파장이 다른 광원으로부터의 광속을 광디스크의 기록면에 집광하기 위한 대물 렌즈를 포함하는 집광 광학계와, 상기 기록면으로부터의 반사광을 검출하기 위한 수광 수단을 갖고, 투명 기판 두께가 다른 제1 및 제2 광디스크(단, 제1 광디스크 쪽이 제2 광디스크보다도 대물 렌즈에 대한 필요 개구수가 크다고 함)에 대해, 정보의 기록 또는 재생이 가능한 정보 기록 재생용의 광픽업 장치에 있어서,

상기 대물 렌즈가 레이저 광원측으로부터 순서대로, 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지며,

적어도 하나의 면이 회절 고리띠를 갖는 회절면이며,

서로 다른 2개의 파장을 λ1, λ2(λ1<λ2)라 하고,

서로 다른 2개의 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께를 t1, t2(t1<t2)라 하고,

파장 λ1의 광속에 의해, 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NAl이라 하고, 파장 λ2의 광속에 의해 투명 기판의 두께 t2의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 소정의 상측 개구수를 NA2(NA1≥NA2)라 한 때, 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA2의 조합에 대해 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이다.

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈는 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1과 상측 개구수 NA1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NA2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이도록 하고 있으므로, 다른 파장의 광원을 이용하여 다른 기판 두께의 광디스크에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 적절히 행할 수 있다.

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈는 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NAl의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이므로, 광원 파장과 기판 두께의 조합을 변경한 경우라도, 파면수차를 억제할 수 있어 정보의 기록 및/또는 재생을 적절히 행할 수 있다.

단, 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2와 상측 개구수 NAl의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이상이라도 좋다.

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈는 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일한 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms 이하이다.

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈는 소정 위치의 물점과 파장 λ1과 투명 기판의 두께 t1의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λlrms 이하이며, 또한 상기 소정 위치와 광학적으로 동일하지 않은 거리에 있는 물점과 파장 λ2와 투명 기판의 두께 t2의 조합에 대해, 그 파면수차가 0.07λ2rms(λ는 각각의 파장) 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈는 다음식을 충족시킨다.

<식 5'>

0.4≤｜(Ph/Pf)-2｜≤25

단,

Pf : 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측 개구수 NAl에 있어서의 회절 고리띠의 피치

Ph : NA1의 1/2의 개구수에 있어서의 회절 고리띠의 피치

<식 5'>는 회절 고리띠의 피치 즉 광축에 수직인 방향의 고리띠 사이의 간격에 관한 것이다. 광로차 함수가 h의 2승항밖에 갖고 있지 않으면, (Ph/Pf) -2=0이 되지만, 본 발명에서는 2개의 기판 두께의 차이에 의해 발생하는 구면수차의 차를 회절을 이용하여 양호하게 보정하기 위해, 광로차 함수의 고차의 항을 이용하는 것이 바람직하고, 이 때 (Ph/Pf)-2가 0으로부터 어느 정도 벗어난 값을 취하는 것이 바람직하다. <식 5'>에서 하한을 벗어나면, 고차의 구면수차를 보정하는 회절의 작용이 약해져 기판 두께의 차이에 의해 발생하는 2 파장간의 구면수차의 차를 회절 작용으로 보정하는 것이 어려워진다. <식 5'>에서 상한을 벗어나면 회절 고리띠의 피치가 과소가 되는 부위가 발생해 회절 효율이 높은 렌즈를 제조하는 것이 어려워진다.

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈가 다음식을 충족시키도록 하면 바람직하다.

<식 6'>

0.8≤｜(Ph/Pf)-2｜≤6.0

상기 광픽업 장치의 대물 렌즈가 다음식을 충족하도록 하면 보다 바람직하다.

<식 7'>

1.2≤｜(Ph/Pf)-2｜≤2.0

또, 상기 광픽업 장치의 대물 렌즈가 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 8'>

0.70≤d1/f≤1.70

<식 9'>

0.60≤rl/(nl·f)≤1.10

<식 10'>

0.3≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤2.0

단,

d1 : 제1 렌즈의 축상 렌즈 두께

f : 촛점 거리

ri : 각 면의 근축 곡률 반경

n1 : 제1 렌즈의 굴절율

<식 8'>는 제1 렌즈의 중심 두께에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나면 상고 특성이 열화한다. 한편, 그 상한을 벗어나면 렌즈가 박육화되어 픽업의 사이즈가 커진다. <식 9'>는 제1 렌즈의 곡률 반경에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나 r1이 작아지면, 제1 렌즈면의 시프트 감도 혹은 틸트 감도가 증대한다. 한편, 상한을 벗어나 r1이 커지면, 제2 렌즈의 파워 부담이 증가해, 제2 렌즈의 렌즈 두께에 대한 오차 감도가 증대한다. <식 10'>는 제1 렌즈의 형상에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나 양 볼록 대칭 형상에 가까워지면 구면수차의 보정이 어렵다. 한편, 그 상한을 벗어나 메니스커스의 정도가 커지면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면 사이의 축 어긋남에 의한 수차 열화가 크다.

또한, 상기 광픽업 장치의 대물 렌즈가 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 11'>

1.00≤dl/f≤1.40

<식 12'>

0.70≤r1/(nl·f)≤0.90

<식 13'>

0.4≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤1.4

본 발명의 광학 소자는,

광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하고, 또는 광정보 기록 매체에 정보를 기록하기 위한 광픽업 장치에 있어서 사용되는 광학 소자로써,

광축과 회절부를 구비하고,

상기 회절부는 복수의 영역을 갖고, 상기 복수의 영역이 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 차수는 각각 0이 아니며 또한 절대치가 서로 다르다.

예를 들어 개구수가 다른 광속을 이용하여 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치에 있어서, 개구수(NA)가 작은 측의 사용 상태에서 소정 개구수의 외측의 광속을 플레어로 하면, 작은 개구수(NA)를 위한 개구 제한을 이용하지 않아도, 빔 직경이 지나치게 교축되는 일 없어 비교적 큰 스폿 직경을 얻을 수 있다. 그래서, 본 발명과 같이 회절 고리띠를 마련한 광학 소자를 이용하면, 어떠한 개구수의 광속을 이용한 경우라도 적절한 스폿을 형성할 수 있으므로, 예를 들어 CD와 DVD 등 다른 복수종의 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

보다 구체적으로 설명하면, 블레이즈화한 광학 소자를 이용하여, 다른 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생을 행하는 경우, 소정 개구수 이상의 교축 직경의 광속에 의해서도, 소정 개구수의 광학 소자를 이용한 경우와 마찬가지인 스폿 직경을 얻을 수 있는 소정 개구수 이상의 광속에 구면수차를 발생시켜 플레어화할 수 있다. 그런데, 이 플레어가 좁은 범위에 수속하여 있거나 강도가 크면, 검출기에 의해 포커스 신호나 트래킹 신호 등으로서 잘못 검출될 우려가 있다.

그래서, 본 발명과 같이 예를 들어 광정보 기록 매체로서 CD와 DVD를 이용하는 경우, CD에 대한 소정 개구수 이상의 부분을 DVD 기록 또는 재생용 광속의 파장에 대해 ＋2차 회절광을 가장 강하게 발생시키는 광학 소자를 블레이즈화하면, ＋1차 회절광에 대해 블레이즈화한 때에 비교하여, CD에 대해 소정 개구수 이상의 플레어해야 할 광속이 다른 차수로 분산하여 회절 효율을 저하시킬 수 있으므로, 주(主)차수(여기서는 ＋2차)의 플레어의 영향을 경감할 수 있다. 또한 이 때, ＋1차광, ＋3차광 등 다른 불필요 차수의 광속은 기록면 상에서 보다 큰 플레어로 할 수 있어 영향을 작게 억제할 수 있는 것이다. 또, 본 발명에 있어서 복수의 영역이라 함은 2개 이상의 영역을 말한다.

또한, 상기 광학 소자의 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 광축으로부터 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한 ｜n1｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생한다. 또한, 제1 차수와 제2 차수라 함은 0차광이 아니며 또한 그 절대치가 같아지지 않는 한, 어떠한 차수도 선택할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 광축으로부터 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1 ≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생해 양호하게 교축된 스폿을 얻을 수 있다.

본 명세서 중, 광학 소자라 함은 렌즈, 프리즘, 미러, 평행 평판 등을 말한다. 또, 고리띠(회절 고리띠)는 광축을 포함하는 단면으로 회절 형상을 본 때에, 여기에서는 단(段)(스텝)으로부터 단(스텝)까지를 하나의 고리띠라 간주한다.

도43은 회절부로서의 회절 고리띠를 마련한 광학 소자로서의 렌즈의 예를 도시한 모식도이다. 도43에 있어서는 회절 고리띠의 피치 및 단차는 이해하기 쉽도록 실제보다도 크게 그려지고, 그 수도 이해하기 쉽도록 적게 그려져 있다.

도43에 도시한 렌즈(3) 좌측의 광학면에 있어서, 광축(X)으로부터 소정 거리(H) 벗어난 점의 내측과 외측에서, 회절 고리띠의 형상이 크게 다르다. 보다 구체적으로는 광축(X)으로부터 소정 거리(H) 벗어난 점의 내측에 있어서는 회절 고리띠(3a)는 제1 차수(예를 들어 ＋1일차)의 회절광의 강도가 가장 강해지는 피치 및 단차를 가지고 있다. 한편, 광축(X)으로부터 소정 거리(H) 벗어난 점의 외측에 있어서는 회절 고리띠(3b)는 제1 차수와는 다른 제2 차수(예를 들어 ＋2차)의 회절광의 강도가 가장 강해지는 피치 및 단차를 갖고 있다. 단, 회절차수의 부호는 회절에 의해 수속하는 방향으로 광속이 편향될 때를 정의 차수라 한다.

여기에서, 피치 및 단차를 조정함으로써, 가장 강도가 높아지는 회절광의 차수를 결정할 수 있다. 덧붙여서, 광속이 회절 고리띠(3a)를 통과한 때에, ＋1차의 회절광의 강도가 가장 높아지며, 또한 회절 고리띠(3b)를 통과한 때에 ＋2차의 회절광의 강도가 가장 높아지는 경우에는 광축(X)으로부터 소정 거리(H) 벗어난 점의 외측의 회절 고리띠(3b)의 피치(p2) 및 단차(d2)는 일차 회절광으로 블레이즈화하 는 경우에 비교하여, 각각 2배가 된다.

상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 회절 고리띠에 있어서의 단차의 최대치와 단차의 최소치는 1.5배 이상 다르며, 그로써 상기 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한 ｜1n｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생하도록 되어 있다.

