KR20000048173A - 광 정보 기록 매체의 기록 재생용 색수차 보정 대물 렌즈및 광 픽업 장치 - Google Patents

광 정보 기록 매체의 기록 재생용 색수차 보정 대물 렌즈및 광 픽업 장치 Download PDF

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KR20000048173A
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고지마도시유끼
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우에마쯔 도미지
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Abstract

상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 본원 발명의 광 픽업 장치는 광속(光束)을 방출하기 위한 광원과; 광축, 링-존 회절 섹션, 및 제1 분할부, 제2 분할부 및 제3 분할부를 포함하는 굴절면을 갖는 집속 광 시스템을 포함한다. 제3 분할부는 제1 분할부보다 광축으로부터 멀리 떨어져 있고, 제2 분할부는 제1 분할부와 제3 분할부 사이에 제공된다. 본원 발명의 광 픽업 장치는 화상 센서를 더 포함하고, 제1 분할부 및 제3 분할부는 두께 t1의 제1 투명 기판을 갖는 제1 광 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에 광속을 집속시킬 수 있어, 제1 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생할 수 있다. 제1 분할부 및 제2 분할부는 두께 t2의 제2 투명 기판을 갖는 제2 광 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에 광속을 집속시킬 수 있어, 제2 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생할 수 있고, t2는 t1보다 크다. 화상 센서는 제1 정보 기록면 또는 상기 제2 정보 기록면으로부터 반사된 광속을 수광할 수 있다.

Description

광 정보 기록 매체의 기록 재생용 색수차 보정 대물 렌즈 및 광 픽업 장치{OBJECTIVE LENS FOR CORRECTING CHROMATIC ABERRATION FOR USE IN RECORDING TO OR REPRODUCING FROM OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM AND OPTICAL PICKUP APPARATUS THEREWITH}
본 발명은 광원으로부터 방출된 광속이 정보 기록면에 집광되어, 재생될 광학 정보가 광학 정보 기록 매체에 기록되거나 정보 기록면상의 정보가 재생되는 광학 정보 기록/재생 방법, 광 픽업 장치, 집광 광학계, 그것에 이용되는 대물 렌즈, 및 광학 정보 기록 매체용 기록/재생 장치에 관한 것이다.
최근, 단파장 적색 반도체 레이저를 실제 이용함에 따라, 대용량이면서도 종래 광학 정보 기록 매체(또는 광학 디스크)인 CD(Compact Disk)와 동일한 사이즈인 고밀도 광학 정보 기록 매체인 DVD(Digital Video Disk 또는 Digital Versatile Disk라고 칭함)가 개발되었다. 이러한 DVD에서는, 635nm의 단파장 반도체 레이저가 이용되는 경우, 광학 디스크측에서의 대물 렌즈의 개구수 NA는 0.6이 된다. 또한, DVD는 트랙 피치가 0.74㎛이고, 최소 피트 길이는 0.4㎛이며, 트랙 피치가 1.6㎛이고 최소 피트 길이가 0.83㎛인 CD에 비해 2배의 고밀도를 가지고 있다. 또한, 상기 언급한 CD 및 DVD 뿐만 아니라, 다양한 표준을 갖는 광학 디스크, 예를 들면 CD-R(a direct read after write, writing once compact disk), CD-RW, LD, MD(mini- disk), DVD-RAM 및 MO(magneto-optical disk) 등이 시판되고 있고, 통용되고 있다. 표 1에서, 투명 기판의 두께와 여러 광학 디스크의 필요 개구수를 도시한다.
광 디스크 투명 기판의 두께(mm) 필요 개구수 NA(광원의 파장 -nm)
CD, CD-R(재생용) 1.20 0.45(1=780)
CD-R(기록용, 재생용) 1.20 0.50(1=780)
LD 1.20 0.50(1=780)
MD 1.20 0.45(1=780)
MO(ISO 3.5 inch 230 MB) 1.20 0.55(1=780)
MO(ISO 3.5 inch 640 MB) 1.20 0.55(1=680)
DVD 0.60 0.60(1=635)
또한, CD-R에서는 파장 λ=780(nm)의 광원이 필요하지만, 다른 광학 디스크에서는 표 1에 나타낸 것과 다른 파장을 갖는 광원이 이용될 수도 있다. 이 경우에, 이용되는 광원의 파장 λ에 따라 필요 개구수 NA는 가변된다. 예를 들면, CD의 경우에, 필요 개구수는 대략 NA=λ(㎛)/1.73이고, DVD의 경우에는 대략 NA=λ(㎛)/1.06이다.
또한, 본 명세서에 언급하는 개구수(예를 들면, NA1, NA2, NAL, NAH, NA3, NA4 등으로 이후에 언급함)는 투명 기판측에서 봤을 때 집광 광학계의 개구수를 의미한다. NA1은 제1 광학 정보 기록 매체에서 정보를 재생 또는 기록하기 위해 필요한 개구수이고, NA2는 제2 광학 정보 기록 매체어서 정보를 재생 또는 기록하기 위해 필요한 개구수이다.
상기 기술한 바와 같이, 현재는 크기, 투명 기판의 두께, 기록 밀도, 사용되는 파장 등이 다른 다양한 광학 디스크가 시판되고 있고, 다양한 종류의 광학 디스크에 이용될 수 있는 광 픽업 장치가 제안되고 있다.
그들 중 하나로서, 다른 광학 디스크에 각각 대응하는 집광 광학계를 구비하고, 재생될 광학 디스크에 따라 집광 광학계가 교환되는 광 픽업 장치가 제안되어 있다. 그러나, 이러한 광 픽업 장치에서는 복수의 집광 광학계가 필요하므로, 고비용이 들 뿐만 아니라 집광 광학계 교환용 구동 메카니즘이 필요하게 된다. 따라서, 복잡성과 정확한 교체의 필요성 때문에 상기 장치는 바람직하지 않다.
그러므로, 단일 집광 광학계를 이용하여 복수의 광학 디스크를 재생할 수 있는 다양한 종류의 광 픽업 방치가 필요하게 된다.
또한, 본 명세서에서 '광학 디스크를 재생한다', '광학 디스크를 기록한다' 등의 어구는 편의상 '광학 디스크내의 정보를 재생한다', '광학 디스크에 정보를 기록한다'등의 의미를 간단하게 표현한 것이다.
그들 중 하나로서, 일본 특허 공개 공보 H7-302437에는 대물 렌즈의 굴절면이 복수의 링형 도메인으로 분할되고, 분할된 표면 도메인 각각은 다른 두께를 갖는 광학 디스크 중 하나에 빔을 집광하여 정보를 재생하는 광 픽업 장치가 개시되어 있다.
게다가, 일본 특허 공개 공보 H7-57271에는, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광학 디스크의 경우, 집광빔내에 포함된 파두(波頭) 수차를 0.07λ 이하가 되도록 설계한 대물 렌즈가 이용되고, 투명 기판의 두께가 t2를 갖는 제2 광학 디스크의 경우에는 집광빔 스폿이 다소 디포커싱된 상태로 형성되는 광 픽업 장치가 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 공보 H7-302437에 기재된 광 픽업 장치에서는, 입사광량이 단일 대물 렌즈에 의해 동시에 2개의 촛점으로 분할되므로 레이저 출력을 크게 할 필요가 있으므로, 고비용을 야기한다. 또한, 일본 특허 공개 공보 H7-57271에 기재된 광 픽업 장치는 제2 디스크의 재생을 수행할 때 사이드 로브(side lobe)로 인한 지터의 증가가 발생한다. 특히, 제1 광학 디스크에 대해 파두 수차를 0.07λ 이하가 되게 하는 대물 렌즈에 의해, 제2 디스크가 강제로 재생되기 쉬우므로, 제2 광학 디스크를 재생할 수 있는 개구수에 한계가 있다.
