KR101385149B1 - 광정보 기록 재생 장치 및 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈 - Google Patents

광정보 기록 재생 장치 및 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈 Download PDF

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호야 가부시키가이샤
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Abstract

광정보 기록/재생 장치용 대물 렌즈로서, 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 광면은 광로차 함수로 규정된 회절 구조를 갖는 회절면을 포함한다. 이러한 회절면은 제1 광속 및 제2 광속을 수속시키는 것에 기여하고 상기 제1 광속과 제2 광속에 대한 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 1차가 되도록 구성된 회절 구조를 갖는 제1 영역과; 상기 제1 영역의 외측에 배치되고 상기 제1 광속을 수속시킴과 아울러, 상기 제2 광속의 수속에는 기역하지 않는 제2 영역을 갖고 있고, 상기 대물 렌즈는 조건: 35<P2×f2<200을 만족시킨다.

Description

광정보 기록 재생 장치 및 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈{OPTICAL INFORMATION RECORDING/REPRODUCING APPARATUS AND OBJECTIVE LENS FOR THE SAME}
본 발명은 규격이 상이한 복수 종류의 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 행하는데 적합한 구성의 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈, 및 이 대물 렌즈를 탑재한 광정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.
광디스크에는 DVD(Digital Versatile Disc)나 BD(Blu-ray Disc) 등의 기록 밀도나 보호층 두께가 상이한 복수 종류의 규격이 존재한다. 규격이 상이한 복수 종류의 광디스크가 존재하기 때문에, 광정보 기록 재생 장치에 탑재된 대물 광학계에는 각 광디스크에 대한 호환성이 요구된다. 여기서, "호환성"은 사용하는 광디스크를 교체했을 때에 부품 교환 등을 하지 않고 정보의 기록 또는 재생이 보증되는 것이다. 본 명세서에 있어서, "광정보 기록 재생 장치"라고 기재한 경우에는, 정보의 기록 전용 장치, 정보의 재생 전용 장치, 정보의 기록 및 재생 겸용 장치의 모두를 포함한다.
대물 광학계가 규격이 상이한 복수 종류의 광디스크에 대하여 호환성을 가지기 위해서는, 디스크 두께(보호층 표면으로부터 기록면까지의 광학적 거리)에 따라서 변화되는 구면수차를 보정함과 동시에, 대물 광학계의 개구수(NA)를 변화시켜 기록 밀도의 차이에 대응한 빔스팟을 얻을 필요가 있다. 일반적으로, 빔스팟은 파장이 짧을수록 작게 좁혀진다. 그래서, 광정보 기록 재생 장치는 광디스크의 기록 밀도마다 상이한 파장의 레이저광을 사용하도록 구성되어 있다. 광정보 기록 재생 장치는, 예를 들어 DVD의 기록 또는 재생을 행하는 경우, 약 660nm의 파장의 광(소위 적색 레이저광)을 사용한다. BD의 기록 또는 재생을 행하는 경우에는, 약405nm의 파장의 광(소위 청색 레이저광)을 사용한다.
복수 종류의 규격의 광디스크에 대하여 호환성을 가지는 광정보 기록 재생 장치의 구체적 구성예는 일본 특허 공개 2000-81566호 공보, 일본 특허 공개 2004-265573호 공보, 일본 특허 공개 2004-326862호 공보에 기재되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 2000-81566호 공보에는, CD(Compact Disc)와 DVD의 양쪽 규격에 대하여 호환성을 가지는 광정보 기록 재생 장치가 기재되어 있다. 일본 특허 공개 2004-265573호 공보, 일본 특허 공개 2004-326862호 공보에는 DVD와 BD의 양쪽 규격에 대하여 호환성을 가지는 광정보 기록 재생 장치가 기재되어 있다. 일본 특허 공개 2000-81566호 공보 내지 3에 기재된 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈의 일면에는, 호환성을 확보하기 위해서, 광축을 중심으로 하는 동심 고리띠 형상의 회절 구조가 설치되어 있다. 이러한 종류의 회절 구조는 각 규격의 레이저광 사용시에 있어서의 회절 효율을 향상시키기 위해서, 각각 상이한 블레이즈 파장의 회절 구조가 설치된 복수의 영역을 가지고 있다. 구체적으로는, 회절 구조는 각 규격의 광디스크의 기록면에 대한 각 사용 레이저광의 수속에 기여하는 제1 영역과, 고밀도 광디스크(일본 특허 공개 2000-81566호 공보의 경우는 DVD, 일본 특허 공개 2004-265573호 공보, 일본 특허 공개 2004-326862호 공보의 경우는 BD)의 기록면에 대한 사용 레이저광의 수속에만 기여하는 제2 영역을 가지고 있다.
그래서, 복수의 규격에 대한 호환성을 단일의 대물 렌즈에 갖게 하는 경우, 플레어광에 의한 신호의 열화가 우려된다. 예를 들어 일본 특허 공개 2000-81566호 공보에 있어서 CD 사용시에는(또는 일본 특허 공개 2004-265573호 공보, 일본 특허 공개 2004-326862호 공보에 있어서 DVD 사용시에는) 주로 제1 영역의 불필요 회절 차수광과 제2 영역의 불필요광의 2종류의 플레어광이 발생한다. 각 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 양호하게 행하기 위해서는, 신호에 대한 플레어광의 영향을 경감시킬 필요가 있다.
그러나, 일본 특허 공개 2000-81566호 공보에 기재된 광정보 기록 재생 장치에서는, 대물 렌즈가 포커스 서보 제어하에서 CD에 접근할 때, 제1 영역의 불필요 회절 차수광이 CD의 기록면에 집광하여 신호를 열화시킨다는 문제가 지적된다. 한편, 일본 특허 공개 2004-265573호 공보, 일본 특허 공개 2004-326862호 공보에 기재된 광정보 기록 재생 장치에서는, 각 규격의 레이저광 사용시에 있어서의 회절 효율을 향상시키고 있기 때문에, 불필요 회절 차수광의 절대량이 적다. 그러나, 이들 광정보 기록 재생 장치는 회절 효율의 향상을 위해, 각 규격의 레이저광에 대하여 각각 상이한 고차의 회절광을 사용하도록 설계되어 있다. 그 때문에, 회절 구조의 일단 당 단차높이가 높아, 금형가공이나 성형이 어렵다는 문제를 안고 있다.
발명의 요약
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 DVD나 BD 등의 규격이 상이한 복수 종류의 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 행하는데 적합하게 구성된 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈, 및 이 대물 렌즈를 탑재한 광정보 기록 재생 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하는 본 발명의 일 형태에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 기록 밀도가 상이한 제1, 제2 광디스크의 각각에 대하여, 제1 파장을 가지는 대략 평행 광속과 제2 파장을 가지는 대략 평행 광속 혹은 발산 광속을 사용함으로써, 각 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광정보 기록 재생 장치에 탑재된 대물 렌즈이다. 또한, 제1 파장 λ1(단위:nm), 제2 파장 λ2(단위:nm)은 각각 390<λ1<420; 640<λ2<700를 만족한다. 제1 파장 λ1의 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 제1 광디스크의 보호층 t1(단위:mm), 제2 파장 λ2의 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 제2 광디스크의 보호층 t2(단위:mm)은 각각 0.05<t1<0.15; 및 0.50<t2<0.70을 만족한다. 제1, 제2 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생에 필요한 개구수 NA1, NA2는 NA1>NA2를 만족한다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 광면은 다음의 수식에 의해 나타내는 광로차 함수로 규정되는 회절 구조를 가지는 회절면을 가진다.
φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ
단, h는 광축으로부터의 높이를, P2, P4, P6, …는 각각 ２차, 4차, 6차, …의 광로차 함수 계수를, m은 입사 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를, λ는 이 입사 광속의 사용 파장을 각각 나타낸다. 이러한 회절면은 제1 영역과 제2 영역을 가진다. 제1 영역은 제1 파장 λ1의 광속을 제1 광디스크의 기록면상에, 제2 파장 λ2의 광속을 제2 광디스크의 기록면상에, 각각 수속시키는 것에 기여하는 영역이며, 이 제1 파장 λ1, 이 제2 파장 λ2의 각 광속 사용시에 있어서의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 모두 1차인 회절 구조를 가진다. 제2 영역은 제1 영역의 외측에 배치되고, 제1 파장 λ1의 광속을 제1 광디스크의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 제2 파장 λ2의 광속의 수속에는 기여하지 않는 영역이다. 본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는 제1 영역의 회절 구조를 규정하는 광로차 함수의 2차의 계수를 P2로 정의하고, 제2 파장 λ2의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수의 광속(사용 회절 차수광)에 있어서의 대물렌즈의 촛점거리를 f2로 정의한 경우에, 다음의 조건 (1)
35<P2×f2<200…(1)
을 만족하도록 구성된다.
제1 영역의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 1차(또는 다른 저차)인 것에 의해, 0차나 2차 등의 불필요 차수의 광을 보다 멀리 날릴 수 있다. n차의 회절광을 사용한 경우, 불필요광으로서 주로 발생하는 n±1차광과의 파워차는 1/n로 정해지기 때문에, 1차광일 때에 파워차가 최대가 된다.
조건 (1)을 만족함으로써, 회절 파워의 증강에 따른 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등을 유효하게 피하면서, 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 사용 회절 차수광의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 있고, 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향이 양호하게 억제된다. 조건 (1)의 하한을 밑도는 경우는, 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 사용 회절 차수광의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 없고, 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향을 억제할 수 없다. 조건 (1)의 상한을 웃도는 경우는, 회절 파워의 증강에 따른 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등이 현저하고, 제조면이나 광학 성능면의 불이익이 크다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 제1 영역에 있어서의 블레이즈 파장을 λB1(단위:nm)으로 정의한 경우에, 다음의 조건 (2)
450<λB1<550…(2)
를 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
조건 (2)를 만족하는 경우, 제1 영역을 투과한 제2 파장 λ2의 광속의 불필요 회절 차수광의 절대량이 적다. 조건 (2)의 하한을 밑도는 경우는, 제1 영역을 투과한 제2 파장 λ2의 광속의 사용 회절 차수광의 회절 효율이 지나치게 낮아, 제2 광디스크에 대한 정보의 양호한 기록 또는 재생을 행하기에는 불리하다. 조건 (2)의 상한을 웃도는 경우는, 제1 영역을 투과한 제1 파장 λ1의 광속의 사용 회절 차수광의 회절 효율이 지나치게 낮아, 제1 광디스크에 대한 정보의 양호한 기록 또는 재생을 행하기에는 불리하다. 구체적으로는, 회절 효율이 낮기 때문에, 고배속 기록(또는 고배속 재생) 대응이 어렵다. 회절 효율의 저하분을 보충하기 위해서는, 예를 들어 고출력 광원을 탑재할 필요가 있어, 비용면에서 바람직하지 않다. 또, 회절 효율의 저하에 따른 불필요 회절 차수광의 증가에 따라, 재생 신호 등의 S/N비가 저하된다는 문제도 발생한다.
상기한 과제를 해결하는 본 발명의 다른 형태에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 조건 (1) 대신에, 다음의 조건 (3)
-0.010<(λB1-λ2)/(P2×f2×λ2)<-0.001…(3)
을 만족하도록 구성된다.