대물 렌즈 등의 광학 소자를 블레이즈화함으로써 회절 고리띠를 형성하는 경우, 회절 고리띠의 단차의 깊이는 가장 강도를 높여야 할 회절차수, 입사 광속의 파장, 광속의 입사각에 의거하여 결정된다. 이러한 조건은 하나의 광학면 상에 있어서, 예를 들어 ＋1차광과 ＋2차광와 같이 다른 차수의 회절광을 발생시키는 고리띠를 병설하는 경우에 필요한 조건이다. 입사 광속의 파장이나 광속의 입사각이 위치에 의해 변할 수 있는 경우를 가미하면, 회절 고리띠의 단차의 최대치와 최소치의 비가 1.5배 이상인 것이 다른 차수의 회절광을 적절하게 발생시키는 조건의 하나라 할 수 있다.

상기 단차의 최대치와 상기 단차의 최소치는 6배 이상 다르지 않다. 지나치게 높은 차수의 회절광에 적합하도록 블레이즈화되면, 정보 기록 또는 재생에 필요한 차수의 회절광 주위에, 불필요한 차수의 회절광이 결상하여 악영향을 끼칠 우려가 있기 때문이다.

상기 제1 차수를 n1이라 하고, 상기 제2 차수를 n2라 한 때에, n1=1 및 n2≥2(단, 회절차수의 부호는 회절에 의해 수속하는 방향으로 광속이 변경될 때의 차수를 정으로 함)가 성립한다.

상기 광학 소자는 n2=2가 성립한다.

상기 광학 소자의 상기 회절 고리띠는 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 소정 파장의 상기 제1 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되고, 광축으로부터 소정 거리의 외측에서는 상기 소정의 파장과는 다른 파장의 상기 제2 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 블레이즈화한다고 하는 것은 광학 소자의 모비구면의 표면에, 소정 차수의 회절 효율이 최대가 되도록 단면 형상이 톱니형의 회절 고리띠를 형성하는 것을 말한다.

상기 광학 소자는 광픽업 장치용의 대물 렌즈이다.

본 발명의 광픽업 장치는 상기 광학 소자를 이용하여 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하고, 또는 광정보 기록 매체에 정보를 기록한다.

본 발명의 광픽업 장치는 적어도 2 종류의 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하고, 또는 광정보 기록 매체에 정보를 기록하기 위한 광픽업 장치로써,

제1 파장 λ1을 갖는 제1 광속을 사출하는 제1 광원과,

상기 제1 파장 λ1과는 다른 제2 파장 λ2를 갖는 제2 광속을 사출하는 제2 광원과,

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

상기 제1 및 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

상기 대물 렌즈는 광축과 회절부를 구비하고,

상기 회절부는 복수의 영역을 갖고, 상기 복수의 영역이 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 차수는 각각 0이 아니며 또한 절대치가 서로 다르며,

상기 제1 광원은 두께 t1을 갖는 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하기 위해, 또는 정보를 기록하기 위해 상기 제1 광속을 사출하고,

상기 제2 광원은 상기 제1 투명 기판의 상기 두께 t1과는 다른 두께 t2를 갖는 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체로부터 정보를 재생하기 위해, 또는 정보를 기록하기 위해 제2 광속을 사출하고,

상기 집광 광학계는 상기 제1 광원으로부터의 광속을 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에, 파장 λ1의 광속에 의한 상기 제1 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생에 필요한 대물 렌즈 상측의 소정 개구수 NAl 내에서는 파면수차 0.07λlrms 이하의 상태에서 집광 할 수 있고,

또한 상기 제2 광원으로부터의 광속을 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에, 파장 λ2의 광속에 의한 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록 또는 재생에 필요한 대물 렌즈의 상측의 소정 개구수 NA2 내에서는 파면수차 0.07λ2rms 이하의 상태에서 집광할 수 있고,

또한, 이하의 조건을 충족시키는 광픽업 장치.

<식 14>

λ1<λ2

<식 15>

t1<t2

<식 16>

NA1>NA2

개구수 NAl, NA2의 다른 제1 및 제2 광속을 이용하여 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치에 있어서, 개구수가 작은 측(NA2)의 사용 상태에서 소정 개구수의 외측의 광속을 플레어라 하면, 작은 개구수(NA2)를 위한 개구 제한을 이용하지 않고도 빔 직경이 지나치게 교축되는 일이 없어 비교적 큰 스폿 직경을 얻을 수 있다. 그래서, 본 발명과 같이 회절 고리띠를 마련한 대물 렌즈를 이용하면, 어떠한 개구수의 광속을 이용한 경우라도 적절한 스폿을 형성할 수 있으므로, 예를 들어 CD와 DVD 등 다른 복수종의 광정보 기록 매체에 대해, 정보의 기록 재생을 행하는 광픽업 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

보다 구체적으로 설명하면, 블레이즈화한 대물 렌즈를 이용하여 다른 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 또는 재생을 행하는 경우, 소정 개구수 이상의 교축 직경의 광속에 의해서도 소정 개구수의 광학 소자를 이용한 경우와 마찬가지인 스폿 직경을 얻을 수 있는 소정 개구수 이상의 광속에 구면수차를 발생시켜 플레어화할 수 있다. 그런데, 이 플레어가 좁은 범위에 수속하여 있거나 강도가 크면 검출 기에 의해 포커스 신호나 트래킹 신호 등으로서 잘못 검출될 우려가 있다.

그래서, 본 발명과 같이 예를 들어 광정보 기록 매체로서 CD와 DVD를 이용하는 경우, CD에 대한 소정 개구수 이상의 부분을 DVD 기록 또는 재생용의 광속의 파장에 대해 ＋2차 회절광을 가장 강하게 발생시키는 대물 렌즈를 블레이즈화하면, ＋1차 회절광에 대해 블레이즈화한 때에 비교하여, CD에 대해 소정 개구수 이상의 플레어해야 할 광속이 다른 차수로 분산되어 회절 효율을 저하시킬 수 있으므로, 주차수(여기에서는 ＋2차)의 플레어의 영향을 경감할 수 있다. 또한 이 때, ＋1차광, ＋3차광 등 다른 불필요 차수의 광속은 기록면 상에서 보다 큰 플레어로 할 수 있어 영향을 작게 억제할 수 있는 것이다. 또, 본 발명에 있어서 복수의 영역이라 함은 2개 이상의 영역을 말한다.

상기 광픽업 장치는 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 광축으로부터 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한｜n1｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생한다.

또한 본 발명에 있어서는 상기 광축으로부터 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(nl≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 양호하게 교축된 스폿을 얻을 수 있다.

상기 광픽업 장치의 상기 회절부는 상기 복수의 영역마다 회절 고리띠를 갖고, 상기 회절 고리띠에 있어서의 단차의 최대치와 단차의 최소치는 1.5배 이상 다르며, 그로써 상기 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 제1 차수(n1≠0)의 회절광을 가장 강하게 발생하고, 그 외측에서는 상기 제1 차수와는 다른 제2 차수(n2≠0 또한｜1n｜≠｜n2｜)의 회절광을 가장 강하게 발생하도록 되어 있다.

대물 렌즈를 블레이즈화함으로써 회절 고리띠를 형성하는 경우, 회절 고리띠의 단차의 깊이는 가장 강도를 높여야 할 회절차수, 입사 광속의 파장, 광속의 입사각에 의거하여 결정된다. 이러한 조건은 하나의 광학면 상에 있어서, 예를 들어 ＋1차광과 ＋2차광과 같이 다른 차수의 회절광을 발생시키는 고리띠를 병설하는 경우에 필요한 조건이다. 입사 광속의 파장이나 광속의 입사각이 위치에 따라 변할 수 있는 경우를 가미하면, 회절 고리띠의 단차의 최대치와 최소치의 비가 1.5배 이상인 것이 다른 차수의 회절광을 적절하게 발생시키는 조건의 하나라 할 수 있다.

상기 광픽업 장치는 상기 광축으로부터 소정 거리의 외측에서는 유효 직경 내에 있어서 회절 고리띠의 최소 피치가 10㎛ 이상 80㎛ 이하이다. 최소 피치가 10㎛ 이상이면 고리띠 가공이 용이해지며, 최소 피치가 80㎛ 이하이면 회절 작용을 효과적으로 얻을 수 있기 때문이다.

상기 광픽업 장치는 상기 단차의 최대치와 상기 단차의 최소치는 6배 이상 다르지 않다. 지나치게 높은 차수의 회절광에 적합하도록 블레이즈화되면, 정보 기록 또는 재생에 필요한 차수의 회절광 부근에, 불필요한 차수의 회절광이 결상하여 악영향을 끼칠 우려가 있기 때문이다.

상기 광픽업 장치는 상기 제1 차수를 n1이라 하고, 상기 제2 차수를 n2라 한 때에, n1=1 및 n2≥2(단, 회절차수의 부호는 회절에 의해 수속하는 방향으로 광속이 변경될 때의 차수를 정으로 함)가 성립한다.

상기 광픽업 장치는 n2=2가 성립한다.

상기 광픽업 장치는 상기 회절 고리띠는 광축으로부터 상기 소정 거리의 내측에서는 소정 파장의 상기 제1 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화되고, 광축으로부터 소정 거리의 외측에서는 상기 소정의 파장과는 다른 파장의 상기 제2 차수의 회절광에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 블레이즈화된다.

상기 광픽업 장치는 상기 집광 광학계는 상기 제2 광원으로부터의 광속을 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에, 개구수 NA1 내에서는 파면수차 0.07λ2rms 이상의 상태에서 집광하므로, 보다 큰 플레어광을 형성할 수 있다.

상기 광픽업 장치는 상기 대물 렌즈에 있어서의 상기 회절부의 상기 소정의 거리는 상기 NA2의 광속이 통과하는 범위에 대략 상당한다.

상기 광픽업 장치는 상기 집광 광학계는 파장 λ2의 광속에 대해, 상기 광축으로부터 소정의 거리에 있어서 구면수차가 불연속이다.

본 명세서 중에서 이용하는 회절 패턴(또는 회절면, 회절부)이라 함은 광학 소자의 표면, 예를 들어 렌즈의 표면에 릴리프를 마련하여, 회절에 의해 광속을 집광 혹은 발산시키는 작용을 갖게 한 형태(또는 면)의 것을 말하며, 하나의 광학면에 회절을 발생하는 영역과 발생하지 않는 영역이 있는 경우는 회절을 발생하는 영역을 말한다. 릴리프의 형상으로서는 예를 들어, 광학 소자의 표면에 광축을 중심으로 하는 대략 동심원형의 고리띠로서 형성되고, 광축을 포함하는 평면에서 그 단면을 보면 각 고리띠는 톱니와 같은 형상이 알려져 있지만, 그와 같은 형상을 포함 하는 것이다.