상기한 배경과 함께, 상기 문제를 해결하기 위해 제안된 방법이 일본 TOKKAIHEI Nos.8-55363, 9-17023, 9-194975, 10-69675, 및 11-96585에 개시되어 있다.
그러나, 광학 정보 기록 매체상에 정보를 기록하는 경우, 또 다른 문제가 더 발생한다. 통상, 재생 때보다 광학 정보 기록 매체상에 기록할 때 더 큰 레이저 파워가 필요하고, 이러한 파워 차이가 광원 파장을 변화시키므로(이것을 파장 시프트 또는 파장 드리프트라 부른다), 파장 변화에 따른 색수차가 야기된다. 광학 시스템의 색수차가 보정되지 않는 경우, 파장 시프트에 의해 집광 위치가 변화되고, 촛점이 시프트되어 정보의 기록 및 재생시 에러가 발생할 가능성이 있다.
파장 변화에 의해 야기되는 문제를 해결하기 위해, 색수차를 보정하는 기능을 갖는 다양한 광학계가 제안되어 있다. 그러나, 그들 중 복수의 광학 정보 기록 매체의 재생/기록이 하나의 집광 광학계에 의해 수행될 수 있는 것은 없다.
환언하면, 종래 기술에는 각각이 다른 사이즈, 두께, 기록 밀도, 이용 파장을 갖는 다양한 광학 디스크의 기록 및 재생을 하나의 집광 광학계로 대처할 수 있고, 기록시 파워 차이에 의한 파장 시프트에 의해 야기되는 색수차의 문제가 해결되어 기록/재생이 만족할 만하게 수행될 수 있는 대물 렌즈, 광 픽업 장치, 및 광학 정보 기록/재생 장치를 얻는 것이 불가능했다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것이고, 각각이 다른 사이즈, 두께, 기록 밀도, 이용 파장을 갖는 다양한 광학 디스크의 기록 및 재생을 하나의 집광 광학계로 대처할 수 있고, 기록시 파워 차이에 의한 파장 시프트에 의해 야기되는 색수차의 문제가 해결되어 기록/재생이 만족할 만하게 수행될 수 있는 대물 렌즈, 광 픽업 장치, 및 광학 정보 기록/재생 장치를 제공하는 것이다.
상기 언급한 목적은 이하 구조 중 하나에 의해 달성될 수 있다.
(구조 1)
상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광학 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 상기 여러 종류의 광학 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치는, 광속을 방출하기 위한 광원; 광축, 링 존 회절부, 및 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분-상기 제3 부분은 상기 제1 부분보다 상기 광축으로부터 멀리 떨어져 있고, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분과 상기 제3 부분 사이에 제공됨-를 포함하는 굴절면을 갖는 집광 광학계; 및 화상 센서를 포함하고, 상기 제1 부분 및 상기 제3 부분은 두께 t1의 제1 투명 기판을 갖는 제1 광학 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에 상기 광속을 집광할 수 있어, 상기 제1 광학 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제1 광학 정보 기록 매체에 정보를 기록하고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 두께 t2의 제2 투명 기판을 갖는 제2 광학 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에 상기 광속을 집광할 수 있어, 상기 제2 광학 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제2 광학 정보 기록 매체에 정보를 기록하며, t2는 t1보다 크고, 상기 화상 센서는 상기 제1 정보 기록면 또는 상기 제2 정보 기록면으로부터 반사된 광속을 수광할 수 있다.
(구조 2)
구조 1에 따른 광 픽업 장치는 다음 조건식 0 < = |A + B| < = |A|을 만족하고, 여기서 A는 상기 제1 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 굴절면 상에서 일어난 촛점 시프팅량을 나타내고, B는 상기 제1 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 링 존 회절부 상에서 일어난 촛점 시프팅량을 나타낸다.
(구조 3)
구조 2에 따른 광 픽업 장치는 다음 조건식 |A + B| < = 0을 만족한다.
(구조 4)
구조 2에 따른 광 픽업 장치는 광원으로부터 방출된 광속의 파장은 광원에 공급되는 전류량의 변화에 기초하여 변화된다.
(구조 5)
구조 2에 따른 광 픽업 장치는 상기 언급한 광원(제1 광원)과, 상기 광원으로부터 방출되는 파장보다 긴 파장의 광속을 방출하는 제2 광원을 갖고, 상기 조건식은 상기 제1 광원으로부터 방출되는 광속에 대해 만족된다.
(구조 6)
구조 1에 따른 광 픽업 장치에서, 상기 집광 광학계은 광축, 굴절면(상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함함), 및 상기 링-존 회절 부를 그 내부에 갖고 있는 대물 렌즈를 가지고 있고, 상기 링 존 회절부는 상기 굴절면에 대향하는 상기 대물 렌즈의 표면 상에 제공된다.
(구조 7)
구조 6에 따른 광 픽업 장치에서, 상기 링 존 회절부는 상기 굴절면에 대향하는 상기 표면의 거의 전 부분 상에 제공된다.
(구조 8)
구조 1에 따른 광 픽업 장치에서, 상기 집광 광학계은 상기 광축, 상기 굴절면(상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함함), 및 상기 링 존 회절부를 갖는 대물 렌즈를 갖고, 상기 링 존 회절부는 상기 굴절면상에 제공된다.
(구조 9)
구조 8에 따른 광 픽업 장치에서, 상기 링 존 회절부는 또한 상기 굴절면의 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부 각각 상에 제공된다.
(구조 10)
구조 1에 따른 광 픽업 장치에서, 상기 집광 광학계은 상기 광축, 및 상기 굴절면(상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함함)을 그 내부에 더 갖는 대물 렌즈를 갖고, 상기 링 존 회절부는 상기 대물 렌즈와 다른 광 부재 상에 제공된다.
(구조 11)
구조 2에 따른 광 픽업 장치에서, 광원으로부터 방출되는 광속의 파장 변화량은 ±20㎚ 또는 그 이하이다.
(구조 12)
상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광학 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 상기 여러 종류의 광학 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치에서 사용하기 위한 비구면을 갖는 대물 렌즈는, 링 존 회절부; 및 제1 분할면, 제2 분할면, 및 제3 분할면을 갖는 광학 면을 포함하고, 상기 제3 분할면은 상기 제1 분할면보다 상기 광축에서 멀리 떨어져 있으며, 상기 제2 분할면은 상기 제1 분할면과 상기 제3 분할면 간에 제공되고, 상기 대물 렌즈는 상기 제1 분할면을 통과하는 제1 광속와 상기 제3 분할면을 통과하는 제3 광속을 상기 제1 광학 정보 기록 매체의 제1 투명 기판을 통해 제1 광학 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에서 집광시킬 수 있어, 상기 제1 광학 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나, 상기 제1 광학 정보 기록 매체 상에 정보를 기록하며, 상기 제1 투명 기판의 두께는 t1이고, 상기 대물 렌즈는 상기 제1 광속와 상기 제2 분할면을 통과하는 제2 광속을 상기 제2 광학 정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통해 제2 광학 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에서 집속시킬 수 있어, 상기 제2 광학 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나, 상기 제2 광학 정보 기록 매체 상에 정보를 기록하며, 상기 제2 투명 기판 두께는 t1보다 큰 t2이다.
(구조 13)
구조 12에 따른 대물 렌즈에서, 링 존 회절부는 굴절면과는 다른 표면 상에 제공된다.
(구조 14)
구조 12에 따른 대물 렌즈에서, 링 존 회절부는 굴절면과는 다른 표면의 거의 전체 부분 상에 제공된다.
(구조 15)
구조 12에 따른 대물 렌즈에서, 링 존 회절부는 상기 굴절면 상에 제공된다.
(구조 16)
구조 12에 따른 대물 렌즈에서, 링 존 회절부는 또한 상기 굴절면의 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부 각각 상에 제공된다.