조건 (3)을 만족함으로써, 플레어광의 영향을 작게 할 수 있다. 조건 (3)의 분모는 불필요 회절 차수광의 집광 위치가 사용 회절 차수광의 촛점 위치로부터 떨어질수록 값이 커진다. 조건 (3)의 분자는 불필요 회절 차수광의 강도가 클수록 값이 커진다. 불필요 회절 차수광의 집광 위치와 강도의 밸런스를 취함으로써, 불필요 회절 차수광의 영향을 컨트롤하여 경감할 수 있다. 조건 (3)의 하한을 밑도는 경우는, 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 사용 회절 차수광의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 없고, 혹은 플레어광의 강도가 지나치게 크기 때문에, 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향을 억제할 수 없다. 조건 (3)의 상한을 웃도는 경우는, 회절 파워의 증강에 따른 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등이 현저하고, 제조면이나 광학 성능면의 불이익이 크다.
제2 영역은, 제2 파장 λ2의 광속에 대한 개구 제한 기능을 구비하기 위해, 이 제2 영역을 투과하는 제2 파장 λ2의 광속에 구면수차를 부가하여 플레어광으로 하는 회절 구조를 가지는 구성으로 해도 된다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 제2 영역에 있어서의 블레이즈 파장을 λB2(단위:nm)로 정의한 경우에, 다음의 조건 (4)
390<λB2<420…(4)
를 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
조건 (4)를 만족하는 경우, 제2 영역에 있어서의 제1 파장 λ1의 광속의 회절 효율이 대략 100%가 된다. 조건 (4)를 벗어나면, 제2 영역을 투과한 제1 파장 λ1의 광속의 회절 효율이 지나치게 낮아, 고배속 대응이 곤란해짐과 아울러 불필요 회절 차수광의 증가에 따라 재생 신호 등의 S/N비가 저하된다는 문제가 생긴다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 제2 파장 λ2에 대한 굴절율을 n2로 정의하고, 대물 렌즈의 광원측의 면의 곡률반경을 R1으로 정의하고, 광축상의 렌즈 두께를 D로 정의한 경우에, 다음의 조건 (5)
f2×(1+2×P2×λ2-D×(n2-1)/(n2×R1))>0.57…(5)
를 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
조건 (5)를 만족하는 경우, 제2 광디스크 사용시의 작동 거리를 충분히 확보할 수 있다. 조건 (5)를 만족하지 않는 경우는, 제2 광디스크 사용시의 작동 거리가 지나치게 짧기 때문에, 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈와 제2 광디스크와의 기계적 간섭에 의한 결손 등이 우려된다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향을 한층 더 억제하기 위해서, 다음의 조건 (6),
70<P2×f2<200…(6)
을 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 제1 파장 λ1의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수광(사용 회절 차수광)에 있어서의 촛점거리를 f1으로 정의한 경우에 다음의 조건 (7),
1.0<f1<1.6…(7)
을 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
조건 (7)을 만족하는 경우, 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈의 소형화 설계와 제1 광디스크 사용시의 작동 거리의 확보에 유리하다. 조건 (7)의 하한을 밑도는 경우는, 제1 광디스크 사용시의 작동 거리를 확보하는 것이 어렵다. 또, 렌즈면이 작아져 제조가 어렵고, 취급도 곤란하다. 조건 (7)의 상한을 웃도는 경우는, 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈의 소형화 설계에 적합하지 않다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 제조 용이성 등을 고려하면서 제2 영역에 있어서의 제2 파장 λ2의 광속이 최대가 되는 회절 효율을 억제하기 위해서, 제2 영역에 있어서 제1 파장 λ1의 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 1차이도록 설계되어도 된다.
본 발명에 따른 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈는, 제2 파장 λ2의 광속의 대물 렌즈에 있어서의 배율을 MM2로 정의한 경우에, 다음의 조건 (8)
-0.020<MM2≤0.000…(8)
을 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
조건 (8)을 만족하는 경우, 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈의 소형화 설계와 제1 광디스크 사용시의 작동 거리의 확보에 유리하다. 조건 (8)의 하한을 밑도는 경우는, 제1 광디스크 사용시와의 배율차가 커지고, 동일한 콜리메이트 렌즈를 사용할 수 없다. 또, 트래킹시의 성능 열화도 커진다. 조건 (8)의 상한을 웃도는 경우는, 제2 광디스크 사용시의 작동 거리를 확보하는데 불리한 방향이 되어버려, 본 발명의 목적이 달성되지 않는다.
상기한 과제를 해결하는 본 발명의 일 형태에 따른 광정보 기록 재생 장치는, 소정의 광원으로부터 사출된 제1, 제2 파장을 가지는 대략 평행 광속을 각각 상기한 어느 하나에 기재된 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈를 사용하여, 기록 밀도가 상이한 제1, 제2 광디스크의 기록면상에 집광하고, 각 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 행하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 광정보 기록 재생 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시형태의 대물 렌즈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 플레어광거리 Δf2와 조건 (1)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리와 조건 (5)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예 5에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예 5에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예 6에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시예 6에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 실시예 7에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 실시예 7에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 실시예 8에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 20a 및 도 20b는 본 발명의 실시예 8에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 실시예 9에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 22a 및 도 22b는 본 발명의 실시예 9에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 23a 및 도 23b는 본 발명의 실시예 10에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 24a 및 도 24b는 본 발명의 실시예 10에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 25a 및 도 25b는 본 발명의 실시예 11에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 26a 및 도 26b는 본 발명의 실시예 11에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 27a 및 도 27b는 본 발명의 실시예 12에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
도 28a 및 도 28b는 본 발명의 실시예 12에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태의 광정보 기록 재생 장치에 대해서 설명한다.
이하에 있어서는, 설명의 편의상, 상기 2종류의 광디스크 중, 예를 들어 BD 등의 고기록 밀도의 광디스크를 광디스크 D1이라고 하고, BD보다 기록 밀도가 낮은 DVD나 DVD-R 등의 광디스크를 광디스크 D2라고 한다.
광디스크(D1, D2)의 보호층 두께(보호층 표면으로부터 기록 대상 또는 재생 대상의 기록면까지의 광학적 거리)를 각각 t1(단위:mm), t2(단위:mm)로 정의하면, 다음의 관계가 성립한다.
t1<t2
각 보호층 두께의 구체적 치수는 제품 개체차를 고려하면 다음에 나타내는 범위 내의 수치이다.
0.05<t1<0.15
0.50<t2<0.70
광디스크(D1, D2)의 각각에 대하여 정보의 기록 또는 재생을 행하는 경우, 기록 밀도의 차이에 대응한 빔스팟이 얻어지도록, 필요한 개구수(NA)의 값을 변화시킬 필요가 있다. 여기서, 광디스크(D1, D2)의 각각에 대한 정보의 기록시 또는 재생시에 필요한 최적의 설계 개구수를 각각 NA1, NA2로 정의하면, 다음의 관계가 성립한다.
NA1>NA2
즉, 기록 밀도가 높은 광디스크(D1) 사용시에는, 광디스크(D2) 사용시보다 소직경의 스팟의 형성이 요구되기 때문에 NA가 높아진다. NA1은 예를 들어 0.85이며, NA2는 예를 들어 0.60이다.
상기한 바와 같이 기록 밀도가 상이한 광디스크(D1, D2)를 사용하는 경우, 각 기록 밀도에 대응한 빔스팟이 얻어지도록, 광정보 기록 재생 장치 내에 있어서, 각각 상이한 파장의 레이저광이 사용된다. 구체적으로는, 광디스크(D1) 사용시에는 소직경의 빔스팟을 광디스크(D1)의 기록면상에 형성하기 위해서, 파장 λ1(단위:nm)의 레이저광을 광원으로부터 사출한다. 광디스크(D2) 사용시에는 광디스크(D1) 사용시보다 직경이 큰 빔스팟을 광디스크(D2)의 기록면상에 형성하기 위해서, 파장 λ1보다 긴 파장 λ2(단위:nm)의 레이저광을 광원으로부터 사출한다. 즉, 각 파장에는 다음의 관계가 성립한다.
λ1<λ2
각 파장은 사용 환경 및 제품 개체차를 고려하면 다음에 나타내는 범위에서 변동한다.
390<λ1<420
640<λ2<700
도 1은, 본 실시형태의 광정보 기록 재생 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 광정보 기록 재생 장치(100)는 대물 렌즈(10), BD용 모듈(21), DVD용 모듈(22), 빔 컴바이너(23), 콜리메이트 렌즈(24)를 가지고 있다. 도 1에 나타내는 일점쇄선은 광정보 기록 재생 장치(100)의 기준축(AX)이다. 대물 렌즈(10)의 광축은 통상 기준축(AX)과 일치한다. 단, 대물 렌즈(10)는 도시하지 않는 주지의 트래킹 기구에 의한 광디스크에 대한 반경방향의 이동에 따라, 광축이 기준축(AX)으로부터 벗어나는 상태도 일어날 수 있다.
또, 도 1 중, 실선으로 나타내는 레이저광속(L1)은 광디스크(D1)로의 입사광 또는 그 귀환광이다. 점선으로 나타내는 레이저광속(L2)은 광디스크(D2)의 입사광 또는 그 귀환광이다. 대물 렌즈(10)는 도시하지 않는 주지의 포커스 서보 기구에 의해 광축방향으로 이동이 자유롭다. 대물 렌즈(10)는 광디스크(D1) 사용시에는 도 1 중 실선으로 나타내는 위치로 이동하고, 광디스크(D2) 사용시에는 도 1 중 점선으로 나타내는 위치로 이동한다.
BD용 모듈(21), DVD용 모듈(22)은 반도체 레이저와 수광 센서를 일체화한 소자이다. BD용 모듈(21)은 파장 λ1의 레이저광속(L1)을 사출하는 반도체 레이저를, DVD용 모듈(22)은 파장 λ2의 레이저광속(L2)을 사출하는 반도체 레이저를, 각각 구비한다.
광디스크(D1)의 사용시에는 BD용 모듈(21)을 동작시킨다. BD용 모듈(21)의 반도체 레이저가 사출한 레이저광속(L1)은 빔 컴바이너(23)를 통하여 콜리메이트 렌즈(24)에 입사한다. 콜리메이트 렌즈(24)는 입사한 레이저광속(L1)을 평행 광속으로 변환하여, 대물 렌즈(10)를 향해서 사출한다. 대물 렌즈(10)는 입사한 평행 광속(L1)을 광디스크(D1)의 기록면 근방에 수속시킨다. 수속한 레이저광속(L1)은 광디스크(D1)의 기록면상에 스팟을 형성한다. 광디스크(D1)의 기록면에서 반사한 레이저광속(L1)은 입사시와 동일한 광로를 되돌아가, BD용 모듈(21)에 설치된 수광 센서에 의해 수광된다.
광디스크(D2)의 사용시에는 DVD용 모듈(22)을 동작시킨다. DVD용 모듈(22)의 반도체 레이저가 사출한 레이저광속(L2)은 빔 컴바이너(23)에 의해 광로가 절곡되어, 콜리메이트 렌즈(24)에 입사한다. 콜리메이트 렌즈(24)는 레이저광속(L1)과 마찬가지로, 입사한 레이저광속(L2)을 평행 광속으로 변환하여, 대물 렌즈(10)를 향해서 사출한다. 대물 렌즈(10)는 입사한 평행 광속(L2)을 광디스크(D2)의 기록면 근방에 수속시킨다. 수속한 레이저광속(L2)은 광디스크(D2)의 기록면상에 스팟을 형성한다. 광디스크(D2)의 기록면에서 반사한 레이저광속(L2)은 입사시와 동일한 광로를 되돌아가, DVD용 모듈(22)에 설치된 수광 센서에 의해 수광된다.