본 명세서 중에 있어서, 대물 렌즈라 함은 좁은 의미로는 광픽업 장치에 광정보 기록 매체를 장전한 상태에 있어서, 가장 광정보 기록 매체측의 위치에서 이와 대향하도록 배치되는 집광 작용을 갖는 렌즈를 가리키며, 넓은 의미로는 그 렌즈와 함께 작동기에 의해 적어도 그 광축 방향으로 작동 가능한 렌즈군을 가리키는 것으로 한다. 여기에서, 이러한 렌즈군이라 함은 적어도 1매 이상(예를 들어 2매)의 렌즈를 가리키는 것이다. 따라서, 본 명세서 중에 있어서, 대물 렌즈의 광정보 기록 매체측의 개구수(NA)라 함은 대물 렌즈의 가장 광정보 기록 매체측에 위치하는 렌즈면의 개구수(NA)를 가리키는 것이다. 또한, 본 명세서 중에서는 개구수(NA)는 각각의 광정보 기록 매체의 규격으로 규정되어 있는 개구수, 혹은 각각의 광정보 기록 매체에 대해, 사용하는 광원의 파장에 따라 정보의 기록 또는 재생을 하기 위해 필요한 스폿 직경을 얻을 수 있는 회절 한계 성능의 대물 렌즈의 개구수를 나타낸다.

본 명세서 중에 있어서, 광정보 기록 매체(광디스크)로서는 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, 혹은 MD 등의 디스크형의 현재의 광정보 기록 매체 및 차세대의 기록 매체 등도 포함된다. 대부분의 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에는 투명 기판이 존재한다. 그러나, 투명 기판의 두께가 대부분 제로에 가까운 것, 혹은 투명 기판이 전혀 없는 것도 존재 혹은 제안되어 있다. 설명의 형편상, 본 명세서 중「투명 기판을 거쳐서」라고 기재하는 경우가 있지만, 이러한 투명 기 판은 두께가 제로인, 즉 투명 기판이 전혀 없는 경우도 포함하는 것이다.

본 명세서 중에 있어서, 정보의 기록 및 재생이라 함은 상기와 같은 정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 정보를 기록하는 것, 정보 기록면 상에 기록된 정보를 재생하는 것을 말한다. 본 발명의 광픽업 장치는 기록만 혹은 재생만을 행하기 위해 이용되는 것이라도 좋으며, 기록 및 재생의 양방을 행하기 위해 이용되는 것이라도 좋다. 또한, 어떤한 정보 기록 매체에 대해서는 기록을 행하고, 별도의 정보 기록 매체에 대해서는 재생을 행하기 위해 이용되는 것이라도 좋으며, 어떠한 정보 기록 매체에 대해서는 기록 또는 재생을 행하고, 별도의 정보 기록 매체에 대해서는 기록 및 재생을 행하기 위해 이용되는 것이라도 좋다. 또, 여기에서 말하는 재생이라 함은 단순히 정보을 읽어내는 것을 포함하는 것이다.

본 발명의 광픽업 장치는 각종 플레이어 또는 드라이브 등, 혹은 그들을 조립한 AV기기, 퍼스널 컴퓨터, 그 밖의 정보 단말 등의 음성 및/또는 화상의 기록 및/또는 재생 장치에 탑재할 수 있다. 이들의 기록 및/또는 재생 장치는 스핀들 모터 등을 가지고 있는 것이 바람직하다.

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

회절면은 회절 릴리프를 제거한 거시적인 형상을 도시한 모비구면과, 광로차 함수로 나타낸다. 광로차 함수는 기준 파장의 1차 회절광에 대해 회절면에 의해 부가되는 광로차를 나타내는 것으로 하고, 광로차 함수의 값이 mλ(m은 회절차수)변경할 때 마다 회절 고리띠를 마련한다.

본 발명의 실시예에서는 회절면의 모비구면 및 광로차 함수를 광축으로부터 의 거리(hb)를 경계로 하여, 그 내측(광축측)과 외측(주변측)으로 각각 별도의 함수로 나타낸다.

이 때 모비구면 및 광로차 함수가 경계(hb)에서 실질적으로 연속하므로, 외측의 모비구면 및 외측의 광로차 함수에는 정수항을 마련했다.

광로차 함수ø(h)는 다음식으로 나타낸다.

<식 17>

ø(h)=b0＋b2×h2＋b4×h4＋b6×h6＋…

단,

h : 광축으로부터의 거리

b0, b2, b4, b6, … : 광로차 함수의 계수

한편, 비구면은 다음식으로 나타낸다.

<식 18>

x=(h2/r)/(1＋√(1-(1＋k)h2/r2))＋A0＋A2×h2＋A4×h4＋A6×h6＋…

단,

A0, A2, A4, A6, … : 비구면 계수

k : 원뿔 계수

r : 근축 곡률 반경

r, d, n, νd는 렌즈의 곡률 반경, 면 간격, 기준 파장에서의 굴절율, 아베수를 나타낸다.

상기한 정의를 기초로 한 경우, 광로차 함수의 2차 계수를 영이 아닌 값으로 함으로써, 렌즈에 파워를 갖게 할 수 있다. 또한, 광로차 함수의 2차 이외의 계수, 예를 들어 4차 계수, 6차 계수, 8차 계수, 10차 계수 등을 영이 아닌 값으로 함으로써 구면수차를 제어할 수 있다. 또, 여기에서, 제어한다는 하는 것은 굴절파워를 갖는 부분이 갖는 구면수차를 반대의 구면수차를 발생시켜 보정하거나, 전체의 구면수차를 원하는 값으로 하는 것을 의미한다.

도1은 본 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개략 구성도이다. 도1에 있어서, 제1 광정보 기록 매체(광디스크, 예를 들어 CD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 제1 광원(11)과, 제2 광정보 기록 매체(광디스크, 가령 DVD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 제1 광원(11)이라 함은 파장이 다른 제2 광원(12)을 구비하고, 각각의 광원으로부터 사출되는 발산 광속의 발산각을 소망의 발산각으로 변환하는 커플링 렌즈(21, 22)와, 상기 광속을 대략 하나의 방향으로 진행하도록 합성하는 광합성 수단인 빔분할기(62)와, 빔분할기(62)로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 정보 기록면(5)에 집광하는 대물 렌즈(3)와, 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 수광 수단으로서의 광검출기(41, 42)를 구비하고 있다. 도면 중, 도면 부호 8은 조리개, 9는 원통형 렌즈, 71, 72는 1/4 파장판, 15는 광원(11)으로부터의 발산 광속의 발산도를 작게 하기 위한 커플링 렌즈, 16은 오목 렌즈, 17은 반사 광속을 분리하기 위한 홀로그램이다. 대물 렌즈(3)는 후술한 제1 실시예 내지 제3 실시예를 이용한다.

제1 광원(11)은 파장 λ1=635 또는 650㎚ 정도의 레이저광을 사출하고, 이 때 투명 기판 두께 t1=0.6㎜의 광정보 기록 매체(DVD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 데 필요한 대물 렌즈의 개구수를 NA1=0.6 내지 0.65라 한다. 제2 광원(12)은 파장 λ2=780㎚ 정도의 레이저광을 사출하고, 이 때 투명 기판 두께 t2=1.2㎜의 광정보 기록 매체(CD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 데 필요한 대물 렌즈의 개구수를 NA2=0.5라 한다.

본 실시 형태에 있어서의 고NA 대물 렌즈로, 두께가 다른 정보 기록 매체에 대응할 수 있는 대물 렌즈를 얻기 위한 회절면의 역할은 구면수차의 보정이지만, 구면수차의 보정에 대해 이하와 같이 한다.

본 실시예에 있어서는 투명 기판의 두께 t1의 기록 매체에 대한 물점의 위치와, 투명 기판의 두께 t2의 기록 매체에 대한 물점의 위치가 비슷해져 있으며, 예를 들어 대물 렌즈에는 모두 콜리메이트된 평행광이 입사하므로, 회절면만의 작용에 의해 기판 두께의 차이에 의한 구면수차를 보정한다. 본 실시예에서는 투명 기판의 두께 t2의 기록 매체에 대해 필요한 개구수 NA2의 범위까지 구면수차를 작게 하고, 개구수 NA1이라부터 개구수 NA2까지의 범위는 구면수차를 크게 하고 있다.

<제1 실시예>

도2는 제1 실시예의 대물 렌즈의 단면도이며, 도3은 제1 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도이다. 표 1 및 표 2에, 제1 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 1)

제1 실시예

광원 파장 λ=655㎚인 때,

촛점 거리 f=3.30,

상측 개구수 NA=0.65

광원 파장 λ=785㎚인 때,

촛점 거리 f=3.32,

상측 개구수 NA=0.65

(소정 개구수 NA=0.50)

첨자 1은 λ=655㎚인 때, 첨자 2는 λ=785인 때를 나타낸다.

(표 2)

<제2 실시예>

도4는 제2 실시예의 대물 렌즈의 단면도이며, 도5는 제2 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도이다. 표 3 및 표 4에, 제2 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 렌즈 데이타를 타나낸다.

(표 3)

제2 실시예

광원 파장 λ=635인 때,

촛점 거리 f=3.30,

상측 개구수 NA=0.60

광원 파장 λ=785㎚인 때,

촛점 거리 f=3.32,

상측 개구수 NA=0.60

(소정 개구수 NA=0.50)

첨자 1은 λ=655㎚인 때, 첨자 2는 λ=785㎚인 때를 나타낸다.

(표 4)

도6은 제3 실시예의 대물 렌즈의 단면도이며, 도7은 제3 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도이며, 도7의 (a)는 DVD의 정보 기록/재생 조건에 있어서의 수차도이며, 도7의 (b)는 CD의 정보 기록/재생 조건에 있어서의 수차도이다. 표 5 및 표 6에, 제3 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 5)

제3 실시예

광원 파장λ=650mn인 때,

촛점 거리 f=3.36,

상측 개구수 NA=0.63

광원 파장 λ=780㎚인 때,

촛점 거리 f=3.38,

상측 개구수 NA=0.63

(소정 개구수 NA=0.50)

첨자 1은 λ=650인 때, 첨자 2는 λ=780㎚인 때를 나타낸다.