(구조 17)
구조 12에 따른 대물 렌즈에서, 다음 조건식 0 ≤ |A + B| ≤ |A|을 만족시키며, 여기서 A는 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 굴절면 상에 일어난 촛점 시프팅량을 나타내고, B는 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 링 존 회절부 상에 일어난 촛점 시프팅량을 나타낸다.
(구조 18)
구조 12에 따른 대물 렌즈는 다음 조건식 |A + B| = 0이 만족된다.
(구조 19)
상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광학 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 상기 여러 종류의 광학 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 광학 정보 기록 매체 재생/기록 장치는, 광속을 방출하기 위한 광원; 광축, 링 존 회절부, 및 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분-상기 제3 부분는 상기 제1 부분보다 상기 광축으로부터 멀리 떨어져 있고, 상기 제2 부분는 상기 제1 부분와 상기 제3 부분 사이에 제공됨-를 포함하는 굴절면을 갖는 집광 광학계; 및 화상 센서를 포함하고, 상기 제1 부분 및 상기 제3 부분은 두께 t1의 제1 투명 기판을 갖는 제1 광학 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에 상기 광속을 집속시킬 수 있어, 상기 제1 광학 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제1 광학 정보 기록 매체에 정보를 기록하며, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 두께 t2의 제2 투명 기판을 갖는 제2 광학 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에 상기 광속을 집속시킬 수 있어, 상기 제2 광학 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제2 광학 정보 기록 매체에 정보를 기록하고, t2는 t1보다 크며, 상기 화상 센서는 상기 제1 정보 기록면 또는 상기 제2 정보 기록면으로부터 반사된 광속을 수광할 수 있다.
(구조 20)
구조 19에 따른 광학 정보 기록 매체 기록/재생 장치는 다음 조건식 0 ≤ |A + B| ≤ |A|을 만족하고, 여기서 A는 상기 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 굴절면 상에 일어난 촛점 시프팅량을 나타내고, B는 상기 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 링 존 회절부 상에 일어난 촛점 시프팅량을 나타낸다.
(구조 21)
구조 20에 따른 광학 정보 기록 매체 기록/재생 장치는 다음 조건식 |A + B| ≤ 0을 만족한다.
(구조 22)
구조 20에 따른 광학 정보 기록 매체 기록/재생 장치에서, 상기 집광 광학계은 상기 광축, 상기 굴절면(상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함함), 및 상기 링 존 회절부를 그 내부에 더 갖는 대물 렌즈를 포함하고, 상기 링 존 회절부는 상기 굴절면에 대향하는 상기 대물 렌즈의 표면 상에 제공된다.
(구조 23)
구조 19에 따른 광학 정보 기록 매체 기록/재생 장치에서, 상기 집광 광학계은 상기 광축, 상기 굴절면(상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함함), 및 상기 링 존 회절부를 그 내부에 더 갖는 대물 렌즈를 포함하고, 상기 링 존 회절부는 상기 굴절면에 제공된다.
(구조 24)
구조 19에 따른 광학 정보 기록 매체 기록/재생 장치에서, 상기 집광 광학계은 상기 광축; 및 상기 굴절면(상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함함)을 그 내부에 더 갖는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링 존 회절부는 상기 대물 렌즈와 다른 광 부재 상에 제공된다.
(구조 25)
정보 기록면으로부터 정보를 기록 및/또는 재생하기 위해 하나의 집광 광학계로 광원으로부터 방출된 광속을 투명 기판을 통해 정보 기록면상에 집광시키는 광 픽업 장치용 광학계를 나타내는 기록 및/또는 재생용 색수차 보정용 대물 렌즈에서, 집광 광학계를 구성하는 적어도 하나의 광학면은 광학면에 동심상인 복수의 링 존으로 분할되는 굴절면으로 되고, 회절 링 존 렌즈가 적어도 하나의 다른 광학면상에 제공되어, 회절 링 존 렌즈에 의해 야기된 색수차를 통해 파장 차이에 의해 굴절면상에 야기되는 색수차를 오프셋시킨다.
(구조 26)
구조 25에 따른 기록 및/또는 재생용 색수차 보정용 대물 렌즈에서, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광학 정보 기록 매체와 투명 기판의 두께가 t2(t2≠t1)인 제2 광학 정보 기록 매체에 대해, 정보 기록면상에 정보를 기록 및/또는 재생하기 위해, 파장이 각각 다른 광원으로부터 방출된 광속이 투명 기판을 통해 하나의 집광 광학계에 의해 정보 기록면에 집광되는 광 픽업용 광학계에서, 집광 광학계를 구성하는 적어도 하나의 광학면은 광학면의 중앙에 위치된 광축 주위에 배치된 제1 분할 영역, 제1 및 제3 분할 영역간에 개재된 제3 분할 영역, 및 제2 분할 영역으로 분할된 것 중 하나가 되고, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광학 정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용 빔 스폿이 제1 및 제3 분할 영역을 통과한 광속에 의해 형성되며, 투명 기판의 두께가 t2(t2≠t1)인 제1 광학 정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생용 빔 스폿이 제1 및 제2 분할 영역을 통과한 광속에 의해 형성되며, 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광학 정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생의 경우에 굴절면상에 야기된 색수차와 회절 링 존 렌즈에 의해 야기된 색수차가 서로 오프셋되도록 한다.
도 1은 본 발명의 광 픽업 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 광 픽업 장치의 다른 구조를 예로 도시한 도면.
도 3은 분할 영역을 갖는 굴절면에 대향하는 대물 렌즈의 표면상에 링 존(ring-zonal) 회절부를 제공하는 예를 수평으로 도시한 다이어그램.
도 4는 분할 영역을 갖는 대물 레즈의 굴절면상에 링 존 회절부를 제공하는 예를 수평으로 도시한 다이어그램.
도 5a는 대물 렌즈를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5b는 광원측에서 본 대물 렌즈의 정면도.
도 6은 대물 렌즈를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7a 내지 7f는 대물 렌즈의 구면 수차를 도시한 다이어그램.
도 8a 내지 8b는 파두 수차 커브를 도시한 다이어그램.
도 9a는 대물 렌즈를 개략적으로 도시한 단면도.
도 9b는 광원측에서 본 대물 렌즈의 정면도.
도 10a 및 10b는 피크 세기 비율(peak intensity ratio) 및 위상과의 관계를 도시하는 다이어그램.
도 11a 및 11b는 대물 렌즈의 파두 수차 커브를 도시한 다이어그램.
도 12a는 실시예의 구면 수차를 도시하고, 도 12b는 실시예의 색수차를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 광 픽업 장치
12 : 편광 빔 스플리터
13 : 콜리메이터 렌즈
14 : 사분의 일 파장판
15 : 2차원 액튜에이터
16 : 대물 렌즈
17 : 조리개
18 : 원기둥 렌즈
19 : 색선별 프리즘
20 : 제1 광학 디스크
21 : 투명 기판
22 : 정보 기록면
30 : 광 검출기
111 : 제1 반도체 레이저
112 : 제2 반도체 레이저
900 : 렌즈
본 발명의 광 픽업의 구조의 윤곽을 도시한 도면인 도 1을 참조하여 설명한다. 본 발명의 이 실시예에서, 광 픽업 장치는 제1 광학 디스크의 재생용 제1 광원인 제1 반도체 레이저(111; 파장 λ1=610nm - 680nm)와, 제2 광학 디스크의 재생용 제2 광원인 제2 반도체 레이저(112 : 파장 λ2 = 740nm - 870nm, 바람직하게는 740nm - 810nm)를 갖고 있다. 또한, 합성 수단(composing means; 19)은 제1 반도체 레이저(111)로부터 방출된 광속과 제2 반도체 레이저(112)로부터 방출된 광속을 합성할 수 있는 수단이고, 이들 광속을 동일 광학 경로로 통과하게 하여 단일 집광 광학계를 통해 이들을 광학 디스크(20)상에 집광하기 위한 수단이다.