각 모듈에 설치된 수광 센서는 수광한 귀환광을 검출하여, 주지의 구성을 가지는 신호 처리 회로(30)에 출력한다. 신호 처리 회로(30)는 수광 센서의 출력을 기초로, 포커싱 에러 신호, 트래킹 에러 신호, 광디스크에 기록된 정보의 재생 신호 등을 검출한다. 또한, 대물 렌즈(10)에는 어느 광디스크를 사용할 때에도 평행 광속이 입사한다. 그 때문에, 대물 렌즈(10)가 트래킹 동작에 의해 광축과 직교하는 방향으로 미소량 이동(소위 트래킹 시프트)한 경우라도, 코마수차 등의 축외 수차가 발생하지 않는다.
본 실시형태에서는, 어느 광디스크에 대해서도 평행 광속을 입사시키는 소위 무한계를 상정하고 있지만, 다른 실시형태에서는 광디스크(D2)에 대하여 약발산광을 입사시키는 소위 유한계도 상정된다. 유한계에 있어서, 레이저광속(L2)의 대물 렌즈(10)에 있어서의 배율을 MM2로 정의한 경우는, 다음의 조건 (8)
-0.020<MM2≤0.000…(8)
이 만족된다.
그런데, 광디스크(D1) 사용시와 광디스크(D2) 사용시에서는, 보호층 두께의 차이에 기인하여, 발생하는 구면수차량이 변화한다. 예를 들어, 광정보 기록 재생 장치(100)를 광디스크(D1)에 최적으로 설계한 경우, 광디스크(D2) 사용시에 보호층 두께의 차이에 기인하여 구면수차가 보정 과잉이 되고, 광디스크(D2)의 이용에 적합하지 않다. 광정보 기록 재생 장치(100)를 광디스크(D2)에 최적으로 설계한 경우는, 광디스크(D1) 사용시에 보호층 두께의 차이에 기인하여 구면수차가 보정 부족이 되고, 광디스크(D1)의 이용에 적합하지 않다. 광디스크(D1과 D2)에 대하여 호환성을 갖게 하는, 즉 양쪽 규격의 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 보증하기 위해서는, 어느 광디스크 사용시라도 구면수차를 양호하게 보정하는 것이 요구된다. 또, 기록 밀도(피트 사이즈)에 대응한 사이즈의 빔스팟을 각 광디스크의 기록면에 형성하여, 재생 신호 등의 S/N비를 향상시키는 것도 요구된다. 본 실시형태에 있어서는, 이들 요구에 부응하기 위해, 대물 렌즈(10)를 다음과 같이 구성하고 있다.
도 2a는 대물 렌즈(10)의 정면도를, 도 2b는 대물 렌즈(10)의 측단면도를 각각 나타낸다. 대물 렌즈(10)는 상기 서술한 바와 같이, 규격이 상이한 복수 종류의 광디스크(광디스크(D1, D2))에 대하여 호환성을 가지는 광정보 기록 재생 장치(100)의 광 헤드에 적용되고, 광원인 반도체 레이저로부터 사출된 레이저광속을 각 광디스크의 기록면에 수속시키는 기능을 가지고 있다.
대물 렌즈(10)는 콜리메이트 렌즈(24)에 대향하는 제1 면(10a)과, 광디스크에 대향하는 제2 면(10b)을 가지는 양쪽으로 볼록한 수지제 단렌즈이다. 제1 면(10a), 제2 면(10b)은 모두 비구면이다. 비구면의 형상은 광축으로부터의 높이가 h(단위:mm)가 되는 비구면상의 좌표점의 이 비구면의 광축상에서의 접평면으로부터의 거리(새그량)를 SAG로 정의하고, 비구면의 광축상에서의 곡률을 1/r(단, r(단위:mm)은 곡률반경)로 정의하고, 원추계수를 κ로 정의하고, 4차 이상의 짝수차의 비구면 계수를 A4, A6, …으로 정의한 경우에, 다음의 식으로 나타난다. 대물 렌즈(10)의 각 렌즈면을 비구면으로 함으로써, 구면수차나 코마수차 등의 제수차를 적절하게 컨트롤하는 것이 가능하게 된다.
Figure 112011021653205-pat00001
도 2a에 나타내는 바와 같이, 대물 렌즈(10)의 제1 면(10a)은 광축을 중심으로 하는 원형의 제1 영역(RC)과, 제1 영역(RC)의 외측에 배치된 원환상의 제2 영역(RE)을 가진다. 제1 영역(RC)과 제2 영역(RE)을 포함하는 전역에 고리띠 구조가 설치되어 있다. 이 고리띠 구조는 도 2a 또는 도 2b의 확대도에 나타내는 바와 같이, 동심상으로 분할된 복수의 굴절면과 각 굴절면의 경계에 있어서 광축을 따라 연장되는 복수가 미소한 단차로 이루어진다. 고리띠 구조는 제2 면(10b)에만 설치되어 있어도 되고, 또는 제1 면(10a)과 제2 면(10b)의 양면에 설치되어 있어도 된다.
고리띠 구조를 제1 면(10a)에만 설치한 경우, 예를 들어 고리띠 구조의 최소 고리띠폭을 보다 넓게 설계할 수 있고, 유효 광속폭에 대한 고리띠의 단차부분에 의한 광량 손실을 억제할 수 있다. 또, 회전하는 광디스크와 마주하지 않아 제2 면(10b)에 대한 먼지 등의 부착의 우려가 증가하지 않고, 대물 렌즈(10)를 렌즈 클리너를 사용하여 문지른 경우에 고리띠 구조가 마모될 우려가 없는 등의 메리트가 있다.
고리띠 구조의 단차는 각 굴절면의 경계(즉, 고리띠의 인접한 것들 사이의 단차)의 내측을 투과하는 광속과 외측을 투과하는 광속 사이에서 소정의 광로길이차가 생기도록 설계된다. 이 구조를 일반적으로 회절 구조라고 할 수 있다. 소정의 광로길이차가 특정의 파장 λα의 n배(n은 정수)가 되도록 설계된 고리띠 구조는 블레이즈 파장 λα의 n차 회절 구조라고 할 수 있다. 여기서, 회절 구조에 특정의 파장 λβ의 광속을 투과시켰을 때에 가장 회절 효율이 높아지는 회절광의 회절 차수는 파장 λβ의 광속에 대하여 부여되는 광로길이차를 파장 λβ로 나누었을 때의 값에 가장 가까운 정수 m으로서 구해진다.
그 밖에도, 각 굴절면의 경계의 내측을 투과하는 광속과 외측을 투과하는 광속 사이에 광로길이차가 생긴다는 것은 서로의 위상이 고리띠 구조의 단차의 작용에 의해 어긋난다고 파악할 수도 있다. 따라서 고리띠 구조는 입사 광속의 위상을 시프트하는 구조, 즉 위상 시프트 구조라고 할 수도 있다.
고리띠 구조는 광로차 함수 φ(h)에 의해 나타낼 수 있다. 광로차 함수 φ(h)는 대물 렌즈(10)의 회절 렌즈로서의 기능을 광축으로부터의 높이(h)에 있어서의 광로길이 부가량의 형태로 표현한 함수이며, 고리띠 구조에 있어서의 각 단차의 설치 위치를 규정한다. 광로차 함수 φ(h)는 ２차, 4차, 6차, …의 광로차 함수 계수를 각각 P2, P4, P6, …으로 정의하고, 사용되는(입사하는) 레이저광의 설계 파장을 λ로 정의하고, 입사 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를 m으로 정의한 경우에, 다음의 식에 의해 나타낸다.
φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ
제1 영역(RC)에 설치된 고리띠 구조는 레이저광속(L1, L2)의 어느 쪽의 수속에도 기여하는, 구체적으로는 레이저광속(L1)을 광디스크(D1)의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 레이저광속(L2)을 광디스크(D2)의 기록면상에 수속시키도록 구성되어 있다. 제1 영역(RC)에 설치된 고리띠 구조는 회절 구조로서 파악한 경우, 레이저광속(L1, L2)에서 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 모두 1차이도록 설계되어 있다.
레이저광속(L1, L2)에 대하여 1차 회절광을 사용하도록 제1 영역(RC)을 설계함으로써, 레이저광속(L1) 사용시에 있어서의 회절 효율과, 레이저광속(L2) 사용시에 있어서의 회절 효율의 밸런스를 취할 수 있어, 일방의 회절 효율이 지나치게 낮아진다는 문제를 유효하게 피할 수 있다. 또, 필요한 광로길이 부가량이 적기 때문에, 단차가 낮고, 금형가공이나 성형이 용이하다.
그러나, 각 레이저광속 사용시의 회절 효율을 밸런스 좋게 설정한 보상으로서, 불필요 회절 차수광의 발생을 피할 수 없다. 이러한 종류의 불필요 회절 차수광은 광디스크의 기록면에 집광하여 신호를 열화시킬 우려가 있다. 특히, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 주된 불필요 회절 차수광(회절 효율이 2번째로 높은 회절 차수광)은 신호를 열화시키는 인자가 되기 쉽다.
그래서, 대물 렌즈(10)는 제1 영역(RC)의 고리띠 구조를 규정하는 광로차 함수의 2차의 계수를 P2로 정의하고, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 촛점거리(단위:mm)를 f2로 정의한 경우에, 다음의 조건 (1)
35<P2×f2<200…(1)
을 만족하도록 구성된다. 또한, 본 명세서 중 「촛점거리」라고 하는 경우는, 특별히 부정하지 않는 한, 「회절 효율이 최대가 되는 회절 차수광의 촛점거리」를 말한다. 예를 들어 f2는 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)에 대한 대물렌즈(10)의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수광의 촛점거리이다. 또, 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수광의 촛점거리에 대응하는 촛점 위치는 "정규의 촛점 위치"라고 한다. 또, 본 명세서 중, "회절 효율이 최대가 되는 회절 차수광"과 "사용 회절 차수광"은 동의로 사용된다.
여기서, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 회절 효율이 2번째로 높은 회절 차수광에 대한 대물렌즈(10)의 촛점거리(단위:mm)를 f2'로 정의하고, 촛점거리 f2와 촛점거리 f2'의 차(단위:mm)를 Δf2(=f2-f2')로 정의한다. 차 Δf2는 회절 효율이 가장 높은 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치가 정규의 촛점 위치에 대하여 광축방향으로 어느 정도 떨어져 있는지를 수치로 나타내는 것이다. 이하에 있어서는, 설명의 편의상, 회절 효율이 가장 높은 불필요 회절 차수광을 「주된 불필요 회절 차수광」이라고 하고, 차 Δf2를 「플레어광거리 Δf2」라고 한다.