(표 6)

표 7에, 상술한 각 조건식을 만족하고 있는 제1, 제2 실시예 및 제3 실시예의 각 데이타를 통합하여 나타낸다. 또한, 표 중에 있어서, 예를 들어 p_i는 i 번째 고리띠에 있어서의 피치를 나타낸다.

(표 7)

이상의 제1 실시예로부터 제3 실시예에 나타낸 바와 같이, 집광 광학계가 제2 광정보 기록 매체의 기록·재생을 행하기 위해, 제2 광속을 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 가짐으로써, 불필요광이 광검출기에 조사하는 것을 방지 할 수 있어 검출 정밀도를 향상할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 적합한 실시 형태의 광픽업 장치에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도10은 본 실시 형태의 대물 렌즈 및 이를 포함하는 광픽업 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.

도10의 광픽업 장치는 예를 들어 광정보 기록 매체인 CD, DVD의 양방에 대해 제1 및 제2 광원으로부터의 각 파장이 650㎚과 780㎚의 빛에 의해 그 정보 기록면으로부터 정보을 읽어내도록 구성되어 있다.

도10과 같이, 광픽업 장치는 DVD용으로서 파장 650㎚의 빛을 출사하는 제1 반도체 레이저(111)와, CD용으로서 파장 780㎚의 빛을 출사하는 제2 반도체 레이저(112)가 광원으로서 유닛화되어 있다. 콜리메이터(13)와 대물 렌즈(16) 사이에 빔분할기(120)가 배치되고, 콜리메이터(13)에서는 대략 평행해진 광이 빔분할기(120)를 통과하여 대물 렌즈(16)로 향한다. 또한, 투명 기판(21)을 갖는 광디스크(20)의 정보 기록면(22)으로부터 반사한 광속이 광로 변경 수단으로서의 빔분할기(120)에서 광검출기(30)를 향하도록 광로를 변경한다. 대물 렌즈(16)는 그 외주에 플랜지부(16a)를 갖고, 이 플랜지부(16a)에 의해 대물 렌즈(16)를 광픽업 장치에 용이하게 부착할 수 있다. 또한, 플랜지부(16a)는 대물 렌즈(16)의 광축에 대해 대략 수직 방향으로 연장된 면을 가지므로, 더욱 정밀도가 높은 부착을 용이하게 할 수 있다.

제1 광디스크(DVD)를 재생하는 경우, 도면의 실선과 같이 제1 반도체 레이저(111)로부터 출사된 광속은 콜리메이터(13)를 투과하여 평행 광속이 된다. 또한 빔분할기(120)를 경유하여 조리개(17)에 의해 교축되고, 대물 렌즈(16)에 의해 제1 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)를 거쳐서 빔분할기(120)로 반사되고, 원통형 렌즈(180)에 의해 비점수차가 부여되어, 오목 렌즈(50)를 경유하여 광검출기(30) 상에 입사하고, 광검출기(30)로부터 출력되는 신호를 이용하여 제1 광디스크(20)에 기록된 정보의 판독 신호를 얻을 수 있다.

또한, 광검출기(30) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 의한 광량 변화를 검출하여 촛점 검출이나 트랙 검출을 행한다. 이 검출에 의거하여 2차원 작 동기(150)가 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 제1 광디스크(20)의 정보 기록면(22) 상에 결상하도록 대물 렌즈(16)를 이동시키는 동시에, 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 소정의 트랙에 결상하도록 대물 렌즈(16)를 이동시킨다.

다음에, 제2 광디스크(CD)를 재생하는 경우, 도면의 파선과 같이 제2 반도체 레이저(112)로부터 출사된 광속은 콜리메이터(13)를 투과하여 평행 광속이 된다. 또한 빔분할기(120)를 지나서 조리개(17)에 의해 교축되고, 대물 렌즈(16)에 의해 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)를 거쳐서 빔분할기(120)에 의해 반사되고, 원통형 렌즈(180)에 의해 비점 수차가 주어져, 오목 렌즈(50)를 지나서 광검출기(30) 상으로 입사하고, 광검출기(30)로부터 출력되는 신호를 이용하여, 제2 광디스크(20)에 기록된 정보의 판독 신호를 얻을 수 있다. 또한, 광검출기(30) 상에서의 스폿의 형상 변화, 위치 변화에 의한 광량 변화를 검출하여 촛점 검출이나 트랙 검출을 행한다. 이 검출에 의거하여 2차원 작동기(15) 또는 제1 반도체 레이저(111)로부터의 광속을 제2 광디스크(20)의 정보 기록면(22) 상에 결상하도록 대물 렌즈(16)를 이동시키는 동시에, 제2 반도체 레이저(112)로부터의 광속을 소정의 트랙에 결상하도록 대물 렌즈(16)를 이동시킨다.

도10의 대물 렌즈(16)는 회절 패턴이 형성된 싱글 렌즈이며, 대물 렌즈(16)를 투과한 제2 반도체 레이저(112)로부터의 광속 중, 광디스크측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 제2 광디스크의 투명 기판을 통과했을 때의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버(보정 과잉)가 되어 있으며, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 한 때에,

0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms

이도록 설계되고, 이 범위만큼 잔류수차가 있다. 또, NA1은 제1 광디스크측의 필요 개구수이며, NA2는 제2 광디스크측의 필요 개구수이다.

또한, 제1 반도체 레이저(111) 및 제2 반도체 레이저(112)로부터의 광속이 회절 패턴을 통과함으로써 발생하는 각 회절광은 0차 이외의 동차수의 회절광이다. 제1 광디스크의 재생시에 있어서의 대물 렌즈(16)의 광디스크측의 결상 배율(M1)과, 제2 광디스크의 재생시에 있어서의 대물 렌즈(16)의 광디스크측의 결상 배율(M2)은 대략 비슷하게 거의 0이다. 이로 인해, 도1의 광픽업 장치에서는 광검출기가 1개로 완료되고, 또한 제1 반도체 레이저(111) 및 제2 반도체 레이저(112)는 일체의 부품으로서 구성할 수 있어 유닛화가 가능해지고 있다.

또, 도10에서는 제1 광디스크를 DVD(광원 파장 650㎚), 제2 광디스크를 CD(광원 파장 780㎚)로 했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 광디스크를 차세대 고밀도 광디스크(광원 파장 400㎚), 제2 광디스크를 DVD(광원 파장 650㎚) 등이라 해도 좋다.

다음에, 상술한 대물 렌즈에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 집광 광학계는 양면 비구면의 싱글 렌즈이며, 한쪽의 비구면 상에는 회절 패턴으로서 회절 고리띠(고리띠형의 회절면)를 마련하고 있다.

즉, 대물 렌즈의 굴절면은 다음의 수학식 1에서 나타내는 비구면 형상으로 형성되어 있다.

단, Z는 광축 방향의 축, h는 광축과 수직 방향인 축(광축으로부터의 높이 : 빛의 진행 방향을 정으로 함), R0은 근축 곡률 반경, κ는 원뿔 계수, Ai는 비구면 계수, p_i는 비구면의 거듭 제곱수이다.

또한, 일반적으로 회절 고리띠의 피치는 위상차 함수 혹은 광로차 함수를 사용하여 정의된다. 구체적으로는 위상차 함수 ΦB는 단위를 라디안으로서 이하의 수학식 2에서 나타내고, 광로차 함수 Φb는 단위를 ㎜로서 수학식 3에서 나타낸다. 또, 광로차 함수는 제1 기준 파장 λ1에 대한 것이다.

이들 2개의 표현 방법은 단위가 다르지만, 회절 고리띠의 피치를 나타내는 의미에서는 동등하다. 즉, 주파장(λ)(단위 ㎜)에 대해, 위상차 함수의 계수(B)에, λ/2π를 곱하면 광로차 함수의 계수(b)로 환산할 수 있고, 또 반대로 광로차 함수의 계수(b)에, 2π/λ를 곱하면 위상차 함수의 계수(B)로 환산할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관계되는 대물 렌즈의 구체예로서 제1, 2, 3, 4 실시예를 설명한다. 각 실시예는 싱글 렌즈이며, 각 싱글 렌즈는 제1 기준 파장 λ1=650㎚, 촛점 거리 f=3.3㎜, 개구수 NA1=0.6, 제1 광디스크의 투명 기판의 두께 t1=0.6㎜, 및 제2 기준 파장 λ2=780㎚, 개구수 NA2=0.45, 제2 광디스크의 투명 기판의 두께 t2=1.2㎜에 대해, 충분한 결상 성능을 갖는다. 또한, 단파장의 제1 기준 파장 λ1, 투명 기판 두께 t1에 대해서는 대략 무수차로 되어 있다. 또, 이하에 있어서 상측이라 함은 광정보 기록 매체측의 의미이다.

<제4 실시예>

표8에 제4 실시예의 렌즈 데이타를 나타낸다. 또, 이하의 표8 내지 표11에 있어서 예를 들어「2.2E-02」는「2.2×10^-2」을 의미한다.

(표 8)

도11은 제4 실시예의 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚, 투명 기판의 두께 t1=0.6㎜에 있어서의 구면수차도이며, 도12는 이 경우의 제4 실시예의 렌즈의 광로도이다. 도11로부터 제1 기준 파장 λ1에서는 충분히 구면수차 보정이 되어 있는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 도13은 제1 실시예의 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚, 투명 기판의 두께 t1=1.2㎜에 있어서의 구면수차도이며, 도14는 이 경우의 제1 실시예의 렌즈의 광로도이다. 도13에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 기준 파장 λ2에서는 구면수차는 잔류하고 있지만, 통상의 굴절 렌즈에서 발생하는 투명 기판의 두께의 차에 의한 구면수차와 파장차에서 발생하는 색구면수차를 더한 구면수차에 비해, 회절 고리띠에 의한 회절 효과에 의해 어느 정도 수차보정이 되어 있다.