첫째로, 두께 t1의 투명 기판을 갖는 제1 광학 디스크(예를 들면 DVD)가 재생되는 경우에, 제1 반도체 레이저(111)로부터 빔이 방출되고, 방출된 광속은 광속의 다이버전스 각을 변화시키는 수단을 나타내는 렌즈(900)에 의해 다이버전스 각이 변화되며, 합성 수단(색선별 프리즘; 19), 편광빔 스플리터(12), 콜리메이터 렌즈(13), 및 사분의 일 파장판(14)을 통해 투사되고, 평행 광속 원형 편광된다. 또한, 색선별 프리즘(19)은 제1 반도체 레이저(111)로부터 방출된 광의 광학축을 반도체 레이저(112)로부터 방출된 광의 광학축에 거의 일치하게 하는 합성 수단이고, 상기 광학 시스템에서는 제2 반도체 레이저(112)로부터 방출된 파장 λ2의 광은 반사되는데 반해, 제1 반도체 레이저(111)로부터 방출되는 파장 λ1의 광은 투사된다. 이러한 광속은 조리개(17)에 의해 제한되고, 대물 렌즈(16)에 의해 제1 광학 디스크(20)의 투명 기판(21)을 통해 정보 기록면(22)에 집광된다. 조리개(17)은 제1 광학 디스크의 기록 및/또는 재생에 필요한 대물 렌즈(16)의 광학 디스크측상의 개구수에 광속을 한정시킨다. 즉, 정보 기록면(22)상에, 정보를 기록 또는 재생할 수 있는 정도의 세기를 갖는 빔 스폿이 형성된다. 그리고나서, 정보기록 매체(22)상의 정보 피트에 의해 변조되고 반사된 광속은 재차 대물 렌즈(16), 1/4 파장판(14), 및 콜리메이터 렌즈(13)을 통과하여 편광 빔 스플리터(12)에 입사하고, 여기에서 반사되고 원기둥 렌즈(18)에 의해 비점수차(非點數差)가 주어져서 광 검출기(30) 상에 입사된다. 그래서, 제1 광학 디스크내에 기록된 정보의 판독(재생) 신호를 광 검출기(30)에서 출력된 신호를 이용하여 얻을 수 있다. 또한, 편광 빔 스플리터(12)는 광학 디스크로부터 오는 반사광을 포토센싱 수단으로 가이드하기 위한 광속을 분리하는 분리 수단이고, 집광 수단과 색선별 수단과의 사이에 배치된다. 또한, 포커싱의 검출 및 트랙의 검출은 광 검출기(30)상의 스폿 형상의 변화에 기초한 광량 분포의 변화를 검출하여 수행된다. 상기 검출에 기초하여, 2차원 액튜에이터(15)는, 반도체 레이저(111)로부터의 광이 제1 광학 디스크(20)의 정보 기록면(22)상에 집광하도록 대물 렌즈(16)를 이동시키고, 동시에 반도체 레이저(111)로부터의 광이 소정 트랙상에 집광되도록 대물 렌즈(16)를 이동시킨다. 또한, 포커싱의 검출 및 트랙의 검출은 나이프-에지법, SSD법, 푸시-풀 법, 3-빔 법과 같은 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
한편, 두께가 t2(t1<t2)인 투명 기판을 갖는 제2 광학 디스크(예를 들면 CD)가 재생되는 경우, 제1 반도체 레이저(112)로부터 빔이 방출되고, 방출된 광속은 합성 수단(19)에 의해 광학 경로가 변화를 받아, 편광 빔 스플리터(12), 콜리메이터 렌즈(13), 사분의 일 파장판(14), 조리개(17), 및 대물 렌즈를 통해 투사되어 제2 광학 디스크상에 집광된다. 그리고나서, 정보 기록 매체(22)상의 정보 피트에 의해 변조되고 반사된 광속이 재차 대물 렌즈(16), 사분의 일 파장판(14), 콜리메이터 렌즈(13), 편광 빔 스플리터(12), 및 원기둥 렌즈(18)을 통해 투사되어 광 검출기(30)상에 입사된다. 그래서, 제2 광학 디스크에 기록된 정보의 판독(재생) 신호를 광 검출기(30)로부터 출력된 신호를 이용하여 얻을 수 있다. 또한, 포커싱의 검출 및 트랙의 검출은 광 검출기(30)상의 스폿의 형태 변화에 기초한 광량 분포의 변화를 검출함으로써 수행된다. 상기 검출에 기초하여, 2차원 액튜에이터(15)는 반도체 레이저(112)로부터의 광을 제2 광학 디스크(20)의 정보 기록면(22)상에 디포커싱된 상태로 집광하도록 대물 렌즈(16)를 이동시키고, 동시에 반도체 레이저(112)로부터의 광이 소정 트랙상에 집광되도록 대물 렌즈(16)를 이동시킨다. 제1 광학 디스크 또는 제2 광학 디스크상에 정보를 기록하는 경우에도 거의 동일한 동작이 행해진다.
상기 언급한 광 픽업 장치(10)에서는, 두께 t1인 투명 기판을 갖는 제1 광학 디스크, 예를 들면 DVD(t1=0.6mm, 투명 기판의 굴절율=1.58)를 재생하는 경우, 2차원 액튜에이터(15)는 최소 산란원(circle of confusion)을 형성(최적 포커싱)하도록 대물 렌즈(16)를 구동한다. t1(t2>t1)과는 다른 두께 t2를 갖고, 제1 광학 디스크보다 낮은 기록 밀도를 갖는 제2 광학 디스크, 예를 들면 CD(t2=1.2mm, 투명 기판의 굴절율=1.58)를 이 대물 렌즈(16)를 이용하여 재생하는 경우, 투명 기판의 두께 차이(더 큰 두께)로 인해 구면 수차가 생성된다. 따라서, 빔 스폿이 최소 산란원(근축(near-axis) 화상 형성 위치보다 더 먼 뒤쪽 위치)이 되는 위치에서는 스폿 사이즈가 제2 광학 디스크의 피트(정보)를 판독(재생)할 만큼 작지 않다. 그러나, 최소 산란원의 이 위치보다 대물 렌즈(16)에 가까운 앞쪽 위치(포워드 포커싱)에서는, 스폿의 사이즈는 대체적으로 최소 산란원보다 더 크고, 스폿은 핵으로 형성되며, 그 중앙부에는 광속이 집중되고, 핵 주위에 플레어부가 형성되는데 이는 불필요한 광이다. 제2 디스크의 재생시 제2 광학 디스크의 피트(정보)를 재생(판독)하는데 이 핵을 이용함으로써, 2차원 액튜에이터(15)을 대물 렌즈가 디포커싱된 상태(프론트 포커싱)가 되도록 구동한다.
이러한 광 픽업 장치에서, 양의 굴절 파워를 갖는 렌즈(900)는 화상 기록시 집광량을 증가시키기 위한 다이버전스 각 변환 수단으로서 배열되므로, 제1 반도체 레이저(111)로부터 방출되어 색선별 프리즘(19)로부터 나오는 광의 다이버전스 레이트와 제2 반도체 레이저(112)로부터 방출되어 색선별 프리즘(19)로부터 나오는 광의 다이버전스 레이트가 거의 동일하게 될 수 있다.
이러한 종류의 광 픽업 장치는 집광 광학계와 화상 센서로 이루어지며, 구조가 단순하고, CD를 재생하는 기능을 DVD를 기록 및/또는 재생하는 광 픽업 장치에 부가할 때 유용하게 이용될 수 있다는 특징을 가지고 있다.