대물 렌즈(10)는 광디스크와의 기계적 간섭에 의한 결손 등을 피하기 위해서, 포커스 서보 OFF시에는 광디스크로부터 충분히 떨어진 위치에서 지지되어 있다. 대물 렌즈(10)는 포커스 서보가 ON이 되면, 정규의 촛점 위치를 광디스크의 기록면에 맞추기 위해서, 광디스크에 근접한다. 이 때, 촛점거리 f2'가 촛점거리 f2보다 길면, 정규의 촛점 위치가 광디스크(D2)의 기록면에 맞춰지기 전에, 주된 불필요 회절 차수광이 광디스크(D2)의 기록면에 집광한다는 문제가 발생한다. 그러나, 조건 (1)을 만족하는 한, 계수 P2의 부호는 정(正)이다. 촛점거리 f2'는 계수 P2가 정의 부호인 것에 의해, 촛점거리 f2보다 짧다. 즉, 주된 불필요 회절 차수광은 사용 회절 차수광보다 대물 렌즈(10)측에 집광한다. 그 때문에, 조건 (1)을 만족하는 한은, 대물 렌즈(10)가 광디스크(D2)에 접근할 때의 상기 문제의 발생을 유효하게 피할 수 있다.
단, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치와 정규의 촛점 위치가 근접하는 경우, 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화는 촛점거리 f2'를 촛점거리 f2보다 짧게 한 것만으로는 충분히 억제되지는 않는다. 신호 열화의 억제에는, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치와 정규의 촛점 위치를 일정 거리 이상 떼어 놓을 필요가 있다. 예를 들어 다층 DVD의 층간 거리가 0.04mm정도인 것을 고려하면, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 정규의 촛점 위치로부터 광축방향으로 적어도 0.05mm정도 떼어 놓는 것이 바람직하다. 정규의 촛점 위치와 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치가 0.05mm정도 떨어져 있으면, 층간의 크로스 토크가 대폭 저감한다. 물론, 단층 DVD의 경우도, 정규의 촛점 위치와 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치가 0.05mm정도 떨어져 있으면, 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화는 양호하게 억제된다.
도 3은, 플레어광거리 Δf2와 조건 (1)의 관계를 나타내는 도면이다. 도 3의 종축은 플레어광거리 Δf2를 나타내고, 횡축은 조건 (1)의 값을 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 조건 (1)의 값과 플레어광거리 Δf2는 대략 비례 관계에 있다. 또한, 도 3은, 후술하는 실시예 1 내지 12, 비교예의 각 예를 조건 (1)에 적용했을 때의 값을 플롯한 것이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 조건 (1)의 값이 35를 웃돌면, 플레어광거리 Δf2가 0.05mm 이상이 된다. 즉, 조건 (1)의 하한을 웃도는 경우는, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 정규의 촛점 위치로부터 광축방향으로 0.05mm 이상 떼어 놓을 수 있고, 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향을 대폭 억제할 수 있다. 조건 (1)의 하한을 밑도는 경우는, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 정규의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 없고, 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향을 억제할 수 없다.
조건 (1)의 값을 크게 하기 위해서는, 보다 큰 회절 파워가 필요하다. 단, 회절 파워의 증대에는 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등을 수반한다. 그 때문에, 회절 파워는 단순하게는 크게 할 수 없다. 조건 (1)의 상한을 웃도는 경우는 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등이 현저하고, 제조면이나 광학 성능면의 불이익이 크다.
제1 영역(RC)에서 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 저차일수록, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 정규의 촛점 위치로부터 떼어 놓는데는 유리하다. 또, 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 n차인 경우, 불필요광으로서 주로 발생하는 n±1차 광과의 파워차는 1/n로 정해진다. 즉, 사용 회절 차수광은 저차광일수록, 주된 불필요 회절 차수광에 대하여 강한 파워를 가진다. 본 실시형태에 있어서는, 사용 회절 차수광으로서 1차광이 선택되어 있기 때문에, 0차나 2차 등의 주된 불필요 회절 차수광을 정규의 촛점 위치에 대하여 보다 떨어진 위치에 집광시키는데 적합함과 아울러, 주된 불필요 회절 차수광에 대한 사용 회절 차수광의 파워가 강하기 때문에 적합하다.
또한, 다른 실시형태의 대물 렌즈(10)로서는, 제1 영역(RC)의 회절 구조의 블레이즈 파장을 λB1(단위:nm)으로 정의한 경우에, 조건 (1) 대신에, 다음의 조건 (3)
-0.010<(λB1-λ2)/(P2×f2×λ2)<-0.001…(3)
을 만족하는 구성이 상정된다.
조건 (3)을 만족함으로써, 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향이 적합하게 억제된다. 조건 (3)의 하한을 밑도는 경우는, 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 사용 회절 차수광의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 없고, 혹은 플레어광의 강도가 지나치게 크기 때문에, 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향을 억제할 수 없다. 조건 (3)의 상한을 웃도는 경우는, 회절 파워의 증강에 따른 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등이 현저하고, 제조면이나 광학 성능면의 불이익이 크다.
대물 렌즈(10)는 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화를 한층 더 억제하기 위해, 다음의 조건 (6)
70<P2×f2<200…(6)
을 또한 만족하는 구성으로 해도 된다.
제2 영역(RE)에 설치된 고리띠 구조는 레이저광속(L1)의 수속에만 기여하도록, 구체적으로는, 레이저광속(L1)을 광디스크(D1)의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 광디스크(D2) 사용시에 레이저광속(L2)의 구면수차를 크게 발생시켜 플레어광으로 하고, 어느 광디스크의 기록면에도 수속시키지 않도록 구성되어 있다. 즉, 제2 영역(RE)은 레이저광속(L2)에 대한 개구 제한 기능을 가지는 영역으로서 정의된다. 제2 영역(RE)에 설치된 고리띠 구조는 광디스크(D1) 전용으로 설계되어 있고, 레이저광속(L1) 사용시에 있어서의 회절 효율이 대략 100%가 되도록 설계되어 있다.
대물 렌즈(10)는 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 불필요 회절 차수광의 절대량을 삭감하기 위해서, 다음의 조건 (2)
450<λB1<550…(2)
를 만족하도록 구성된다.
하기의 표 1은, 블레이즈화의 회절 차수가 1차인 경우에 있어서의, 블레이즈 파장 λB1, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L1)의 회절 효율(표 1 중 BD), 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 회절 효율(표 1 중 DVD)의 관계를 나타낸다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 조건 (2)를 만족하는 경우, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 회절 효율이 65% 이상의 높은 효율이므로, 레이저광속(L2)의 불필요 회절 차수광 자체의 발생량이 적다. 조건 (2)의 상한을 웃도는 경우는, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 회절 효율이 높기 때문에, 불필요 회절 차수광의 절대량이 적다. 그러나, 레이저광속(L2)의 회절 효율을 높인 보상으로서 레이저광속(L1)의 회절 효율이 지나치게 낮아진다. 조건 (2)의 하한을 밑도는 경우는, 제1 영역(RC)을 투과한 레이저광속(L2)의 회절 효율이 지나치게 낮아진다. 어느 경우도 고배속 대응이 곤란해짐과 아울러 불필요 회절 차수광의 증가에 따라 재생 신호 등의 S/N비가 저하된다는 문제가 생긴다.
Blazed Wavelength λB1 (nm)
390 410 430 450 470 490
Diffraction
Efficiency 		BD 99.5% 99.9% 98.2% 94.7% 89.4% 82.8%
DVD 52.0% 57.6% 63.1% 68.5% 73.6% 78.4%
Blazed Wavelength λB1 (nm)
510 530 550
Diffraction
Efficiency 		BD 74.9% 66.3% 57.2%
DVD 82.9% 87.0% 90.6%
대물 렌즈(10)는 제2 영역(RE)의 회절 구조의 블레이즈 파장을 λB2(단위:nm)로 정의한 경우에, 다음의 조건 (4)
390<λB2<420…(4)
를 만족하도록 구성된다.
조건 (4)를 만족함으로써, 광디스크(D1) 전용 영역인 제2 영역(RE)에서 레이저광속(L1)의 회절 효율이 대략 100%가 된다. 조건 (4)를 벗어나면, 제2 영역(RE)을 투과한 레이저광속(L1)의 회절 효율이 저하되기 때문에, 고배속 대응이 곤란해짐과 아울러 불필요 회절 차수광의 증가에 따라 재생 신호 등의 S/N비가 저하된다는 문제가 생긴다.
대물 렌즈(10)는 파장 λ2에 대한 굴절율을 n2로 정의하고, 제1 면(10a)의 곡률반경을 R1으로 정의하고, 광축상의 렌즈 두께를 D로 정의한 경우에, 다음의 조건 (5)
f2×(1+2×P2×λ2-D×(n2-1)/(n2×R1))>0.57…(5)
를 만족하도록 구성된다.
도 4는, 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리(단위:mm)와 조건 (5)의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4의 종축은 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리를 나타내고, 횡축은 조건 (5)의 값을 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 조건 (5)의 값과 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리는 대략 비례 관계에 있다. 또한, 도 4는 후술하는 실시예 1 내지 12, 비교예의 각 예를 조건 (5)에 적용했을 때의 값을 플롯한 것이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 조건 (5)를 만족하는 경우는, 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리로서 대략 0.200mm 이상을 확보할 수 있다. 조건 (5)를 만족하지 않는 경우는 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리가 지나치게 짧기 떼문에, 대물 렌즈(10)와 광디스크(D2)의 기계적 간섭에 의한 결손 등이 우려된다.
대물 렌즈(10)는 레이저광속(L1)에 대한 촛점거리(단위:mm)를 f1으로 정의한 경우에, 다음의 조건 (7)
1.0<f1<1.6…(7)
을 만족하도록 구성된다.
조건 (7)을 만족하는 경우는, 대물 렌즈(10)의 소형화 설계와 광디스크(D1) 사용시의 작동 거리의 확보에 유리하다. 조건 (7)의 하한을 밑도는 경우는, 디스크(D1) 사용시의 작동 거리를 확보하는 것이 어렵다. 조건 (7)의 상한을 웃도는 경우는 대물 렌즈(10)의 소형화 설계에 적합하지 않다.
하기의 표 2는 제2 영역(RE)을 블레이즈 파장 λB2의 n차 회절 구조로서 설계했을 때에, 레이저광속(L2)의 최대 및 2번째로 높은 회절 효율이 어떻게 변화되는지를 나타내고 있다. 표 2 중, 상란의 회절 효율이 최대인 회절 효율을 나타내고, 하란의 회절 효율이 2번째로 높은 회절 효율을 나타낸다. 회절 효율에 붙은 괄호는 대응하는 회절 차수를 나타낸다. 또한, 표 2의 예에서는, 블레이즈 파장 λB2는 406nm이며, n차는 제2 영역(RE)을 투과한 레이저광속(L1)의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수이며, 설계에 있어서 1차 내지 7차의 어느 하나의 범위에서 임의로 설정 가능하다. 제2 영역(RE)을 1차 또는 4차 혹은 6차 회절 구조로 설계한 경우, 표 2에 나타내는 바와 같이, 레이저광속(L2)을 복수의 회절광으로 분산시킬 수 있다. 또, 레이저광속(L2)에서 회절 효율이 높아지는 회절 차수에서 수차를 크게 발생시키는 경우에는, 레이저광속(L1)의 회절 효율이 최대가 되는 차수를 2차 또는 3차, 5차, 6차 회절 구조로 함으로써 다른 차수의 회절광의 수차에 관계없이 제2 영역(RE)에 있어서의 레이저광속(L2)을 플레어로 할 수 있다. 그러나, 너무 고차의 회절 구조는 단차 높이가 높기 때문에, 금형가공이나 성형이 어렵다는 결점을 안고 있다. 이러한 제조면의 문제를 고려하여, 대물 렌즈(10)는 본 실시형태에서는 제2 영역(RE)을 투과한 레이저광속(L1)의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 1차이도록 설계되어 있다.