이 렌즈는 도10에 있어서, 도시하지 않은 고리띠 다이크로 필터를 조리개(17)와 대물 렌즈(16) 사이에 광축에 수직으로 배치함으로써, 제2 기준 파장 λ2의 광을 출사하는 제2 광원으로부터의 광속 중 상측의 개구수 NA3 이상의 광속을 반사함으로써 정보 기록면(22)에는 도달하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 차폐부(10)와 같은 차폐 수단에 의해 정보 기록면(22)에는 도달하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

<제5 실시예>

표9에 제5 실시예의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 9)

도15는 제2 실시예의 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚, 투명 기판의 두께 t1=0.6㎜에 있어서의 구면수차도이며, 도16은 이 경우의 제2 실시예의 렌즈의 광로도이다. 도15로부터 제1 기준 파장 λ1에서는 충분히 구면수차 보정이 되어 있는 것을 알 수 있다. 도17은 제2 실시예의 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚, 투명 기판의 두께 t1=1.2㎜에 있어서의 구면수차도이다. 도17에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 기준 파장 λ2에서는 구면수차가 잔류하고 있지만, 제1 실시예와 같이 회절 효과에 의해 어느 정도 수차 보정이 되어 있다. 또한, 도16에 도시한 바와 같이 렌 즈면에 고리띠형의 차폐부(10)를 마련함으로써, 필요한 결상 성능을 얻을 수 있다. 이 차폐부(10)는 예를 들어 렌즈면에 고리띠형의 절취부나 고리띠 다이크로 필터를 형성함으로써 구성할 수 있다. 또, 차폐부(10)는 제1 기준 파장 λ1의 빛의 결상 성능에 대해서는 영향이 적다.

<제6 실시예>

표 10에 제6 실시예의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 10)

도18은 제3 실시예의 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚, 투명 기판의 두께 t1=0.6㎜에서의 구면수차도이며, 도19는 이 경우의 제6 실시예의 렌즈의 광로도이다. 도19에서 제1 기준 파장 λ1에서는 충분히 구면수차 보정이 되어 있는 것을 알 수 있다. 도20은 제3 실시예의 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚, 투명 기판의 두께 t1=1.2㎜에 있어서의 구면수차도이다. 도20에서 알 수 있는 바와 같이, 제3 실시예에서는 제2 기준 파장 λ2에 있어서 필요한 결상 성능을 얻기 위해, 개구수가 큰 곳(NA0.45 이상)에서 구면수차를 오버(보정 과잉)로 하고 있다.

또한, 상측 개구수가 대략 NA2 이하인 부분의 광속에 의해 정보 기록면(22)에 빔 스폿을 형성하고, 개구수가 대략 NA2 이상의 부분을 플레어 광으로 하는 것이 바람직하다.

<제7 실시예>

표 11에 제7 실시예의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 11)

도21은 제7 실시예의 렌즈의 제1 기준 파장 λ1=650㎚, 투명 기판의 두께 t1=0.6㎜에 있어서의 구면수차도이며, 도22는 이 경우의 제7 실시예의 렌즈의 광로도이다. 도21에서 제1 기준 파장 λ1에서는 충분히 구면수차 보정이 되어 있는 것을 알 수 있다. 도14는 제7 실시예의 렌즈의 제2 기준 파장 λ2=780㎚, 투명 기판 의 두께 t1=1.2㎜에 있어서의 구면수차도이다. 도23에서 알 수 있는 바와 같이, 제6 실시예와 같이, 제7 실시예에서는 제2 기준 파장 λ2에 있어서 필요한 결상 성능을 얻기 위해 개구수가 큰 곳에서 구면수차를 오버(보정 과잉)로 하고 있다. 본 실시예에서는 또한, 렌즈의 일면을 3분할하고, 광속을 광축으로부터 제1 광속, 제2 광속, 제3 광속을 얻고 있으며, 도23에 도시한 바와 같이 제2 기준 파장 λ2에 있어서 구면수차의 불연속인 부분을 마련함으로써, 제3 실시예에 비해 한층 더 좋은 결상 성능을 얻고 있다.

또한, 제1 광속 중 광축으로부터 가장 벗어난 부분의 수속 위치가 제2 광속의 수속 위치와 일치하지 않아 잔류수차를 적게 할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 제1 분할면과 제3 분할면은 동일면 형상 데이타이지만, 동일하지 않아도 좋다.

그리고, 각 실시예의 렌즈 재료에는 올레핀계 수지를 사용하고, 투명 기판에는 폴리카보네이트 수지(PC)를 사용했지만, 각 재료의 굴절율을 각 기준 파장에 대해 표 12에 나타낸다.

(표 12)

다음에, 상술한 실시예의 각 렌즈에 설치한 복수의 고리띠에 대해 설명한다. 렌즈면에 복수의 고리띠가 광축을 중심으로 한 대략 동심 원형으로 형성되어 있으 며, 렌즈의 상측의 최대 개구수에 대응하는 고리띠의 피치 PH, 최대 개구수의 1/2의 개구수에 대응하는 고리띠의 피치 PH의 실시예를 잔류수차가 없는 경우의 비교예와 함께 나타낸다.

<실시예>

제1 고리띠 : 990.7㎛

최소 피치 : 22.0㎛

PH : 990.7㎛

PF : 22.0㎛

고리띠수 : 20

<비교예>

제1 고리띠 : 850.2㎛

최소 피치 : 11.5㎛

PH : 55.6㎛

PF : 11.5㎛

고리띠수 : 38

이상과 같이, 본 실시예에서는 제2 기준 파장 λ2(650㎚)에 대해 구면수차는 잔류하지만, 고리띠수를 잔류수차 없는 비교예의 렌즈에 비해 감소시킬 수 있으므로, 렌즈의 회절 패턴을 형성하기 쉬워 렌즈의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 렌즈면의 유효 직경 전체면에 회절 고리띠를 마련한 경우, 회절 고리띠의 주연부의 광축으로부터의 높이 HX와, 최외주의 고리띠의 높이 HMAX라 함은

0.15≤HX/HMAX≤0.65

을 만족하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 회절 고리띠(각 고리띠의 위치)의 피치는 후술하는 실시예에서 상세하게 서술하는 광로차 함수를 사용하여 정의된다. 구체적으로는 회절면은 광로차 함수ø(h)로 나타내고, 광로차 함수는 기준 파장의 1차 회절광에 대해 회절면에 의해 부가되는 광로차를 나타내는 것으로 한다. 광로차 함수의 값이 mλ(m은 회절차수)변할 때 마다 회절 고리띠를 형성한다.

<식 19>

ø(h)=b2×h2＋b4×h4＋b6×h6＋…

단,

h : 광축으로부터의 거리

b2, b4, b6, … : 광로차 함수의 계수

상기의 정의를 기초로 한 경우, 광로차 함수의 2차 계수를 0이 아닌 값으로 함으로써, 렌즈에 파워를 갖게 할 수 있다. 또한, 광로차 함수의 2차 이외의 계수, 예를 들어 4차 계수, 6차 계수, 8차 계수, 10차 계수 등을 0이 아닌 값으로 함으로써, 구면수차를 제어할 수 있다. 또한, 여기에서 제어한다고 하는 것은 굴절파워를 갖는 부분이 가진 구면수차를 반대의 구면수차를 발생시켜 보정하거나, 전체의 구면수차를 원하는 값으로 하는 것을 의미한다.

도24는 본 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개략 구성도이다. 도24에 있어서, 제1 광정보 기록 매체(광디스크)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 제1 광원(11)과, 제2 광정보 기록 매체(광디스크)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 제1 광원(11)과는 파장이 다른 제2 광원(12)을 구비하고, 각각의 광원으로부터 사출되는 발산 광속의 발산각을 원하는 발산각으로 변환하는 커플링 렌즈(21, 22)와, 상기 광속을 대략 하나의 방향으로 진행하도록 합성하는 광합성 수단인 빔분할기(62)와, 빔분할기(62)로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 정보 기록면(5)에 집광하는 대물 렌즈 광학계(3)와 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기(41, 42)를 구비하고 있다. 도면 중, 도면 부호 8은 조리개, 9는 원통형 렌즈, 71, 72는 1/4 파장판, 15는 광원(11)으로부터의 발산 광속의 발산도를 작게 하기 위한 커플링 렌즈, 16은 오목 렌즈, 17은 반사 광속을 분리하기 위한 홀로그램이다.

제1 광원(11)은 파장 λ1=400㎚ 정도의 레이저광을 사출하고, 이 때 투명 기판 두께 t1=0.l㎜의 기록 매체에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 데 필요한 대물 렌즈의 개구수를 NA1=0.85라 한다. 제2 광원(12)은 파장 λ2=650㎚ 정도의 레이저광을 사출하고, 이 때 투명 기판 두께 t2=0.6㎜의 기록 매체에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 데 필요한 대물 렌즈의 개구수를 NA2=0.65라 한다.

본 실시 형태에 있어서의 2매 구성의 고NA 대물 렌즈에서, 두께가 다른 정보 기록 매체에 대응할 수 있는 대물 렌즈를 얻기 위한 회절면의 역할은 구면수차의 보정이지만, 구면수차의 보정에 대해 이하와 같은 경우가 있다.

[1] 투명 기판의 두께 t1의 기록 매체에 대한 물점의 위치와, 투명 기판의 두께 t2의 기록 매체에 대한 물점의 위치가 같은 경우, 예를 들어 대물 렌즈에는 모두 콜리메이트된 평행광이 입사하는 경우.

이 때 회절면만의 작용에 의해 기판 두께의 차이에 의한 구면수차를 보정한다. 투명 기판의 두께 t2의 기록 매체에 대해, (a) 투명 기판의 두께 t1의 기록 매체에 대해 필요한 개구수 NAl까지 구면수차를 작게 하는 경우와, (b) 투명 기판의 두께 t2의 기록 매체에 대해 필요한 개구수 NA2의 범위까지 구면수차를 작게 하고, 개구수 NAl로부터 개구수 NA2까지의 범위는 구면수차를 크게 하는 경우가 있다. (a)의 경우는 어떠한 기록 매체에 대해서도 큰 측의 개구수 NA1에 대해, 작은 스폿을 얻을 수 있다. (b)의 경우는 두께 t2의 기록 매체에 대해, 개구수 NA2에 상당하는 필요한 스폿 사이즈 이하로, 스폿이 지나치게 작게 교축되는 것을 막을 수 있다.

[2] 투명 기판의 두께 t1의 기록 매체에 대한 물점의 위치와 투명 기판의 두께 t2의 기록 매체에 대한 물점의 위치가 다른 경우, 예를 들어 두께 t1의 기록 매체에 대해서는 대물 렌즈에 평행광이 입사하고, 두께 t2의 기록 매체에 대해서는 대물 렌즈에 발산광이 입사하는 경우.

이 때 기판 두께의 차이에 의한 구면수차를 물점 위치의 차이에 의해 어느정도 보정할 수 있다. 그러나, 전술한 [1]의 경우에 있어서의 (a), (b)와 같이 구면수차를 임의의 형상으로 제어하는 것은 어렵고, 그를 위해서는 회절면이 필요해진다. 물점 위치의 차이와 회절면의 작용에 의해 구면수차를 보다 정미하게 보정하거나, 혹은 회절면의 형상을 제조하기 쉽도록 제어할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 대물 렌즈에 있어서는 다음식을 충족시키는 것이 바람직하다.