광 픽업 장치의 다른 예를 도 2에 도시한다. 도 1의 광 픽업 장치의 부재와 동일한 기능을 갖는 도 2의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
다른 점은, 제1 반도체 레이저로부터 방출된 광속의 광축과 제2 반도체 레이저로부터 방출된 광속의 광축이 광축상으로 서로 일치하게 하는 합성 수단을 나타내는 색선별 프리즘(12)를 포함하고, 또한 편광 빔 스플리터(43, 44)가 반도체 레이저(111, 112)의 사이에 배열되고, 각각이 각 파장에 적합한 광 센싱 수단(53, 54)이 반사광용 광학 경로내에 배치되는 것을 포함한다. 또한, 편광 빔 스플리터(43)와 광 검출기(55)의 사이에 비점수차를 생성하는 원기둥 렌즈(56)이 배치되고, 편광 빔 스플리터(44)와 광 검출기(58)의 사이에는 비점수차를 생성하는 원기둥 렌즈(57)가 배치된다.
이런 종류의 구조는 DVD 및 CD의 기록 및/또는 재생을 수행하는 광 픽업에 특히 적합한 것이고, 발명의 색지움(achromatic) 대물 렌즈는 도 1 및 도 2에 도시된 것들 뿐만 아니라 주지의 광 픽업 장치에도 널리 유용될 수 있다.
본 발명의 광 픽업 장치는 그 내부에 광원, 화상 센서, 광축을 갖는 집광 광학계, 굴절면(제1 분할 영역, 제2 분할 영역, 및 제3 분할 영역을 포함함) 및 링 존 회절부를 가지고 있다. 제3 분할 영역은 광축으로부터 제1 분할 영역보다 더 멀고, 제2 분할 영역은 제1 분할 영역과 제2 분할 영역간에 배치된다. 또한, 제1 분할 영역과 제3 분할 영역은 정보 기록/재생용 투명 기판의 두께가 t1인 제1 광학 정보 기록 매체의 정보 기록면상에 광을 집광시킬 수 있고, 한편 제1 분할 영역과 제2 분할 영역은 정보 기록/재생용 투명 기판의 두께가 t2(t2>t1)인 제2 광학 정보 기록 매체의 정보 기록면상에 광을 집광시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 광 픽업 장치는 이하의 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다. 단 A는 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 굴절면상에 야기된 촛점 시프팅의 양을 나타내고, B는 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 링 존 회절부상에 야기된 촛점 시프팅의 양을 나타낸다.
또한, 촛점이 광원 쪽으로 시프트된 경우에는 A, B의 부호는 음이고, 촛점이 반대쪽으로 시프트되는 경우에는 양이다. 상기 조건식이 만족되는 경우, 파장 시프팅에 의해 야기된 색수차를 더 잘 보정할 수 있어 정보의 기록 및/또는 재생을 더 잘 수행할 수 있다.
환언하면, 파장 시프팅에 기초한 파장 차이에 의해 굴절면에 야기되는 색수차와 링 존 회절부상에 야기된 색수차를 서로 오프셋시키는 것이 바람직하다. 다른 방법으로는, 광원의 파장 λ1에서의 촛점 위치와 파장 λ1±α(α는 20nm 이하가 바람직하고, 15nm 이하가 더 바람직하며, 5nm 이하가 더 더욱 바람직함)에서의 촛점 위치가 거의 동일하게(정확하게 동일한 것이 가장 바람직함)하는 것이 바람직하다.
더욱 더 바람직하는 것은 이하의 수학식 2를 만족하는 것이다.
광원으로부터 방출된 광속의 파장 시프팅이 광원에 인가되는 전류 양의 변화에 좌우되는 경우, 파장 시프팅이 아주 높은 속도로 수행되므로, 픽업의 구동 시스템에 의한 조정이 불가능하다. 그러므로, 본 발명의 효과가 특히 현저하게 얻어질 수 있으므로, 바람직하다. 또한, 광학 정보 기록 매체상에 기록하는 경우, 큰 레이저 파워가 요구되므로, 공급되는 전류량이 다르다. 그러므로, 전류량의 차이에 기초한 파워차에 의해 파장 시프팅이 야기된다. 예를 들면, 기록이 개시되거나 기록될 정보에 기초한 기록용 광속의 파워가 변화되는 경우, 파장 시프팅이 고속으로 수행되는 경향이 있다. 또한, 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화(파장 시프팅)은 ±20nm 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 ±15nm이하이며, 더욱 더 바람직하게는 ±5nm 이하이다.
본 발명은 또한 광 픽업 장치가 단지 하나의 광원을 가지고 있는 경우 또는 광 픽업 장치가 2개 이상의 광원을 가지는 경우에도 적용될 수 있다. 광 픽업 장치는 제1 광원 및 파장이 제1 광원보다 더 긴 광속을 방출하는 제2 광원을 가지는 경우, 제1 광원으로부터 방출된 광속에 대해서만 색수차가 보정(상기 언급한 조건식 1이 만족됨)되는 것이 바람직하다. 그러나, 양쪽 광원의 파장 시프팅에 대한 색수차를 보정하는 것도 가능하다. 광원의 파장이 610nm∼670nm, 또는 380nm∼450nm인 범위에 대해서는 제1 광원이 바람직하고, 740nm∼870nm의 범위에 대해서는 제2 광원이 바람직하다.
본 발명의 링 존 회절부는 대물 렌즈 또는 대물 렌즈 이외의 광학 부재에 제공될 수 있다.
대물 렌즈상에 제공하는 경우에는, 굴절면(제1 분할 영역, 제2 분할 영역, 및 제3 분할 영역을 포함함)을 갖는 대물 렌즈상에 제공하는 것이 바람직하다. 구체적인 예를 도 3 및 4를 참조하여 이하에 설명한다.
도 3은 분할 영역을 갖는 굴절면에 대향하는 대물 렌즈의 표면상에 링 존 회절부가 제공되는 실시예를 수평으로 본 다이어그램을 도시하고 있다. 이 경우에, 그 위에 분할 영역을 갖는 굴절면에 대향하는 표면의 거의 전체상에 링 존 회절부가 제공되는 것이 바람직하다. "표면의 거의 전체"는 분할 영역을 갖는 굴절면에 대향하는 대물 렌즈의 적어도 표면상의, 조리개에 의해 렌즈를 졸라진 광속이 통과하는 "모든 영역"를 의미하는 것이 바람직하고, 또는 "표면의 거의 전체"는 분할 영역을 갖는 굴절면에 대향하는 면의 면적의 80% 이상(양호하게는 90% 이상)을 의미할 수도 있다.
도 4는 링 존 회절부가 분할 영역을 갖는 대물 렌즈상의 굴절면에 제공되는 실시예를 수평으로 본 다이어그램을 도시하고 있다. 또한, 링 존 회절부가 제1 분할 영역, 제2 분할 영역, 및 제3 분할 영역 중 각각에 제공되는 것도 바람직하다.
도 1내의 대물 렌즈(16)상의 Z와 같은 돌출부(protruded portion)가 대물 렌즈의 주위에 제공된다. 이러한 구조로 인해, 대물 렌즈가 플라스틱으로 만들어질지라도, 온도 변화에 의해 야기되는 포커스 시프팅과 같은 수차 변화를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 언급한 바와 같이, 링 존 회절부는 대물 렌즈 이외의 광학 부재상에 제공될 수도 있다. 예를 들면, 콜리메이터 렌즈 또는 링 존 회절부를 제공하는 것만을 목적으로 하는 다른 광학 부재가 제공될 수도 있다. 링 존 회절부를 갖는 광학 부재가, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 광학 렌즈(16)와 광학 디스크(20)간의 광학 경로상에 제공되는 경우 또는 링 존 회절부를 갖는 광학 부재가 광원(111 또는 112)과 합성 수단(19)간의 광학 경로에 제공되는 경우 또는 링 존 회절부를 갖는 광학 부재가 합성 수단(19)과 대물 렌즈(16)간의 광학 경로에 제공되는 경우에도, 집광 광학계는 링 존 회절부를 갖는 것으로 간주될 수 있다.