BD Diffraction Order
1 2 3 4 5 6 7
DVD Diffraction Efficiency (order) 56.4%(1) 88.8%(1) 85.6%(2) 60.9%(2) 99.8%(3) 51.8%(4) 91.6%(4)
DVD Diffraction Efficiency (order) 26.2%(0) 4.8%(2) 6.5%(1) 22.6%(3) 0.1%(2) 30.2%(3) 3.5%(5)
다음에, 지금까지 설명한 대물 렌즈(10)를 탑재하는 광정보 기록 재생 장치(100)의 구체적 실시예를 12예 설명한다. 각 구체적 실시예 1 내지 12의 광정보 기록 재생 장치(100)는 도 11에 나타내는 개략 구성을 가진다. 실시예 1 내지 12의 대물 렌즈(10)는 도 2에 나타내는 개략 구성을 가진다. 또한, 실시예 1 내지 12의 각 수치 데이터로부터 재현되는 대물 렌즈(10)는 유사한 형상이 된다. 따라서, 실시예 1 내지 12의 대물 렌즈(10)의 구성도는, 도 2를 참조하고, 본건 원서로의 첨부를 생략한다.
(실시예 1)
실시예 1의 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양, 구체적으로는 사용 파장, 촛점거리, NA, 배율은 표 3에 나타낸다. 또한, 실시예 1의 각 표 및 각 도면에 대한 설명은 실시예 1 이외의 다른 실시예 및 비교예에서 제시되는 각 표 및 각 도면에 있어서도 적용된다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.50
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
표 3 중, 배율의 값이 나타내는 바와 같이, 광정보 기록 재생 장치(100)에서는, 어느 광디스크 사용시라도, 레이저광속은 평행 광속으로서 대물 렌즈(10)에 입사한다. 이것에 의해, 트래킹했을 때에 있어서의 축외 수차의 발생을 유효하게 피할 수 있다. 광정보 기록 재생 장치(100)의 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 구체적 수치 구성은 표 4에 나타낸다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.880 1.60 1.55903 1.60 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.886
2 -1.876 0.50 0.28
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 4 중, 면번호 1-1은 대물 렌즈(10)의 제1 면(10a)의 제1 영역(RC)을, 면번호 1-2는 제1 면(10a)의 제2 영역(RE)을, 면번호 2는 대물 렌즈(10)의 제2 면(10b)을, 면번호 3은 대상이 되는 광디스크의 보호층 표면을, 면번호 4는 대상이 되는 광디스크의 기록면을 각각 나타낸다. 「r」은 광학 부재의 각 면의 곡률반경(단위:mm)을, 「d(406nm)」는 파장 λ1에 대한 광학 부재 두께 또는 광학 부재 간격(단위:mm)을, 「n(406nm)」은 파장 λ1에 대한 광학 부재의 굴절율을, 「d(662nm)」는 파장 λ2에 대한 광학 부재 두께 또는 광학 부재 간격(단위:mm)을, 「n(662nm)」은 파장 λ2에 대한 광학 부재의 굴절율을 각각 나타낸다. 또한, 비구면 소자에 있어서의 r은 광축상에서의 곡률반경을 나타낸다.
제1 영역(RC)(면번호 1-1), 제2 영역(RE)(면번호 1-2), 제2 면(10b)(면번호 2)은 비구면이다. 각 비구면 형상은 광디스크(D1 및 D2)의 기록 또는 재생에 최적으로 설계되어 있다. 각 비구면 형상을 규정하는 원추계수 κ, 비구면 계수 A4, A6, …는 표 5에 나타낸다. 각 표에 있어서의 표기 E는 10을 기수, E의 오른쪽의 숫자를 지수로 하는 누승을 나타내고 있다. 예를 들어, "E04"는 "×10-4"를 의미한다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.80000E+01
4th order 4.57300E-02 4.98400E-02 2.42800E-01
6th order 1.25500E-02 2.06900E-02 -2.80900E-01
8th order 2.19400E-02 -2.15900E-03 7.62500E-02
10th order -2.60400E-02 1.10700E-02 4.52400E-02
12th order 2.76800E-02 1.14700E-02 -1.17600E-02
14th order -1.07400E-02 -1.32600E-02 -2.05200E-02
16th order 0.00000E+00 -2.50000E-03 -5.48200E-03
18th order 0.00000E+00 5.37700E-03 1.51500E-02
20th order 0.00000E+00 3.29500E-03 -5.59100E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.28800E-03 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
제1 영역(RC)(면번호 1-1), 제2 영역(RE)(면번호 1-2)에는 고리띠 구조가 설치되어 있다. 이 광로차 함수를 규정하는 각 계수는 표 6에 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 5.53000E+01 5.00000E+01
4th order -1.70700E+01 -1.00000E+01
6th order -2.90700E+00 -3.00000E+00
8th order -8.20000E-01 -7.00000E-01
10th order -3.15300E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
표 6에서, 제1 영역(RC)(면번호 1-1)에 대해 정의된 "회절 차수"는 광디스크(D1)(BD)와 광디스크(D2)(DVD)의 각각에 대한 사용 회절 차수를 나타내고 제2 영역(RE)(면번호 1-2)에 대해 정의된 "회절 차수"는 광디스크(D1)(BD)에 디한 사용 회절차수를 나타낸다. 구체적으로, 표 6 중, 회절 차수 「1/1」은 제1 영역(RC)에서 회절 효율이 최대가 되는 레이저광속(L1, L2)의 회절 차수가 모두 1차인 것을 나타낸다. 회절 차수 「1」은 제2 영역(RE)에서 회절 효율이 최대가 되는 레이저광속(L1)의 회절 차수가 1차인 것을 나타낸다. 제1 영역(RC), 제2 영역(RE)에 있어서의 광디스크(D1) 사용시의 불필요 회절 차수광은 모두 사용 회절 차수 n±1차광, 즉, 0차 회절광과 2차 회절광이다. 제1 영역(RC)에 있어서의 광디스크(D2) 사용시의 불필요 회절 차수광도 0차 회절광과 2차 회절광이다. 광디스크(D2) 사용시에 제2 영역(RE)을 투과하여 발생하는 회절 차수광은 모두 불필요광이다.
(실시예 2)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 2가 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 7에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.49
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 8은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.896 1.60 1.55903 1.60 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.902
2 -1.933 0.50 0.25
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 9는 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -4.10000E+01
4th order 4.55200E-02 5.04200E-02 2.36600E-01
6th order 1.02000E-02 1.95700E-02 -2.75700E-01
8th order 1.96000E-02 7.27300E-04 7.17700E-02
10th order -2.39100E-02 4.54600E-03 4.68300E-02
12th order 2.50100E-02 1.64600E-02 -1.09400E-02
14th order -1.01400E-02 -1.35400E-02 -2.14000E-02
16th order 0.00000E+00 -4.05600E-03 -6.09800E-03
18th order 0.00000E+00 5.38000E-03 1.55900E-02
20th order 0.00000E+00 3.82700E-03 -5.48100E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.38300E-03 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 10은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 3.51200E+01 3.00000E+01
4th order -1.80000E+01 -1.00000E+01
6th order -6.28000E+00 -3.00000E+00
8th order -1.00000E-01 -7.00000E-01
10th order -3.84400E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 3)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 3이 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 11에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.52
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 12는 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.862 1.65 1.55903 1.65 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.861
2 -1.728 0.49 0.29
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 13은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -4.14000E+01
4th order 4.51500E-02 4.63200E-02 2.34600E-01
6th order 2.10600E-02 1.56000E-02 -2.77000E-01
8th order 2.02500E-02 1.13900E-03 7.11600E-02
10th order -3.00700E-02 2.48200E-03 4.70000E-02
12th order 3.18200E-02 1.75900E-02 -1.08000E-02
14th order -1.11500E-02 -1.37100E-02 -2.15500E-02
16th order 0.00000E+00 -4.44500E-03 -6.45500E-03
18th order 0.00000E+00 5.44000E-03 1.55500E-02
20th order 0.00000E+00 3.96200E-03 -5.17800E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.44190E-03 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 14는 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 7.90700E+01 8.00000E+01
4th order -2.08000E+01 -1.80000E+01
6th order 1.30000E+01 -6.00000E+00
8th order -1.27500E+01 -1.50000E+00
10th order 1.35500E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 4)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 4가 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 15에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.77 1.86
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 16은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 1.107 2.00 1.55903 2.00 1.53927 Objective
Lens
1-2 1.100
2 -2.509 0.63 0.40
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 17은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -4.60000E+01
4th order 2.57600E-02 2.35100E-02 1.43900E-01
6th order 6.22900E-03 1.99900E-03 -1.25500E-01
8th order 1.89400E-03 6.18600E-03 3.81600E-02
10th order -3.34900E-04 -6.97600E-03 1.57900E-03
12th order 7.39300E-04 5.08200E-03 -4.33100E-03
14th order -2.10700E-04 -7.39600E-04 -5.37600E-04
16th order 0.00000E+00 -7.12900E-04 8.77600E-04
18th order 0.00000E+00 1.27800E-04 2.10000E-04
20th order 0.00000E+00 1.55920E-04 -3.70300E-04
22nd order 0.00000E+00 -5.33230E-05 1.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 18은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 3.10400E+01 3.50000E+01
4th order -7.50000E+00 -1.10000E+01
6th order -5.83000E-01 -4.00000E+00
8th order -6.74000E-01 -6.00000E-01
10th order -1.84000E-01 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 5)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 5가 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 19에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.77 1.92
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 20은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 1.054 2.05 1.55903 2.05 1.53927 Objective
Lens
1-2 1.046
2 -2.170 0.63 0.50
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 21은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.80000E+01
4th order 2.30900E-02 2.70200E-02 1.55100E-01
6th order 1.05200E-02 2.79000E-03 -1.50400E-01
8th order 2.31500E-03 2.89800E-03 4.99000E-02
10th order -1.61000E-03 -2.91000E-03 1.03100E-02
12th order 1.91400E-03 2.59100E-03 -8.13800E-03
14th order -4.52800E-04 -4.88400E-04 -6.21400E-03
16th order 0.00000E+00 -4.03300E-04 1.28800E-03
18th order 0.00000E+00 9.81700E-05 5.40400E-03
20th order 0.00000E+00 8.91400E-05 -3.62100E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.64115E-05 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 22는 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 8.00000E+01 8.50000E+01
4th order -1.03400E+01 -5.00000E+00
6th order 6.57000E+00 -5.00000E+00
8th order -3.12000E+00 -1.30000E+00
10th order 6.86000E-01 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 6)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 6이 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 23에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.18 1.27
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 24는 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.714 1.35 1.55903 1.35 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.725
2 -1.469 0.41 0.20
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 25는 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.47000E+01
4th order 7.13400E-02 9.69000E-02 4.68800E-01
6th order 6.34400E-02 6.50000E-02 -9.07700E-01
8th order 9.72100E-04 -1.65820E-01 6.31400E-01
10th order 4.93000E-02 5.26900E-01 1.32260E-01
12th order -2.02100E-02 -5.20800E-01 -5.96400E-01
14th order 0.00000E+00 -1.16450E-01 5.46470E-01
16th order 0.00000E+00 6.67900E-01 -3.75110E-01
18th order 0.00000E+00 -3.87790E-01 1.40000E-01
20th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
22nd order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 26은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 1.04640E+02 9.00000E+01
4th order -3.90500E+01 0.00000E+00
6th order 2.17500E+01 -3.00000E+01
8th order -3.23500E+01 0.00000E+00
10th order 0.00000E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 7)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 7이 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 27에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.50