<식 5>

0.4≤｜(Ph/Pf)-2｜≤25

단,

Pf : 투명 기판의 두께 t1의 정보 기록 매체에 기록 또는 재생을 행하는 데 필요한 상측 개구수 NAl에 있어서의 회절 고리띠의 피치

Ph : NA1의 1/2의 개구수에 있어서의 회절 고리띠의 피치

<식 5>는 회절 고리띠의 피치 즉 광축에 수직인 방향의 고리띠 사이의 간격에 관한 것이다. 광로차 함수가 h의 2승항밖에 갖고 있지 않으면, (Ph/Pf)-2=0이 되지만, 본 발명에서는 2개의 기판 두께의 차이에 의해 발생하는 구면수차의 차를 회절을 이용하여 양호하게 보정하기 위해, 광로차 함수의 고차의 항을 이용하는 것이 바람직하고, 이 때(Ph/Pf)-2가 0으로부터 어느 정도 벗어난 값을 취하는 것이 바람직하다. <식 5>에서 하한을 벗어나면, 고차의 구면수차를 보정하는 회절의 작용이 약해져, 기판 두께의 차이에 의해 발생하는 2파장간의 구면수차의 차를 회절 작용으로 보정하는 것이 어려워진다. <식 5>에서 상한을 벗어나면 회절 고리띠의 피치가 과소가 되는 부위가 발생해 회절 효율이 높은 렌즈를 제조하는 것이 어려워진다.

또한, 대물 렌즈는 다음식을 충족시키도록 하면 바람직하다.

<식 6>

0.8≤｜(Ph/Pf)-2｜≤6.0

또한, 대물 렌즈는 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 7>

1.2≤｜(Ph/Pf)-2｜≤2.0

또, 대물 렌즈는 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 8>

0.70≤dl/f≤1.70

<식 9>

0.60≤r1/(nl·f)≤1.10

<식 10>

0.3≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤2.0

단,

d1 : 제1 렌즈의 축상 렌즈 두께

f : 촛점 거리

ri : 각 면의 근축 곡률 반경

n1 : 제1 렌즈의 굴절율

<식 8>은 제1 렌즈의 중심 두께에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나면 상고특성이 열화한다. 한편, 그 상한을 벗어나면 렌즈가 박육화되어 픽업 크기가 커진다.

<식 9>는 제1 렌즈의 곡률 반경에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나 r1이 작아지면, 제1 렌즈면의 시프트 감도 혹은 틸트 감도가 증대한다. 한편, 상한을 벗어 나 r1이 커지면 제2 렌즈의 파워 부담이 증가하고, 제2 렌즈의 렌즈 두께에 대한 오차 감도가 증대한다. <식 10>은 제1 렌즈의 형상에 관한 것으로, 그 하한을 벗어나 양 볼록 대칭 형상에 가까워지면 구면수차의 보정이 어렵다. 한편, 그 상한을 벗어나 메니스커스의 정도가 커지면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면 사이의 축 어긋남에 의한 수차 열화가 크다.

또한, 대물 렌즈는 다음식을 충족시키도록 하면 보다 바람직하다.

<식 11>

1.00≤d1/f≤1.40

<식 12>

0.70≤r1/(nl·f)≤0.90

<식 13>

0.4≤(r2＋rl)/(r2-rl)≤1.4

이하에, 본 발명의 대물 렌즈의 제8 실시예 내지 제12 실시예를 나타낸다.

또한, 각 실시예 모두

λ1=400㎚, λ2=650㎚

t1=0.l㎜, t2=0.6㎜

NAl=0.85, NA2=0.65

로 하고 있다.

실시예 8 내지 실시예 12의 광픽업용 광학계를 구성하는 각 렌즈는 다음식으로 나타내는 비구면 형상을 광학면에 가지고 있다.

<식 20>

X=(h2/r2)/[1＋√(1-(1＋K)h2/r2)]＋A2h2＋A4h4＋A6h6＋…

단,

A2, A4, A6, … : 비구면 계수

K : 원뿔 계수

r : 근축 곡률 반경

d : 면 간격

n : 기준 파장에서의 굴절율

νd : 아베수

표 13은 각 실시예의 조건치를 통합한 것이다.

(표 13)

표 14는 제8 실시예의 대물 렌즈에 관한 렌즈 데이타이며, 표 15는 제8 실시예의 대물 렌즈에 관한 비구면 데이타이다. 도25의 (a)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도25의 (b)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이다. 도26의 (a)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도26의 (b)는 제8 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어 서의 구면수차도이다.

(표 14)

(표 15)

표 16은 제2 실시예의 대물 렌즈에 관한 렌즈 데이타이며, 표 17은 제9 실시예의 대물 렌즈에 관한 비구면 데이타이다. 도27의 (a)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도27의 (b)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이다. 도28의 (a)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방인 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도28의 (b)는 제9 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어 서의 구면수차도이다.

(표 16)

(표 17)

표 18은 제10 실시예의 대물 렌즈에 관한 렌즈 데이타이며, 표 19는 제10 실시예의 대물 렌즈에 관한 비구면 데이타이다. 도29의 (a)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도 29의 (b)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이다. 도30의 (a)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도30의 (b)는 제10 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우 에 있어서의 구면수차도이다.

(표 18)

(표 19)

표 20은 제4 실시예의 대물 렌즈에 관한 렌즈 데이타이며, 표 21은 제4 실시예의 대물 렌즈에 관한 비구면 데이타이다. 도31의 (a)는 제11 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도31의 (b)는 제11 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이다. 도31의 (a)는 제11 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도31의 (b)는 제11 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우 에 있어서의 구면수차도이다.

(표 20)

(표 21)

표 22는 제12 실시예의 대물 렌즈에 관한 렌즈 데이타이며, 표 23은 제12 실시예의 대물 렌즈에 관한 비구면 데이타이다. 도33의 (a)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이며, 도33의 (b)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚인 광속이 입사한 경우에 있어서의 광로도이다. 도34의 (a)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 400㎚ 근방의 광속이 입사한 경우에 있어서의 구면수차도이며, 도34의 (b)는 제12 실시예의 대물 렌즈에 대해 광원 파장이 650㎚ 근방의 광속이 입사한 경우 에 있어서의 구면수차도이다.

(표 22)

(표 23)

이와 같이, 어떠한 실시예의 대물 렌즈에 있어서도, 구면수차를 작게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 제8, 9, 10 실시예에 있어서는 제1 정보 기록 매체, 제2 정보 기록 매체 중 어느 하나에 대해서도 물점 위치는 무한대이다. 제11, 12 실시예는 제1 정보 기록 매체에 대해 물점 위치는 무한대이며, 제2 정보 기록 매체에 대해 물점 위치는 유한하다. 또한 제8, 12 실시예는 제2 정보 기록 매체에 대해 NA2로부터 NA1까지의 개구에 대한 구면수차를 플레어로 하고 있다. 또, 제9, 10, 11 실시예는 제2 정보 기록 매체에 대해 NA2로부터 NA1까지의 개구에 대한 구면수차를 작은 양으로 보정하고 있다.

대물 렌즈의 사용 상태에 있어서, 대물 렌즈로부터 사출되는 광속의 상측 개구수가 각 정보 기록 매체의 기록 재생에 필요한 개구수 NA1, NA2처럼 다르더라도 좋다.

각 실시예에 있어서, 수차도 상의 NA는 제1면의 접평면 상에 마련한 소정의 개구 직경의 조리개에 의해 정해지는 NA를 나타냈지만, 조리개는 별도의 위치에 마련해도 좋으며, 제2 정보 기록 매체에 대해 조리개 직경을 작게 해도 좋다. 또 파면수차의 계산에 이용한 각 파장에서의 최대 NA는 상기한 소정의 개구경의 조리개에 의해 정해지는 NA로써, 제1 정보 기록 매체의 기록 재생에 필요한 개구수 NA1와는 조금 다르지만, 파면수차의 값에 큰 차이는 없다.

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

회절면은 회절 릴리프를 제거한 거시적인 형상을 도시한 모비구면과, 광로차 함수로 나타낸다. 광로차 함수는 소정의 제조 파장의 소정 차수의 회절광에 대해 회절면에 의해 부가되는 광로차를 나타내는 것으로 하고, 광로차 함수의 값이 mλ (m은 회절차수) 변할 때마다 회절 고리띠를 형성한다.

본 발명의 실시예에서는 회절면의 모비구면 및 광로차 함수를 광축으로부터의 거리(hb)를 경계로 하여, 그 내측(광축측)과 외측(주변측)에서 각각 별도의 함수로 나타낸다.

이 때 모비구면 및 광로차 함수가 경계(hb)에서 실질적으로 연속하므로, 외 측의 모비구면 및 외측의 광로차 함수에는 정수항을 마련했다.

광로차 함수 ø(h)는 다음식으로 나타낸다.

<식 17>

ø(h)=b0＋b2×h2＋b4×h4＋b6×h6＋…

단,

h : 광축으로부터의 거리

b0, b2, b4, b6,… : 광로차 함수의 계수

한편, 비구면은 다음식으로 나타낸다.

<식 18>

x=(h2/r)/(1＋√(1-(1＋k)h2/r2))＋A0＋A2×h2＋A4×h4＋A6×h6＋…

단,

A0, A2, A4, A6,… : 비구면 계수

k : 원뿔 계수

r : 근축 곡률 반경

r, d, n, νd는 렌즈의 곡률 반경, 면 간격, 기준 파장에서의 굴절율, 아베수를 나타낸다.

상기의 정의를 기초로 한 경우, 광로차 함수의 2차 계수를 0이 아닌 값으로 함으로써, 렌즈에 파워를 갖게 할 수 있다. 또한, 광로차 함수의 2차 이외의 계수, 예를 들어 4차 계수, 6차 계수, 8차 계수, 10차 계수 등을 0이 아닌 값으로 함으로써, 구면수차를 제어할 수 있다. 또한, 여기에서, 제어한다는 것은 굴절 파워 를 갖는 부분이 갖는 구면수차를 반대의 구면수차를 발생시켜 보정하거나, 전체의 구면수차를 원하는 값으로 하는 것을 의미한다.