이하에, 서로 다른 기판 두께를 갖는 제1 광학 디스크와 제2 광학 디스크를 하나의 집광 광학계로 재생하기 위해, 광 픽업 장치(10)의 집광 광학계의 하나의 광학 요소인 대물 렌즈(16)에 본 발명을 적용한 실시예를 설명한다. 도 5a는 대물 렌즈를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5b는 광원측에서 본 대물 렌즈의 전면도이다. 또한, 일점 쇄선은 광축을 나타낸다. 또한, 본 실시예에서, 제1 광학 디스크의 투명 기판의 두께 t1은 제2 광학 디스크의 투명 기판의 두께 t2보다 얇고, 제2 광학 디스크보다 제1 광학 디스크내에 정보가 더 고밀도로 기록된다.
본 실시예에서, 대물 렌즈(16)는 광원 S1을 대향하는 굴절면과 광학 디스크 S2를 대향하는 굴절면을 갖는 볼록 렌즈이고, 이들 둘다 비구면(非球面) 형태와 양의 굴절 파워를 갖는다. 또한, 광원 S1에 대향하는 대물 렌즈(16)의 굴절면은 복수(본 실시예에서는 3개)의 동심형 분할면, 즉 제1 분할면 Sd1∼제3 분할면 Sd3으로 구성된다. 분할면 Sd1∼Sd3의 경계의 각각에 단차가 제공되어 각각의 분할면 Sd1∼Sd3을 형성한다. 또한, 광학 디스크상의 분할 영역 S2는 그 전체 표면상에 링 존 회절부를 가지고 있다. 대물 렌즈(16)는, 광축(제1 광속)을 포함하는 제1 분할면 Sd1을 통과하는 광속을 제1 광학 디스크 및 제2 광학 디스크내에 기록된 정보를 재생하는데 이용하고, 제1 분할면 Sd1보다 광축으로부터 더 이격된 제2 분할면 Sd2(제2 광속)를 통과하는 광속을 제2 광학 디스크내에 기록된 정보를 재생하는데 주로 이용하며, 제2 분할면 Sd2보다 광축으로부터 더 이격된 제3 분할면 Sd3(제3 광속)을 통과하는 광속을 제1 광학 디스크내에 기록된 정보를 재생하는데 주로 이용하는 구조를 가지고 있다.
전술된 설명에서, 단어 "주로"는 제2 분할면 Sd2를 관통하는 광속의 경우에, 제3 분할면 Sd3를 관통하는 광속이 차단되지 않는 조건하에서의 빔 스팟의 중심 강도가 최대가 되는 위치에서의 핵 부분의 에너지에 대한, 제3 분할면 Sd3를 관통하는 광속이 차단되는 조건하에서 스팟의 중심 강도가 최대가 되는 부분에서의 핵 부분의 에너지의 비율("광 차단 상태에서의 핵 에너지"/"광차단이 없는 상태에서의 핵 에너지")은 60％ 내지 100％의 범위 이내가 된다는 것을 의미한다. 더욱이, 제3 분할면 Sd3를 관통하는 광속의 경우에, 이는 광 차단이 없는 상태에서의 핵 부분의 에너지 대 광 차단 상태에서의 핵 부분의 에너지의 비율이 60％ 내지 100％의 범위 이내가 된다는 것을 의미한다. 또한, 에너지 비율을 간단하게 측정하기 위하여, 각 경우에, 중심 강도가 최대가 되는 위치에서, 빔 스팟 Ip와 빔 직경 Dp의 피크 강도(강도가 중심 강도의 e-2이 되는 위치에서 결정됨)를 측정하여, 빔의 형상이 거의 일정하게 되는 이유에 대한 곱 Ip×Dp를 구하고 그 결과를 비교하는 것이 적당하다.
전술된 바와 같이, 제1 디스크와 제2 디스크의 재생에 대한 수렴 광 시스템의 광축의 근방에 있는 제1 광속, 주로 제2 광 디스크의 재생용으로 광축으로부터 제1 광속보다는 더 먼 제2 광속과, 주로 제1 광 디스크의 재생용으로 광축으로부터 제2 광속보다는 더 먼 제3 광속을 활용함으로써, 단일 수렴 광 시스템에 의한 복수 개(본 실시예에서는 2개)의 광 디스크를 재생하는 것이 가능하지만, 광원으로부터의 광량 손실은 억제된다. 그 상부에, 제3 광속의 대부분은 본 경우에 제2 광 디스크를 재생할 때에는 불필요하지만, 이 불필요한 광은 제2 광 디스크의 재생용으로 활용되지 않기 때문에, 스톱(17)의 수치적인 구경을 변화시킬 필요없이 제1 광 디스크를 재생하는데 필요하게 될 수치적인 개구로 스톱(17)이 되도록 함으로써 재생이 수행될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예에서의 대물 렌즈(16)은 서로 일치하거나 거의 일치하는 위치에서 각기 제1 분할면 Sd1과 제3 분할면 Sd3을 관통하는 제1 광속과 제3 광속(광속은 도 5a에 사선으로 표시됨)를 수렴시키고, 상기 위치들 중 하나는 제1 화상 형성 위치이고, 파두 수차(wave front aberration)(제2 분할면 Sd2를 관통하는 제2 광속을 배제한 파두 수차)는 0.07λ1rms보다 크지 않다. 바람직하기로는, 0.05λ1rms보다 크지 않아야 한다. 여기서, λ1은 광원의 파장이다.
더욱이, 이 때, 제2 분할면 Sd2를 관통하는 제2 광속(파선으로 나타난 광속)은 제1 화상 형성 위치와는 상이한 제2 화상 형성 위치 상에 수렴된다. 제1 화상 형성 위치는 제로이고, 그 대물 렌즈측은 네가티브이며, 그 반대측은 포지티브라고 가정하면, 제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치(제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치보다 대물 렌즈에 더 가깝게 되도록 되어 있음)로부터 -40㎛ 내지 -4㎛의 거리, 또는 바람직하기로는 -27㎛ 내지 -4㎛이어야 한다. 이 때문에, 제1 광 디스크의 재생은 주로 제1 광속과 제3 광속에 의해 수행된다. 게다가, 거리가 하한(-40㎛)을 초과하는 경우에는, 구형 이탈이 초과하여 정정되고, 제1 광 디스크를 재생할 때에 스팟 형상은 나빠지고; 거리가 상한(-4㎛)을 초과하는 경우에는, 스팟 직경과 사이드 로브(side lobe)는 제2 광 디스크를 재생할 때 커지게 된다. 게다가, 본 실시예에서, t1＜t2 이고 NA1＞NA2이기 때문에, 제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치로부터의 거리가 -40㎛ 내지 -4㎛가 되거나, 바람직하기로는 -27㎛ 내지 -4㎛이지만, t1＞t2 이고 NA1＞NA2인 경우에, 제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치로부터의 거리가 4㎛ 내지 40㎛가 되거나, 바람직하기로는 4㎛ 내지 27㎛이다. 즉, 제1 화상 형성 위치와 제2 화상 형성 위치 간의 거리의 절대치는 4㎛ 내지 40㎛의 범위 이내이거나, 바람직하기로는 4㎛ 내지 27㎛이내 이어야 한다.