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 28은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.880 1.60 1.55903 1.60 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.886
2 -1.876 0.50 0.28
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 29는 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.80000E+01
4th order 4.57300E-02 4.98400E-02 2.42800E-01
6th order 1.25500E-02 2.06900E-02 -2.80900E-01
8th order 2.19400E-02 -2.15900E-03 7.62500E-02
10th order -2.60400E-02 1.10700E-02 4.52400E-02
12th order 2.76800E-02 1.14700E-02 -1.17600E-02
14th order -1.07400E-02 -1.32600E-02 -2.05200E-02
16th order 0.00000E+00 -2.50000E-03 -5.48200E-03
18th order 0.00000E+00 5.37700E-03 1.51500E-02
20th order 0.00000E+00 3.29500E-03 -5.59100E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.28800E-03 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 30은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 제2 영역(RE)에서 회절 효율이 최대가 되는 레이저광속(L1)의 회절 차수가 2차이다. 그 때문에, 제2 영역(RE)에 있어서의 광디스크(D1) 사용시의 불필요 회절 차수광은 1차 회절광과 3차 회절광이다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 2
2nd order 5.53000E+01 2.50000E+01
4th order -1.70700E+01 -5.00000E+00
6th order -2.90700E+00 -1.50000E+00
8th order -8.20000E-01 -3.50000E-01
10th order -3.15300E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 8)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 8이 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 31에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.49
NA 0.85 0.65
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 32는 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.896 1.60 1.55903 1.60 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.902
2 -1.933 0.50 0.25
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 33은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -4.10000E+01
4th order 4.55200E-02 5.04200E-02 2.36600E-01
6th order 1.02000E-02 1.95700E-02 -2.75700E-01
8th order 1.96000E-02 7.27300E-04 7.17700E-02
10th order -2.39100E-02 4.54600E-03 4.68300E-02
12th order 2.50100E-02 1.64600E-02 -1.09400E-02
14th order -1.01400E-02 -1.35400E-02 -2.14000E-02
16th order 0.00000E+00 -4.05600E-03 -6.09800E-03
18th order 0.00000E+00 5.38000E-03 1.55900E-02
20th order 0.00000E+00 3.82700E-03 -5.48100E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.38300E-03 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 34는 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다. 표 34에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(RE)에서 회절 효율이 최대가 되는 레이저광속(L1)의 회절 차수가 4차이다. 그 때문에, 제2 영역(RE)에 있어서의 광디스크(D1) 사용시의 불필요 회절 차수광은 3차 회절광과 5차 회절광이다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 4
2nd order 3.51200E+01 7.50000E+00
4th order -1.80000E+01 -2.50000E+00
6th order -6.28000E+00 -7.50000E-01
8th order -1.00000E-01 -1.75000E-01
10th order -3.84400E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 9)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 9가 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 35에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.18 1.27
NA 0.85 0.65
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 36은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.714 1.35 1.55903 1.35 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.725
2 -1.469 0.41 0.20
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 37은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.47000E+01
4th order 6.95700E-02 9.69000E-02 4.68800E-01
6th order 7.78500E-02 6.50000E-02 -9.07700E-01
8th order -4.51100E-02 -1.65820E-01 6.31400E-01
10th order 1.19600E-01 5.26900E-01 1.32260E-01
12th order -6.25200E-02 -5.20800E-01 -5.96400E-01
14th order 0.00000E+00 -1.16450E-01 5.46470E-01
16th order 0.00000E+00 6.67900E-01 -3.75110E-01
18th order 0.00000E+00 -3.87790E-01 1.40000E-01
20th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
22nd order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 38은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 1.04640E+02 9.00000E+01
4th order -3.99700E+01 0.00000E+00
6th order 2.60100E+01 -3.00000E+01
8th order -3.69500E+01 0.00000E+00
10th order 0.00000E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 10)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 10이 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 39에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.18 1.27
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 40은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.714 1.35 1.55903 1.35 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.725
2 -1.469 0.41 0.20
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 41은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.47000E+01
4th order 7.13400E-02 9.69000E-02 4.68800E-01
6th order 6.34400E-02 6.50000E-02 -9.07700E-01
8th order 9.72100E-04 -1.65820E-01 6.31400E-01
10th order 4.93000E-02 5.26900E-01 1.32260E-01
12th order -2.02100E-02 -5.20800E-01 -5.96400E-01
14th order 0.00000E+00 -1.16450E-01 5.46470E-01
16th order 0.00000E+00 6.67900E-01 -3.75110E-01
18th order 0.00000E+00 -3.87790E-01 1.40000E-01
20th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
22nd order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 42는 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다. 표 42에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(RE)에서 회절 효율이 최대가 되는 레이저광속(L1)의 회절 차수가 2차이다. 그 때문에, 제2 영역(RE)에 있어서의 광디스크(D1) 사용시의 불필요 회절 차수광은 1차 회절광과 3차 회절광이다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 2
2nd order 1.04640E+02 4.50000E+01
4th order -3.90500E+01 0.00000E+00
6th order 2.17500E+01 -1.50000E+01
8th order -3.23500E+01 0.00000E+00
10th order 0.00000E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 11)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 11이 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 43에 표시되어 있다. 실시예 11에 따른 광정보 기록/재생 장치(100)의 광학계는 유한계이며, 표 43에 나타내는 바와 같이, 광디스크(D2)로의 입사광이 약발산광이다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.18 1.27
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 -0.0085
다음의 표 44는 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.714 1.35 1.55903 1.35 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.725
2 -1.469 0.41 0.22
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 45는 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -3.47000E+01
4th order 7.13200E-02 9.69000E-02 4.68800E-01
6th order 6.54600E-02 6.50000E-02 -9.07700E-01
8th order 6.49200E-03 -1.65820E-01 6.31400E-01
10th order 4.53100E-02 5.26900E-01 1.32260E-01
12th order -1.63100E-02 -5.20800E-01 -5.96400E-01
14th order 0.00000E+00 -1.16450E-01 5.46470E-01
16th order 0.00000E+00 6.67900E-01 -3.75110E-01
18th order 0.00000E+00 -3.87790E-01 1.40000E-01
20th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
22nd order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 46은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다. 표 46에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(RE)에서 회절 효율이 최대가 되는 레이저광속(L1)의 회절 차수가 2차이다. 그 때문에, 제2 영역(RE)에 있어서의 광디스크(D1) 사용시의 불필요 회절 차수광은 1차 회절광과 3차 회절광이다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 2
2nd order 1.04640E+02 4.50000E+01
4th order -3.92500E+01 0.00000E+00
6th order 2.60900E+01 -1.50000E+01
8th order -3.06000E+01 0.00000E+00
10th order 0.00000E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(실시예 12)
이하에, 광정보 기록/재생 장치(100)의 실시예 12가 설명된다. 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 47에 표시되어 있다. 실시예 12에 따른 광정보 기록/재생 장치(100)의 광학계는 유한계이며, 표 47에 나타내는 바와 같이, 광디스크(D2)로의 입사광이 약발산광이다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.50
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 -0.015
다음의 표 48은 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.838 1.35 1.52350 1.35 1.50519 Objective
Lens
1-2 0.826
2 -1.408 0.49 0.30
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 49는 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -2.58000E+01
4th order 4.56500E-02 4.24500E-02 2.48400E-01
6th order 2.02600E-02 9.18700E-03 -2.62100E-01
8th order 2.42200E-02 3.89900E-02 3.71700E-02
10th order -2.86700E-02 -7.03300E-02 7.19900E-02
12th order 3.12600E-02 8.60600E-02 5.08500E-03
14th order -1.00800E-02 -2.29300E-02 -3.73000E-02
16th order 0.00000E+00 -2.73500E-02 -8.22000E-03
18th order 0.00000E+00 9.05900E-03 3.05000E-02
20th order 0.00000E+00 1.54500E-02 -1.49400E-02
22nd order 0.00000E+00 -8.37660E-03 0.00000E+00
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 50은 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 7.09000E+01 8.20800E+01
4th order -2.05000E+01 -2.47000E+01
6th order 9.49000E+00 -4.50000E+00
8th order -7.76500E+00 -8.00000E-01
10th order 0.00000E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
(비교예)
다음에, 비교예를 설명한다. 비교예의 광정보 기록 재생 장치, 대물 렌즈도 각각 도 1에 나타내는 것과 실질상 유사한 개략 구성을 가진다. 비교예의 대물 렌즈의 형상은, 실시예 1 내지 12의 어느 대물 렌즈와도 상이하지만, 본건 원서에 첨부 가능한 도면의 축척에서는 나타나지 않는 미세한 차에 지나지 않는다. 따라서, 비교예의 대물 렌즈의 구성도도 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된다.
비교예의 광정보 기록 재생 장치(100)에 탑재되는 대물 렌즈(10)의 사양은 표 51에 표시되어 있다.
Wavelength (nm) 406 662
Focal Length (mm) 1.41 1.47
NA 0.85 0.60
Magnification 0.000 0.000
다음의 표 52는 각 광디스크(D1, D2) 사용시에 있어서의 광정보 재생/기록 장치(100)의 수치 구성을 보여준다.
Surface
No.		 r d(406nm) n(406nm) d(662nm) n(662nm)
1-1 0.917 1.70 1.55903 1.70 1.53927 Objective
Lens
1-2 0.917
2 -1.722 0.44 0.18
3 ∞ 0.0875 1.62096 0.6000 1.57838 Optical Disc
4 ∞ - -
표 53은 각 비구면의 원추계수 κ와 비구면 계수를 A4, A6, …를 보여준다.
Surface No.
1-1 1-2 2
κ -8.50000E-01 -8.50000E-01 -4.40000E+01
4th order 4.32800E-02 4.62300E-02 2.47400E-01
6th order 1.27200E-02 1.93600E-02 -3.15400E-01
8th order 1.03100E-02 -1.04200E-02 7.39300E-02
10th order -1.97700E-02 1.63700E-02 5.82800E-02
12th order 2.13300E-02 9.53600E-03 -6.50500E-03
14th order -8.32000E-03 -1.46100E-02 -2.41500E-02
16th order 0.00000E+00 -2.51600E-03 -1.11300E-02
18th order 0.00000E+00 5.49000E-03 1.41000E-02
20th order 0.00000E+00 3.45000E-03 -1.93700E-03
22nd order 0.00000E+00 -3.15970E-03 7.00000E-04
24th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
26th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
28th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
30th order 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
표 54는 대물렌즈(10)의 제1 표면(10a)상의 영역(RC, RE)에서 고리띠 구조를 각각 규정하는 광로차 함수의 계수를 나타낸다.