도35는 본 실시 형태에 관한 광픽업 장치의 개략 구성도이다. 도35에 있어서, 제1 광정보 기록 매체(광디스크, 예를 들어 CD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 제1 광원(11)과, 제2 광정보 기록 매체(광디스크, 예를 들어 DVD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 제1 광원(11)과는 파장이 다른 제2 광원(12)을 구비하고, 각각의 광원으로부터 사출되는 발산 광속의 발산각을 원하는 발산각으로 변환하는 커플링 렌즈(21, 22)와, 상기 광속을 대략 하나의 방향으로 진행하도록 합성하는 광합성 수단인 빔분할기(62)와, 빔분할기(62)로부터의 광속을 광정보 기록 매체의 정보 기록면(5)에 집광하는 대물 렌즈(3)와, 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기(41, 42)를 구비하고 있다. 도면 중, 도면 부호 8은 조리개, 9는 원통형 렌즈, 71, 72는 1/4 파장판, 15는 광원(11)으로부터의 발산 광속의 발산도를 작게 하기 위한 커플링 렌즈, 16은 오목 렌즈, 17은 반사 광속을 분리하기 위한 홀로그램이다. 대물 렌즈(3)는 후술하는 제13, 14 실시예를 이용한다.

제1 광원(11)은 파장 λ1=650㎚ 정도의 레이저광을 사출하고, 이 때 투명 기판 두께 t1=0.6㎜의 광정보 기록 매체(DVD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 데필요한 대물 렌즈의 개구수를 NA1=0.63으로 한다. 제2 광원(12)은 파장 λ2=780㎚ 정도의 레이저광을 사출하고, 이 때 투명 기판 두께 t2=1.2㎜의 광정보 기록 매체(CD)에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 데 필요한 대물 렌즈의 개구수를 NA2=0.5로 한다.

<제13 실시예>

도36은 제1 실시예의 대물 렌즈의 단면도이며, 도37, 38은 제13 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도이다. 표 24에, 제13 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 24)

제1 실시예

광원 파장 λ1=650㎚인 때

촛점 거리 f1=3.36(㎜),

상측 개구수 NA=0.63

광원 파장 λ2=780㎚인 때

촛점 거리 f2=3.38(㎜),

상측 개구수 NA=0.63

(소정 개구수 NA=0.50)

첨자 1은 λ=650㎚인 때, 첨자 2는 λ=780㎚인 때를 나타낸다.

NA0.5 이하는 1차 회절을 이용하고, NA0.5 이상은 2차 회절을 이용한다.

<제14 실시예>

도39는 제14 실시예의 대물 렌즈의 단면도이며, 도40, 도41은 제14 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 구면수차도이다. 표 25에, 제14 실시예의 대물 렌즈에 있어서의 렌즈 데이타를 나타낸다.

(표 25)

제2 실시예

광원 파장 λ1=650㎚인 때

촛점 거리 f1=3.36(㎜)

상측 개구수 NA=0.63

광원 파장 λ2=780㎚인 때

촛점 거리 f2=3.38(㎜)

상측 개구수 NA=0.63

(소정 개구수 NA=0.50)

첨자 1은 λ=650㎚인 때, 첨자 2는 λ=780㎚인 때를 나타낸다.

NA0.5 이하는 일차 회절을 이용하고, NA0.5 이상은 2차 회절을 이용한다.

또, 제13, 14 실시예의 대물 렌즈에 있어서 블레이즈화되어 이루어지는 회절 고리띠의 단차의 최대치와 최소치를 표 26에 나타낸다.

(표 26)

제13 실시예 제14 실시예

단차의 최대치(㎛) 3.29 3.31

단차의 최소치(㎛) 1.36 1.37

비 2.4 2.4

제13, 14 실시예의 대물 렌즈에 의거하여, 더 상세하게 설명한다. 제13, 14 실시예의 대물 렌즈는 파장 650㎚인 광원으로부터의 광속으로, 기판 두께 0.6㎜인 제1 광정보 기록 매체로서의 DVD의 정보 기록 또는 재생에 이용할 수 있고, 또한 파장 780㎚인 광원으로부터의 광속으로, 기판 두께 1.2㎜인 제2 정보 기록 매체로서의 CD의 정보 기록 또는 재생에 이용할 수 있다. 최대 개구수(NA)는 0.63이며, 파장 780㎚에서 CD에 대한 필요 개구수(NA)를 0.50라 한다.

대물 렌즈의 회절면은 제1면에 설치되어 있으며, NA0.5 이하인 범위에서는 ＋1차 회절광에 대해 블레이즈화되고, 즉 ＋1차 회절광의 강도가 가장 높아지도록 하고 있다. ＋1차 회절광의 방향은 0차광보다도 광속을 수속시키는 방향이다. 블레이즈화하기에 앞서 광원의 제조 파장은 780㎚이며, 즉 780㎚ 파장의 광원으로부터의 광속에 대해 회절 효율이 최대가 되도록 하고 있다.

또한 개구수 NA0.5 이상의 범위에서는 ＋2차 회절광에 대해 블레이즈화되어 있으며, 즉 ＋2차 회절광의 강도가 가장 높아지도록 하고 있다. ＋1차 회절광으로 블레이즈화되어 있는 경우에 비해, 고리띠 간격은 약 2배이며, 고리띠 사이의 단차의 깊이도 약 2배이다. 이와 같이 블레이스화기에 앞서 광원의 제조 파장은 650㎚이다.

이 대물 렌즈는 개구수 NA0.63의 조리개 직경의 광속에 의해서도, CD측에서 개구수 NA0.5의 회절 한계 렌즈와 동등한 스폿 직경을 얻을 수 있는 CD측의 개구수 NA0.5 이상의 광속에 구면수차를 발생하게 해 플레어화하고 있다. 이 플레어가 좁은 범위에 수속하여 있거나, 강도가 크면 검출기에 의해 포커스 신호나 트래킹 신호 등으로서 잘못 검출될 우려가 있다.

＋1차 회절광에 적합한 블레이즈화를 행하는 경우에 있어서, 광원 파장 650㎚에서 회절 효율 100%의 이상적인 블레이즈 형상이라 하면, 광원 파장 780㎚에서 의 회절 효율은 91%이다. 마찬가지로 ＋2차 회절광에서 적합하게 블레이즈화하는 경우에 있어서, 광원 파장 780㎚에서의 회절 효율은 68%가 된다. 따라서 개구수 NA0.5 이상의 부분에 ＋2차 회절광을 이용하면, CD의 정보 기록 또는 재생시에 플레어로 하는 광속이 다른 차수로 분산해 회절 효율이 저하하므로, 주차수(＋2차)의 플레어의 영향을 경감할 수 있다. 또한 이 때, ＋1차광, ＋3차광 등 다른 불필요 차수의 광속은 기록면 상에서 보다 큰 플레어로 할 수 있어 영향을 작게 억제할 수 있다.

도42에 제1 실시예의 대물 렌즈로, CD에 대해 정보 기록 또는 재생을 행할 때의 개구 NA0.5 이상인 광속의 스폿 다이어그램을 도시한다. 이러한 스폿 다이어그램에 따르면, DVD에 대해 정보 기록 또는 재생을 행하는 경우에는 개구수 NA0.5 내지 0.63을 통과하는 ＋2차 회절광이 스폿광으로서 정보 기록면에 형성되는 것을 알 수 있다. 따라서, 강도가 높은 빛을 이용하여 양호한 정보 기록 또는 재생이 가능하다. 한편, CD에 대해 정보 기록 또는 재생을 행하는 경우에는 개구수 NA0.5 내지 0.63을 통과하는 ＋1차 회절광이 광범위한 플레어광으로서 정보 기록면에 형성되는 것을 알 수 있으며, 그로써 검출기의 오검출을 방지할 수 있다. 또한, CD, DVD 양방에 대해, 1차 회절광, 3차 회절광도 광범위한 플레어광으로서 형성된다.

또한, 광픽업 장치의 대물 렌즈는 일반적으로 플라스틱 혹은 유리 형태로 성형하여 제조되고, 이 형태는 초정밀 선반을 이용한 절삭에 의해 가공된다. 회절 고리띠를 갖는 회절 렌즈에서는 도43에 도시한 바와 같이, 광축을 포함하는 단면 형상이 톱니와 같은 형상이 되지만, 이 형태를 가공할 때 절삭용 날끝이 어느 정도 의 크기의 라운딩을 가지므로, 고리띠 사이의 단차의 부분에서 이 라운딩의 크기에 따라서 톱니의 엣지가 붕괴되어 버린다. 이 형상이 붕괴된 부분은 유효한 광량을 손실시키지만, 고리띠 사이의 간격(피치)이 좁으면 이 손실이 커진다.

예를 들어, 제1 실시예의 대물 렌즈에서 이 손실을 구하면, 최주변의 고리띠(고리띠 간격 22㎛)를 반경 4㎛의 라운딩을 갖는 날끝에 의해 ＋1차 회절광으로 블레이즈화한 때, 이 고리띠에서의 투과 광량 손실의 계산치는 16.4%였다. 이에 대해, 상술한 실시 형태와 같이 개구수 NA0.5 이상으로 ＋2차 회절광의 광강도가 가장 높아지도록 블레이즈화하면, 회절 고리띠의 간격이 44㎛로, 이 고리띠에서의 투과 광량 손실의 계산치는 14.9%였다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면 투과 광량의 향상을 도모하는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면, 적은 수의 광학 소자 또는 대물 렌즈를 사용하고 있음에도 불구하고, 두께가 다른 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 및/또는 재생(이하, 간단히 기록 재생이라고도 함)을 가능하게 하고, 게다가 오검출을 억제할 수 있는 광픽업 장치에 적합한 광학 소자 및 이러한 광학 소자를 이용한 광픽업 장치를 제공할 수 있다.