더욱이, 전술된 대물 렌즈(16)가 도 6에 나타난 바와 같이, 소정 두께(t2 = 1.2mm)의 투명 기판을 가진 제2 광 디스크의 재생용으로 사용될 때, 소정 광속(평행한 광속)이 대물 렌즈(16) 상에 입사하는 경우, 제2 광속의 광선(상부 좌측으로부터 하부 우측으로 드로윙된 사선으로 나타남)은 제1 광속(하부 좌측에서 상부 우측으로 드로윙된 사선으로 나타남) 중에서 광축 근방을 관통하는 광선이 광축을 가로지르는 위치와, 제1 분할면 Sd1의 말단 부분(제2 분할면 Sd2에 대한 경계)을 관통하는 광선이 광축을 교차하는 위치에서 광축을 가로지른다. 따라서, 제1 광속과 제2 광속은 제2 광 디스크의 정보 기록면의 인접 부근에 수렴되고, 제2 광 디스크의 재생이 수행된다. 이 때, 제3 광속(일점쇄선으로 나타남)은 플레어(flare)로서 생성되지만, 제2 광 디스크의 재생은 제1 광속과 제2 광속에 의해 형성된 핵들에 의해 가능하다.
바꾸어 말하자면, 본 발명에서, 광축의 근방을 관통하는 작은 수치적인 개구를 가진 제1 광속은 재생될 수 있는 광 디스크 모두에 대해 활용되고; 더욱이, 광축으로부터 제1 분할면보다 더 떨어진 존(zone)을 관통하는 광속은 재생된 각각의 광 디스크에 대응되도록 분할되고, 분할에 의해 형성된 각각의 광속은 각각의 광 디스크(본 실시예에서는 제1 및 제2 광 디스크)의 재생용으로 활용된다. 이 때, 광 디스크(본 실시예에서의 제1 광 디스크)에 기록된 정보의 재생용 수치적인 개구가 더 큰 것을 요구하는 광 디스크의 재생용으로 활용된 광속은 분할에 의해 형성된 광 중에서 제1 광속(본 실시예에서는 제3 광속)으로부터 떨어진 것이어야 한다.
그러한 수렴형 광 시스템(본 실시예에서는 대물 렌즈(16))을 사용함으로써, 단일 수렴형 광 시스템으로 두께가 상이한 투명 기판을 가진 복수개의 광 디스크를 재생할 수 있고; 게다가, 재생면을 임의적으로 설정할 수 있기 때문에, 제2 광 디스크 NA2의 재생용으로 요구되는 수치적인 개구는 크게 만들 수 있다. 게다가, 복수개의 광 디스크를 재생하기 위한 광축 근방에 있는 광속(제1 광속)을 활용함으로써, 광원으로부터의 광속의 광량 손실은 감소된다. 그 위에, 제2 광 디스크를 재생할 시, 빔 스팟의 사이드 로브가 감소되어 강한 빔 강도를 가진 핵을 형성하기 때문에, 정확한 정보가 구해질 수 있다. 더욱이, 복수개의 광 디스크들은 필요한 스톱(17)의 수치적인 개구를 변화시키기 위한 특정 수단없이 단일 수렴형 광 시스템에 의해 재생될 수 있다.
게다가, 본 실시예에서, 광축에 수직한 방향으로 제2 분할면 Sd2의 중앙 위치에 관련하여(도 5a를 참조), 수치적인 개구 NAL로부터 수치적인 개구 NAH까지의 표면인 제2 분할면 Sd2에 대한 법선과 광축 간의 각은 광축으로부터 수치적인 개구 NAL까지의 표면인 제1 분할면 Sd1과 수치적인 개구 NAH로부터 수치적인 개구 NA1까지의 표면인 제3 분할면 Sd3(후술될 수학식 1로서 표면된 표현된 비구면(aspherical)의 수학식을 사용하여 최소 제곱법에 의한 피팅(fitting)으로부터 구해진 비구면)으로부터 보간된 표면에 대한 법선과 광축 간의 각보다 커야만 한다. 이 때문에, 제1 광 디스크와 제2 광 디스크 둘다 만족스럽게 재생할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, t2＞t2이고 NA1＞Na2이기 때문에, 제2 분할면 Sd2에 대한 법선과 광축 간의 각은 제1 분할면 Sd1과 제3 분할면 Sd3으로부터 보간된 표면에 대한 법선과 광축 사이의 각보다 커야만 하지만, t2＜t1이고 NA1＞NA2인 경우에는, 더 작게 하는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 발명의 실시예에서, 제1 분할면 Sd1-제3 분할면 Sd3는 광축에 수직한 방향으로 제2 분할면 Sd2의 거의 중앙 위치에 관련하여, 제2 분할면 Sd2에 대한 법선과 광축에 의해 만들어진 각과 제1 분할면 Sd1과 제3 분할면 Sd3(후술될 수학식 1로서 표현된 비구면의 수학식을 이용한 최소 제곱법에 의한 피팅으로부터 구해진 비구면)으로부터 보간된 표면에 대한 법선과 광축에 의해 만들어진 각 사이의 차는 0.02°내지 1.0°의 범위 이내가 되도록 하는 방식으로 결정하는 것이 바람직하다. 그 차가 하한을 초과한다면, 제2 광 디스크를 재생할 때의 스팟 형상은 나빠지고, 사이드 로브 스팟 직경은 커지게 되고; 만일 그 차가 상한을 초과하는 경우, 비구 수차(spherical aberration)는 초과하여 정정되고, 제1 광 디스크를 재생할 때의 스팟 형상은 나빠지게 된다.
게다가, 다른 관점으로 본 발명의 실시예를 파악하기 위하여, 광축에 대해 동심원에 의한 그 표면들 중 적어도 하나를 분할함으로써 형성된 복수개의 분할면들(본 실시예에서는 3개의 분할면)을 갖는 대물 렌즈(16)에서,
제2 분할면 Sd2보다 광축에 더 근접해 있는 제1 분할면 Sd1을 관통하는 광과, 광축에 대해 제2 분할면 Sd2의 반대면에 위치해 있는 제3 분할면 Sd3를 관통하는 광이 소정 두께를 갖는 투명 기판(제1 광 디스크)을 통해 거의 동일한 위상을 갖도록 한 조건하에서, 광축에 수직한 방향으로 제1 분할면 Sd1과 투명 기판을 관통하는 광과 제2 분할면 Sd2의 거의 중앙 위치의 광축 측면에 있는 제2 분할면 Sd2의 일부를 관통하는 광 사이의 위상차를 (Δ1L)π(rad)가 되도록 하고, 제3 분할면 Sd3와 투명 기판을 관통하는 광과 광축에 대해 전술된 중앙 위치의 반대측에 있는 제2 분할면 Sd2의 일부와 투명 기판을 관통하는 광 사이의 위상차를 (Δ1H)π(rad)가 되도록 하면, 다음 부등식 (Δ1H)＞(Δ1L)이 성립한다. 이 경우, 위상 차의 사인(sign)은 광의 진행 방향(광 디스크에 대한 방향)에 대해 포지티브가 되도록 하고, 제1 분할면 Sd1 또는 제3 분할면 Sd3를 관통하는 광에 대해 제2 분할면 Sd2와 투명 기판을 관통하는 광에 대한 위상 차가 비교된다. 게다가, 본 실시예에서, t1＜t2이고 NA1＞NA2이기 때문에, 부등식 (Δ1H)＞(Δ1L)이 설정되어야 하지만, t1＞t2이고 NA1＞NA2인 경우에, 부등식 (Δ1H)＜(Δ1L)이 설정되어야 하기 때문에; (Δ1H)≠(Δ1L).