Surface No.
1-1 1-2
Diffraction order 1/1 1
2nd order 2.00000E+01 2.00000E+01
4th order -2.12000E+01 -1.60000E+01
6th order -9.24000E-01 -4.00000E+00
8th order -9.42000E+00 -1.20000E+00
10th order 0.00000E+00 0.00000E+00
12th order 0.00000E+00 0.00000E+00
이상 설명한 실시예 1 내지 12, 비교예의 계 13예를 사용하여 비교 검토를 행한다. 표 55는 실시예 1 내지 12 및 비교예에 관한 각 조건 (1) 내지 (7), 플레어광거리 Δf2, 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리를 각각 나타낸다.
1ST
EXAMPLE		 2ND
EXAMPLE		 3RD
EXAPLE		 4TH
EXAMPLE		 5TH
EXAMPLE
CONDITION(1) 83 52 120 58 154
CONDITION(2) 470 490 460 480 500
CONDITION(3) -0.003 -0.005 -0.003 -0.005 -0.002
CONDITION(4) 406 406 406 406 406
CONDITION(5) 0.66 0.63 0.66 0.76 0.82
CONDITION(6) 83 52 120 58 154
CONDITION(7) 1.41 1.41 1.41 1.77 1.77
Δf2 0.11 0.07 0.15 0.10 0.23
WORKING
DISTANCE(DVD)		 0.28 0.25 0.29 0.40 0.50
6TH
EXMPLE		 7TH
EXAMPLE		 8TH
EXAMPLE		 9TH
EXAMPLE		 10TH
EXAMPLE
CONDITION(1) 133 83 52 133 133
CONDITION(2) 470 480 500 480 490
CONDITION(3) -0.002 -0.003 -0.005 -0.002 -0.002
CONDITION(4) 406 406 406 406 406
CONDITION(5) 0.61 0.66 0.63 0.61 0.61
CONDITION(6) 133 83 52 133 133
CONDITION(7) 1.18 1.41 1.41 1.18 1.18
Δf2 0.14 0.11 0.07 0.14 0.14
WORKING
DISTANCE
(DVD)		 0.20 0.28 0.25 0.20 0.20
11TH
EXAMPLE		 12TH
EXAMPLE		 COMPARATIVE
EXAMPLE
CONDITION(1) 133 106 29
CONDITION(2) 450 450 450
CONDITION(3) -0.002 -0.003 -0.011
CONDITION(4) 406 406 406
CONDITION(5) 0.61 0.64 0.55
CONDITION(6) 133 106 29
CONDITION(7) 1.18 1.41 1.41
Δf2 0.14 0.12 0.04
WORKING
DISTANCE
(DVD)		 0.22 0.30 0.18
표 55에 나타내는 바와 같이, 비교예는 조건 (1)(또는 조건 (3))을 만족하지 않는다. 구체적으로는, 비교예에서는, 조건 (1)(또는 조건 (3))의 하한을 밑돌기 때문에, 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 정규의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 없고, 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향이 크다. 이것에 대하여, 표 55A, 55B에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 12는 조건 (1)(또는 조건 (3))을 만족한다. 그 때문에, 실시예 1 내지 12에서는, 회절 구조의 단차수의 증가나 색수차의 증대 등을 억제하면서도 주된 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 정규의 촛점 위치로부터 충분히 떼어 놓을 수 있고, 주된 불필요 회절 차수광에 의한 신호 열화의 영향이 대폭 억제된다.
또, 표 55에 나타내는 바와 같이, 비교예는 조건 (5)를 만족하지 않는다. 그 때문에, 비교예에서는, 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리를 충분히 확보할 수 없고, 대물 렌즈와 광디스크(D2)의 기계적 간섭에 의한 결손 등이 우려된다. 이에 대하여, 표 55A, 55B에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 12는 조건 (5)를 만족한다. 그 때문에, 실시예 1 내지 12에서는, 광디스크(D2) 사용시의 작동 거리를 충분히 확보할 수 있고, 상기한 우려가 없다.
또한, 실시예 1 내지 12에서는, 표 55에 나타내는 바와 같이, 조건 (1), (3), (5) 이외에도 만족하는 조건이 있다. 그 때문에, 실시예 1 내지 12에서는, 조건 (1), (3), (5) 이외의 다른 조건도 만족시키는 것에 의한 추가적인 효과가 나타난다.
도 5a 및 도 5b는 각각 실시예 1에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광(1차 회절광)의 구면수차를 나타내는 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 각각 실시예 1에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광(1차 회절광) 및 불필요 회절 차수광(0차 회절광, 2차 회절광)의 구면수차를 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b의 각 도면 중, 실선이 설계 파장에서의 구면수차를, 점선이 설계 파장으로부터 +5nm 변화한 파장에서의 구면수차를, 일점쇄선이 설계 파장으로부터 -5nm 변화한 파장에서의 구면수차를 각각 나타낸다. 도 6a 및 도 6b의 각 도면 중, 실선이 1차 회절광의 구면수차를, 파선이 0차 회절광의 구면수차를, 일점쇄선이 2차 회절광의 구면수차를 각각 나타낸다. 도 5a-5b, 도 6a-6b의 각 도면의 종축은 입사동 좌표를, 횡축은 구면수차량(단위=λrms)을 나타낸다. 도 5a-5b, 도 6a-6b의 횡축은 설명의 편의상 스케일이 상이하다.
광디스크(D1) 사용시는 도 5a에 나타내는 바와 같이, 제1 영역(RC), 제2 영역(RE)에서 모두 사용 회절 차수광의 구면수차를 보정하고 있다. 또, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 영역(RC), 제2 영역(RE)에서 모두 불필요 회절 차수광의 구면수차를 의도적으로 발생시키고 있다. 즉, 광디스크(D1) 사용시에 있어서의 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 광디스크(D1)의 기록면(정규의 촛점 위치)으로부터 의도적으로 떼어 놓고 있다. 이것에 의해, 광디스크(D1) 사용시의 불필요 회절 차수광에 의한 신호의 열화가 유효하게 억제된다.
광디스크(D2) 사용시는, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 제1 영역(RC)에서 사용 회절 차수광의 구면수차를 보정함과 아울러 제2 영역(RE)에서 이 차수광(불필요광)의 구면수차를 의도적으로 발생시키고 있다. 또, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 제1 영역(RC), 제2 영역(RE)에서 모두 불필요 회절 차수광의 구면수차를 의도적으로 발생시키고 있다. 즉, 광디스크(D2) 사용시에 있어서의 불필요광 및 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 광디스크(D2)의 기록면(정규의 촛점 위치)으로부터 의도적으로 떼어 놓고 있다. 이것에 의해, 광디스크(D2) 사용시의 불필요광 또는 불필요 회절 차수광에 의한 신호의 열화가 유효하게 억제된다.
도 7a 및 도 7b는 실시예 2에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 7a 및 도 7b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 8a 및 도 8b는 실시예 2에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 8a 및 도 8b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 9a 및 도 9b는 실시예 3에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 9a 및 도 9b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 8a 및 도 8b는 실시예 3에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 10a 및 도 10b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 11a 및 도 11b는 실시예 4에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 11a 및 도 11b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 12a 및 도 12b는 실시예 4에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 12a 및 도 12b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 13a 및 도 13b는 실시예 5에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 13a 및 도 13b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 14a 및 도 14b는 실시예 5에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 14a 및 도 14b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 15a 및 도 15b는 실시예 6에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 15a 및 도 15b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 16a 및 도 16b는 실시예 6에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 16a 및 도 16b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 17a 및 도 17b는 실시예 7에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 17a 및 도 17b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 18a 및 도 18b는 실시예 7에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 18a 및 도 18b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 19a 및 도 19b는 실시예 8에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 19a 및 도 19b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 20a 및 도 20b는 실시예 8에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 20a 및 도 20b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 21a 및 도 21b는 실시예 9에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 21a 및 도 21b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 22a 및 도 22b는 실시예 9에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 22a 및 도 22b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 23a 및 도 23b는 실시예 10에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 23a 및 도 23b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 24a 및 도 24b는 실시예 10에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 24a 및 도 24b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 25a 및 도 25b는 실시예 11에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 25a 및 도 25b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 26a 및 도 26b는 실시예 11에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 26a 및 도 26b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다.
도 27a 및 도 27b는 실시예 12에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 27a 및 도 27b는 도 5a 및 도 5b와 상응한다. 도 28a 및 도 28b는 실시예 12에 있어서의 광디스크(D1, D2)의 사용 회절 차수광 및 불필요 회절 차수광의 구면수차를 나타낸다. 즉, 도 28a 및 도 28b는 도 6a 및 도 6b와 상응한다. 도 7 내지 28의 각 도면에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 12의 어느 것에 있어서도, 불필요광 또는 불필요 회절 차수광의 구면수차를 의도적으로 발생시키고 있다. 즉, 실시예 1 내지 12의 어느 것에 있어서도, 불필요광 또는 불필요 회절 차수광의 근축 집광 위치를 광디스크의 기록면(정규의 촛점 위치)으로부터 의도적으로 떼어 놓음으로써, 불필요광 또는 불필요 회절 차수광에 의한 신호의 열화가 유효하게 억제되어 있다.
이와 같이, 실시예 1 내지 12의 대물 렌즈(10)는 각 광디스크(D1, D2)에 대한 정보의 기록시 또는 재생시에 있어서 우수한 광학 특성을 가진다.
이상이 본 발명의 실시형태의 설명이다. 본 발명은, 상기한 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 있어서 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (18)

  1. 제1 파장을 가지는 평행 광속인 1 광속과 제2 파장을 가지는 평행 광속 혹은 발산 광속인 제2 광속을 포함하는 두 종류의 광속을 선택적으로 사용함으로써, 기록 밀도가 상이한 제1, 제2 광디스크를 포함하는 두 종류의 광 디스크에 정보를 기록하거나 상기 두 종류의 광 디스크로부터 정보를 재생하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈에 있어서,
    상기 제1 파장을 λ1(단위:nm)으로 정의하고, 상기 제2 파장을 λ2(단위:nm)로 정의한 경우에,
    390<λ1<420
    640<λ2<700
    이며,
    상기 제1 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 정보의 재생이 행해지는 상기 제1 광디스크의 보호층 두께를 t1(단위:mm)으로 정의하고, 상기 제2 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 상기 제2 광디스크의 보호층 두께를 t2(단위:mm)로 정의한 경우에,
    0.05<t1<0.15
    0.50<t2<0.70
    이며,
    상기 제1 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA1으로 정의하고, 상기 제2 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA2로 정의한 경우에,
    NA1>NA2
    이며,
    상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 광면은 다음의 수식
    φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ
    (단, h는 광축으로부터의 높이를, P2, P4, P6, …는 각각 ２차, 4차, 6차, …의 계수를, m은 입사 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를, λ는 상기 입사 광속의 설계 파장을 각각 나타낸다.)