Claims (40)

1. 두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행하는 광픽업 장치가,

   파장 λ1의 제1 광속을 출사하는 제1 광원,

   파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원,

   상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을 상기 제1 광정보 기록 매체 혹은 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고 대물 렌즈를 갖는 집광 광학계, 및

   상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

   상기 집광 광학계는 적어도 하나의 면에 회절부를 갖고 있으며,

   상기 집광 광학계는 상기 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행할 수 있도록 상기 제1 정보 기록면 상에 집광하고,

   상기 집광 광학계는 상기 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행할 수 있도록 상기 제2 정보 기록면 상에 집광하고,

   상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 m차 회절광과 상기 n차 회절광은 조건식 m = n을 충족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회절부의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터의 상기 광축과 수직 방향의 거리), dø(h)/dh를 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속으로 함으로써, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 dø(h)/dh가 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 h의 내측에 형성된 상기 회절부의 회절 고리띠 중, 가장 외측의 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향인 폭은 상 기 가장 외측의 회절 고리띠에 인접하고, 상기 h의 외측에 형성된 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 상기 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

   상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1>NA2)라 한 때에,

   상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이상, NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 스폿 직경이 w2 이상, w1 이하이며, 조건 10㎛≤w2≤50㎛ 및 20㎛≤w1-w2≤110㎛을 충족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 회절부는 상기 대물 렌즈의 면에 마련되어 있으며, 상기 대물 렌즈의 광축 방향의 길이를 x 좌표, 상기 대물 렌즈의 광축과 수직 방향의 높이를 h 좌표라 한 때에, 상기 대물 렌즈의 모비구면에 있어서 dx/dh에 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 마련함으로써, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 회절부는 상기 대물 렌즈의 면에 마련되어 있으며, 상기 대물 렌즈가 유효 직경면 내에 적어도 하나의 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 상기 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

   상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1>NA2)라 한 때에,

   상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제1 광정보 기록 매체의 상기 제1 투명 기판을 통과한 때의 상기 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며,

   상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통 과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과했을 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차의 3차 구면수차 성분은 오버에 있어서, 그 절대치를 WSA2λ2rms라 한 때에,

   0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms

   인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제1 광정보 기록 매체의 상기 제1 투명 기판을 통과했을 때의 상기 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차의 3차 구면수차 성분의 절대치를 WSA1λ1rms라 한 때에,

    WSA1≤0.04λ1rms

    인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에 구면수차가 두 군데 이상의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 싱글 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
14. 제1항에 있어서,

    p_i는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 상기 광축에 수직인 방향의 폭이라 할 때,

    상기 회절부의 적어도 하나의 회절 고리띠가 조건 1.2≤p_i＋1/p_i≤10을 충족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 회절부는 복수의 회절 고리띠를 갖고,

    상기 회절 고리띠의 번호는 상기 회절부를 갖는 면의 광축 상의 회절 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 셀 때,

    NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절부의 상기 회절 고리띠의 번호 x가, 22≤x≤32를 충족시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 제1 광정보 기록 매체를 상기 제1 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA1이라 하고,

    상기 제2 광정보 기록 매체를 상기 제2 광속으로 기록 또는 재생하기 위해 필요한 상기 집광 광학계의 광정보 기록 매체측의 필요 개구수를 NA2(NA1>NA2)라 한 때에,

    상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제1 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA1 이하인 부분의 광속이 상기 제1 광정보 기록 매체의 상기 제1 투명 기판을 통과한 때의 상기 제1 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ1rms 이하이며,

    상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NA2 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms 이하이며,

    NA2 이상인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 상기 제2 정보 기록면 상에서의 파면수차가 0.07λ2rms보다 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
17. 제1항에 있어서, 구면수차가 적어도 1군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 NA를 NAZ로 하고,

    0.43≤NAZ≤0.53이라고 했을 때에,

    상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상, NA0.7 이하인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 구면수차량이 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 미만인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때의 구면수차량보다도 10λ2 이상 큰 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 광검출기는 수광면을 갖고,

    구면수차가 적어도 1군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 NA를 NAZ로 하고,

    0.43≤NAZ≤0.53라고 했을 때에, 상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 미만인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때에, 상기 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 상기 광검출기의 상기 수광면 내에 포함되고,

    상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통한 때에, 상기 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 상기 광검출기의 상기 수광면을 제외한 주위에 조사되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 광검출기는 중앙 수광면과 주변 수광면을 갖고,

    구면수차가 적어도 1군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 NA를 NAZ로 하고,

    0.43≤NAZ≤0.53이라고 했을 때에,

    상기 대물 렌즈를 투과한 상기 제2 광속 중, 광정보 기록 매체측의 개구수가 NAZ 이상인 부분의 광속이 상기 제2 광정보 기록 매체의 상기 제2 투명 기판을 통과한 때에, 상기 제2 광정보 기록 매체로부터 반사된 광속은 상기 광검출기의 상기 중심 수광면을 제외한 주변 수광면 혹은 그 주위에 조사되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
20. 제1항에 있어서,

    상기 회절부는 제1 회절부이고,

    상기 집광 광학계는 상기 제1 회절부에 부가하여 제2 회절부를 갖고,

    상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 절대치가 다르고, 0이 아닌 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 회절부는 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고,

    상기 제1 회절부와 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 같으며, 0이 아닌 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
22. 투명 기판을 갖는 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하는 광픽업 장치용 대물 렌즈이며,

    상기 대물 렌즈는 적어도 하나의 면을 갖고,

    상기 대물 렌즈의 상기 면에 회절부가 설치되어 있고,

    상기 대물 렌즈는 소정의 파장의 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 m차 회절광을 소정 두께의 투명 기판을 거쳐서 집광했을 때에 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
23. 제22항에 있어서, 상기 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 기록/재생을 행하는 광픽업 장치이며,

    상기 대물 렌즈는 파장 λ1의 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 광픽업 장치가 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행할 수 있도록 상기 제1 광정보 기록 매체의 제1 광정보 기록면 상에 집광할 수 있고,

    상기 대물 렌즈는 파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 광픽업 장치가 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행할 수 있도록 상기 제2 광정보 기록 매체의 제2 광정보 기록면 상에 집광할 수 있고,

    상기 대물 렌즈가 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
24. 제23항에 있어서, 상기 m차 회절광과 상기 n차 회절광은 조건식 m = n을 충족시키는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
25. 제23항에 있어서, 상기 회절부의 광로차 함수를 ø(h)라 할 때(h는 광축으로부터의 거리), dø(h)/dh를 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속으로 함으로써,

    상기 대물 렌즈가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 상기 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
26. 제25항에 있어서, 상기 dø(h)/dh가 적어도 한 군데에서 불연속 또는 실질적으로 불연속이 되는 h의 내측에 형성된 상기 회절부의 회절 고리띠 중, 가장 외측의 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향의 폭은 상기 가장 외측의 회절 고리띠에 인접하고, 상기 h의 외측에 형성된 회절 고리띠에 있어서의 상기 회절부를 갖는 면의 광축에 수직 방향의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
27. 제23항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광축 방향의 길이를 x 좌표, 상기 대물 렌즈의 광축과 수직 방향의 높이를 h 좌표라 한 때에,

    상기 대물 렌즈의 모비구면에 있어서, dx/dh에 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
28. 제23항에 있어서, 대물 렌즈가 유효 직경면 내에 적어도 하나의 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
29. 제23항에 있어서, 상기 대물 렌즈가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 두 군데 이상의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
30. 제22항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 싱글 렌즈인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
31. 제22항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 정굴절력의 제1 렌즈와 정굴절력의 제2 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
32. 제22항에 있어서,

    p_i는 상기 회절부를 갖는 면의 광축으로부터 주변 방향으로 세어 i 번째 회절 고리띠의 상기 광축에 수직인 방향의 폭이라 할 때,

    상기 회절부의 적어도 하나의 회절 고리띠가 조건 1.2≤p_i+1/p_i≤10을 충족시키는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
33. 제22항에 있어서, 상기 회절부는 복수의 회절 고리띠를 갖고,

    상기 회절 고리띠의 번호는 상기 회절부를 갖는 면의 광축상의 회절 고리띠를 1이라 하고, 순서대로 외측으로 셀 때,

    NA0.60의 광선이 통과하는 상기 회절부의 상기 회절 고리띠의 번호 x가 22≤x≤32를 충족시키는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
34. 제22항에 있어서,

    상기 회절부는 제1 회절부이고,

    상기 대물 렌즈의 상기 면은 상기 제1 회절부에 부가하여 제2 회절부를 갖고,

    상기 제1 회절부와, 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 절대치가 다르고, 0이 아닌 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
35. 제22항에 있어서, 상기 회절부는 제1 회절부와 제2 회절부를 갖고,

    상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 소정의 파장에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 같고, 0이 아닌 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
36. 두께가 t1인 제1 투명 기판을 갖는 제1 광정보 기록 매체와 두께가 t2(t2>t1)인 제2 투명 기판을 갖는 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행하는 광정보 기록 매체 기록/재생 장치가 광픽업 장치를 갖고, 상기 광픽업 장치가,

    파장 λ1의 제1 광속을 출사하는 제1 광원,

    파장 λ2(λ1<λ2)의 제2 광속을 출사하는 제2 광원,

    상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광속을 상기 제1 광정보 기록 매체 혹은 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 집광하고, 대물 렌즈를 갖는 집광 광학계, 및

    상기 제1 광정보 기록 매체 또는 상기 제2 광정보 기록 매체로부터의 반사광을 수광하는 광검출기를 갖고,

    상기 집광 광학계는 적어도 하나의 면의 유효 직경 전체면 또는 유효 직경 전체면의 80 % 이상에 회절부를 가지고 있으며,

    상기 집광 광학계는 상기 제1 광속이 상기 회절부를 통과한 m차 회절광(m은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제1 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행할 수 있도록 상기 제1 정보 기록면 상에 집광하고,

    상기 집광 광학계는 상기 제2 광속이 상기 회절부를 통과한 n차 회절광(n은 0 이외의 하나의 정수)을 다른 차수의 회절광보다도 많이 발생시키고, 상기 제2 광정보 기록 매체의 정보의 기록/재생을 행할 수 있도록 상기 제2 정보 기록면 상에 집광하고,

    상기 집광 광학계가 상기 제2 광정보 기록 매체의 기록/재생을 행하기 위해, 상기 제2 광속을 상기 제2 정보 기록면 상에 집광할 때에, 구면수차가 적어도 한 군데의 불연속부 또는 실질적인 불연속부를 갖는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체 기록/재생 장치.
37. 제1항에 있어서,

    상기 집광 광학계는 상기 적어도 1개의 면의 유효 직경 전체면 또는 유효 직경 전체면의 80 % 이상에 상기 회절부를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
38. 제20항에 있어서,

    상기 소정의 파장은 상기 제1 광원으로부터 출사되는 상기 제1 광속의 파장 λ1이고,

    상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 상기 파장 λ1에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 O이 아니고, 또한 절대치가 서로 다른 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
39. 제22항에 있어서,

    상기 대물 렌즈의 상기 면의 유효 직경 전체면 또는 유효 직경 전체면의 80 % 이상에 상기 회절부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
40. 제23항에 있어서,

    상기 회절부는 제1 회절부이고,

    상기 대물 렌즈의 상기 면은 상기 제1 회절부에 부가하여 제2 회절부를 갖고,

    상기 제1 회절부와 상기 제2 회절부가 각각 상기 파장 λ1에 대해 가장 강하게 발생하는 회절광의 차수는 각각 절대치가 다르고, 0이 아닌 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.

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