    에 의해 나타내는 광로차 함수로 규정되는 회절 구조를 가지는 회절면을 가지고,
    상기 회절면은,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에, 상기 제2 광속을 상기 제2 광디스크의 기록면상에, 각각 수속시키는 것에 기여하는 제1 영역으로서, 상기 제1 광속과 제2 광속 사용시에 있어서의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 모두 1차인 회절 구조를 가지는 제1 영역과,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 상기 제2 광속의 수속에는 기여하지 않는, 상기 제1 영역의 외측에 배치된 제2 영역,을 가지고,
    상기 제1 영역의 회절 구조를 규정하는 광로차 함수의 2차의 계수를 P2로 정의하고, 상기 제1 영역을 통과하는 상기 제2 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를 가지는 제2 광속의 회절 광속에 대한 대물 렌즈의 촛점거리를 f2(단위: mm)로 정의한 경우에, 다음의 조건 (1)
    35<P2×f2<200…(1)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 있어서의 블레이즈 파장을 λB1(단위:nm)으로 정의한 경우에, 다음의 조건 (2)
    450<λB1<550…(2)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영역은, 상기 제2 영역을 투과하는 상기 제2 광속에 구면수차를 부가하여, 상기 제2 영역을 투과하는 상기 제2 광속을 플레어광으로 하는 회절 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 파장 λ2에 대한 대물 렌즈의 굴절율을 n2로 정의하고, 상기 대물 렌즈의 광원측의 면의 곡률반경을 R1으로 정의하고, 광축상의 대물 렌즈 두께를 D로 정의한 경우에, 다음의 조건 (5)
    f2×(1+2×P2×λ2-D×(n2-1)/(n2×R1))>0.57…(5)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    다음의 조건 (6),
    70<P2×f2<200…(6)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를 갖는 회절광에 대한 대물 렌즈의 촛점거리를 f1(단위: mm)으로 정의한 경우에 다음의 조건 (7),
    1.0<f1<1.6…(7)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 있어서 상기 제1 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 1차인 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광속의 상기 대물 렌즈에 있어서의 배율을 MM2로 정의한 경우에, 다음의 조건 (8)
    -0.020<MM2≤0.000…(8)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  9. 제1 파장을 가지는 평행 광속인 1 광속과 제2 파장을 가지는 평행 광속 혹은 발산 광속인 제2 광속을 포함하는 두 종류의 광속을 선택적으로 사용함으로써, 기록 밀도가 상이한 제1, 제2 광디스크를 포함하는 두 종류의 광 디스크에 정보를 기록하거나 상기 두 종류의 광 디스크로부터 정보를 재생하는 광정보 기록 재생 장치에 있어서,
    상기 제1 파장을 λ1(단위:nm)으로 정의하고, 상기 제2 파장을 λ2(단위:nm)로 정의한 경우에,
    390<λ1<420
    640<λ2<700
    이며,
    상기 제1 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 정보의 재생이 행해지는 상기 제1 광디스크의 보호층 두께를 t1(단위:mm)으로 정의하고, 상기 제2 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 상기 제2 광디스크의 보호층 두께를 t2(단위:mm)로 정의한 경우에,
    0.05<t1<0.15
    0.50<t2<0.70
    이며,
    상기 제1 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA1으로 정의하고, 상기 제2 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA2로 정의한 경우에,
    NA1>NA2
    이며,
    상기 광정보 기록 재생 장치는 대물 렌즈를 포함하고,
    상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 광면은 다음의 수식
    φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ
    (단, h는 광축으로부터의 높이를, P2, P4, P6, …는 각각 ２차, 4차, 6차, …의 계수를, m은 입사 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를, λ는 상기 입사 광속의 설계 파장을 각각 나타낸다.)
    에 의해 나타내는 광로차 함수로 규정되는 회절 구조를 가지는 회절면을 가지고,
    상기 회절면은,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에, 상기 제2 광속을 상기 제2 광디스크의 기록면상에, 각각 수속시키는 것에 기여하는 제1 영역으로서, 상기 제1 광속과 제2 광속 사용시에 있어서의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 모두 1차인 회절 구조를 가지는 제1 영역과,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 상기 제2 광속의 수속에는 기여하지 않는, 상기 제1 영역의 외측에 배치된 제2 영역,을 가지고,
    상기 제1 영역의 회절 구조를 규정하는 광로차 함수의 2차의 계수를 P2로 정의하고, 상기 제1 영역을 통과하는 상기 제2 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를 가지는 제2 광속의 회절 광속에 대한 대물 렌즈의 촛점거리를 f2(단위: mm)로 정의한 경우에, 다음의 조건 (1)
    35<P2×f2<200…(1)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치.
  10. 제1 파장을 가지는 평행 광속인 1 광속과 제2 파장을 가지는 평행 광속 혹은 발산 광속인 제2 광속을 포함하는 두 종류의 광속을 선택적으로 사용함으로써, 기록 밀도가 상이한 제1, 제2 광디스크를 포함하는 두 종류의 광 디스크에 정보를 기록하거나 상기 두 종류의 광 디스크로부터 정보를 재생하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈에 있어서,
    상기 제1 파장을 λ1(단위:nm)으로 정의하고, 상기 제2 파장을 λ2(단위:nm)로 정의한 경우에,
    390<λ1<420
    640<λ2<700
    이며,
    상기 제1 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 정보의 재생이 행해지는 상기 제1 광디스크의 보호층 두께를 t1(단위:mm)으로 정의하고, 상기 제2 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 상기 제2 광디스크의 보호층 두께를 t2(단위:mm)로 정의한 경우에,
    0.05<t1<0.15
    0.50<t2<0.70
    이며,
    상기 제1 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA1으로 정의하고, 상기 제2 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA2로 정의한 경우에,
    NA1>NA2
    이며,
    상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 광면은 다음의 수식
    φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ
    (단, h는 광축으로부터의 높이를, P2, P4, P6, …는 각각 ２차, 4차, 6차, …의 계수를, m은 입사 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를, λ는 상기 입사 광속의 설계 파장을 각각 나타낸다.)
    에 의해 나타내는 광로차 함수로 규정되는 회절 구조를 가지는 회절면을 가지고,
    상기 회절면은,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에, 상기 제2 광속을 상기 제2 광디스크의 기록면상에, 각각 수속시키는 것에 기여하는 제1 영역으로서, 상기 제1 광속과 제2 광속 사용시에 있어서의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 모두 1차인 회절 구조를 가지는 제1 영역과,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 상기 제2 광속의 수속에는 기여하지 않는, 상기 제1 영역의 외측에 배치된 제2 영역,을 가지고,
    상기 제1 영역의 회절 구조를 규정하는 광로차 함수의 2차의 계수를 P2로 정의하고, 상기 제1 영역을 통과하는 상기 제2 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를 가지는 제2 광속의 회절 광속에 대한 대물 렌즈의 촛점거리를 f2(단위: mm)로 정의하고, 상기 제1 영역에 있어서의 블레이즈 파장을 λB1(단위:nm)으로 정의한 경우에, 다음의 조건 (3)
    -0.010<(λB1-λ2)/(P2×f2×λ2)<-0.001…(3)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 영역은, 상기 제2 영역을 투과하는 상기 제2 광속에 구면수차를 부가하여, 상기 제2 영역을 투과하는 상기 제2 광속을 플레어광으로 하는 회절 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 있어서의 회절 구조의 블레이즈 파장을 λB2(단위:nm)로 정의한 경우에, 다음의 조건 (4)
    390<λB2<420…(4)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 파장 λ2에 대한 대물 렌즈의 굴절율을 n2로 정의하고, 상기 대물 렌즈의 광원측의 면의 곡률반경을 R1으로 정의하고, 광축상의 대물 렌즈의 렌즈 두께를 D로 정의한 경우에, 다음의 조건 (5)
    f2×(1+2×P2×λ2-D×(n2-1)/(n2×R1))>0.57…(5)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  14. 제 10 항에 있어서,
    다음의 조건 (6),
    70<P2×f2<200…(6)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절차수를 갖는 회절광에 대한 대물 렌즈의 촛점거리(단위: mm)를 f1으로 정의한 경우에 다음의 조건 (7),
    1.0<f1<1.6…(7)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 있어서 상기 제1 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 1차인 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광속의 상기 대물 렌즈에 있어서의 배율을 MM2로 정의한 경우에, 다음의 조건 (8)
    -0.020<MM2≤0.000…(8)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈.
  18. 제1 파장을 가지는 평행 광속인 1 광속과 제2 파장을 가지는 평행 광속 혹은 발산 광속인 제2 광속을 포함하는 두 종류의 광속을 선택적으로 사용함으로써, 기록 밀도가 상이한 제1, 제2 광디스크를 포함하는 두 종류의 광 디스크에 정보를 기록하거나 상기 두 종류의 광 디스크로부터 정보를 재생하는 광정보 기록 재생 장치에 있어서,
    상기 제1 파장을 λ1(단위:nm)으로 정의하고, 상기 제2 파장을 λ2(단위:nm)로 정의한 경우에,
    390<λ1<420
    640<λ2<700
    이며,
    상기 제1 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 정보의 재생이 행해지는 상기 제1 광디스크의 보호층 두께를 t1(단위:mm)으로 정의하고, 상기 제2 광속을 사용하여 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 상기 제2 광디스크의 보호층 두께를 t2(단위:mm)로 정의한 경우에,
    0.05<t1<0.15
    0.50<t2<0.70
    이며,
    상기 제1 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA1으로 정의하고, 상기 제2 광디스크에 대한 정보의 기록 또는 정보의 재생에 필요한 개구수를 NA2로 정의한 경우에,
    NA1>NA2
    이며,
    상기 광정보 기록 재생 장치는 대물 렌즈를 포함하고,
    상기 대물 렌즈의 적어도 하나의 광면은 다음의 수식
    φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ
    (단, h는 광축으로부터의 높이를, P2, P4, P6, …는 각각 ２차, 4차, 6차, …의 계수를, m은 입사 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를, λ는 상기 입사 광속의 설계 파장을 각각 나타낸다.)
    에 의해 나타내는 광로차 함수로 규정되는 회절 구조를 가지는 회절면을 가지고,
    상기 회절면은,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에, 상기 제2 광속을 상기 제2 광디스크의 기록면상에, 각각 수속시키는 것에 기여하는 제1 영역으로서, 상기 제1 광속과 제2 광속 사용시에 있어서의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수가 모두 1차인 회절 구조를 가지는 제1 영역과,
    상기 제1 광속을 상기 제1 광디스크의 기록면상에 수속시킴과 아울러, 상기 제2 광속의 수속에는 기여하지 않는, 상기 제1 영역의 외측에 배치된 제2 영역,을 가지고,
    상기 제1 영역의 회절 구조를 규정하는 광로차 함수의 2차의 계수를 P2로 정의하고, 상기 제1 영역을 통과하는 상기 제2 광속의 회절 효율이 최대가 되는 회절 차수를 가지는 제2 광속의 회절 광속에 대한 대물 렌즈의 촛점거리를 f2(단위: mm)로 정의하고, 상기 제1 영역에 있어서의 블레이즈 파장을 λB1(단위:nm)으로 정의한 경우에, 상기 대물 렌즈가 다음의 조건 (3)
    -0.010<(λB1-λ2)/(P2×f2×λ2)<-0.001…(3)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치.
KR1020110026418A 2010-03-24 2011-03-24 광정보 기록 재생 장치 및 광정보 기록 재생 장치용 대물 렌즈 KR101385149B1 (ko)

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