다른 관점에서 이를 설명하면, 제3 분할면 Sd3와 제2 분할면 Sd2의 경계에서 제3 분할면 Sd3로부터의 표면 레벨의 차는 제1 분할면 Sd1과 제2 분할면 Sd2의 경계에서 제1 분할면 Sd1으로부터의 표면 레벨의 차보다 크다(표면 차에 대한 표시는 경계로서의 굴절면에서 작은 값으로부터 큰 값으로 굴절율이 변화하는 방향에 포지티브가 되도록 한다. 더욱이, 이하 표면 레벨의 차에 대한 표시는 동일한 방식으로 결정될 것이다.) 전술된 방식과 동일한 방식에서, 또한 본 경우에, t1＞t2이고 NA1＞NA2인 경우에, 전술된 관계는 반전되고, 즉 제3 분할면 Sd3로부터의 제2 분할면 Sd2의 표면 레벨의 차는 제1 분할면 Sd1으로부터의 제2 분할면 Sd2의 표면 레벨의 차보다 작다. 게다가, 제1 분할면과 제3 분할면으로부터 보간된 표면의 위치와 제2 분할면 Sd2의 위치 사이의 차가 광축으로부터의 임의의 위치에 관련하여 취해진다면, 제2 분할면 Sd2의 개략 중앙 위치에 대해 비대칭적으로 변화한다. 게다가, 이 경우, 그 차가 광축으로부터의 거리보다 크게 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 분할면들 Sd1-Sd3는 광원 S1이 접하는 대물 렌즈(16)의 굴절면 S1 상에 제공되지만, 이들을 광 디스크(20)쪽에 접하는 굴절면 상에 제공하는 것이 바람직하고, 또는 수렴형 광 시스템(예를 들면 시준기 렌즈(13))의 광 소자들 중 어느 하나가 그러한 기능을 가지도록 하는 것이 적절할 수도 있고, 그러한 기능을 가진 새로운 광 소자를 광 경로 상에 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 그밖에, 상이한 광 소자들에 별도로 각 분할면들 Sd1-Sd3의 기능을 제공하는 것이 적절할 수도 있다.
더욱이, 본 실시예에서, 시준기 렌즈(13)를 이용하는 무한 시스템이라고 불리는 렌즈인 대물 렌즈를 사용하고 있지만,
광원으로부터 발산 광속이 시준기 렌즈(13)없이 직접적으로 입사되거나 발산 광속의 발산의 정도를 감소시키는 렌즈를 통하여 입사되는 대물 렌즈, 또는 광원으로부터의 광속을 발산 광속으로 변환하는 커플링 렌즈를 이용함으로써 형성된 발산 광속이 입사되는 대물 렌즈를 사용하는 것이 가능하다.
더욱이, 본 실시예에서, 스텝 부분, 즉 표면 레벨의 차는 제1 분할면 Sd1-제3 분할면 Sd3의 각 경계 사이에 형성되지만, 스텝을 제공하지 않고도 연속적으로 형성된 경계들 중 적어도 하나를 갖는 분할된 표면을 형성할 수 있다. 다른 경우에, 분할면들 간의 경계가 결합되는, 예를 들면 경계면을 구부릴 필요없이 소정 곡률 반경을 가진 표면에 의해 결합될 수 있다. 이 곡률은 고의적으로 또는 무의식적으로 제공된 것일 수도 있다. 무의식적으로 제공된 곡률의 예로는 플라스틱 재료 등으로 대물 렌즈(16)를 형성하기 위한 금속 주형을 처리하여 형성된 경계에서의 곡률이 있다.
게다가, 본 실시예에서, 굴절면 S1은 3개의 분할면 Sd1-Sd3로 이루어졌지만, 적어도 3개 또는 그 이상의 분할면으로 구성되어야 하고, 분할면의 개수는 3개에 국한되지 않는다. 이 경우, 제1 광 디스크와 제2 광 디스크의 재생용으로 활용되는 제1 분할면은 광축의 근방에 제공되고, 제1 분할면의 바깥 부분(광축으로부터 멀리 떨어진 방향)에 배치되는 분할면에 관련하여, 제2 광 디스크의 재생용으로 주로 활용될 분할면들과 제1 광 디스크의 재생용으로 주로 활용될 분할면들이 교호적으로 제공되는 것이 바람직하다. 게다가, 이 경우, 제2 광 디스크의 재생용으로 주로 활용되는 분할면들은 대물 렌즈(16)의 광 디스크측 상의 수치적인 개구 NA3와 수치적인 개구 NA4 사이에 제공되는 것이 바람직하고, 개구 NA3와 NA4는 0.60(NA2)＜NA3＜1.3(NA2)이고 0.01＜NA4-NA3＜0.12의 조건을 충족한다. 이 때문에, 제2 광 디스크에 관련하여, 더 큰 수치적인 개구를 필요로 하는 광 디스크는 제1 광 디스크 상에 수렴될 광 스팟의 강도를 감소시키지 않고도 감소될 수 있다. 게다가, NA3의 상한이 부등식 NA3＜1.1(NA2)를 충족하는 것을 사용하는 것이 실질적으로 바람직하고, NA3의 하한이 부등식 0.80(NA2)＜NA3를 충족하는 것이 바람직하며, 게다가 실제적인 사용에 있어서는, 0.85(NA2)＜NA3. 또한, NA4-NA3의 상한은 부등식 NA4-NA3＜0.1을 만족하는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 실시예에서, 광원쪽에 접하는 대물 렌즈(16)의 굴절면 상에는, 제2 분할면 Sd2가 광축에 대해 동심원으로 형성된 링 형상으로 제공되지만; 이 형상은 링(ring)에 국한되지 않으며, 브로큰 링(broken ring)일 수 있다. 게다가, 제2 분할면 Sd2는 홀로그램 또는 프레넬 렌즈로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 분할면 Sd2가 홀로그램으로 이루어진 경우에, 오리지널 광속을 영차 광과 1차 광으로 분할함으로써 형성된 광속 중 하나는 제1 광 디스크의 재생용으로 활용되고 나머지는 제2 광 디스크의 재생용으로 활용된다. 이 때, 제2 광 디스크용으로 활용된 광속의 광량은 제1 광 디스크의 재생용으로 활용된 광속의 광량보다 큰 것이 바람직하다.
더욱이, 본 실시예에서, 제2 광 디스크로부터의 재생 신호는 제1 광 디스크가 재생될 때(즉, 광이 두께 t1을 갖는 투명 기판을 관통할 때), 제1 분할면 Sd1을 관통하고 제3 분할면 Sd3를 관통하는 광속에 의한 최적은 파두 수차는 0.07λ1rms이거나 바람직하기로는 0.05λ1rms(여기서 λ1(nm)는 제1 광 디스크를 재생할 때 사용된 광원의 파장임)인 조건 뿐만 아니라, 제2 광 디스크가 재생될 때(즉, 광이 두께 t2를 가진 투명 기판을 관통할 때), 제1 분할면 Sd1을 관통하는 광속에 의한 최적의 파두 수차는 0.07λ2rms이거나 바람직하기로는 0.05λ2rms(여기서 λ2(nm)는 제2 광 디스크를 재생할 때 사용된 광원의 파장임)인 조건이 충족됨으로서 행해질 수 있다.
다음으로, 다른 관점으로부터, 대물 렌즈(16)의 구면 수차를 나타내는 도면인 도 7a 내지 도 7f를 참조하여 설명될 것이다. 도 7a는 제1 광 디스크가 재생될 때, 즉 두께 t1을 가진 투명 기판을 통해 재생이 수행될 때의 구면 수차를 나타내는 도면이고, 도 7b는 제2 광 디스크가 재생될 때, 즉 두께 t2(본 실시예에서는 t2＞t1)를 가진 투명 기판을 통해 재생이 수행될 때의 구면 수차를 나타낸 도면이다. 이제, NA1를 제1 광 디스크에 정보의 재생에 필요한 광 디스크측에서의 수렴형 광 시스템의 수치적인 개구라고 하고, NA2를 제2 광 디스크에 정보의 재생에 필요한 광 디스크측에서의 수렴형 광 시스템의 수치적인 개구라고 하고(여기서 NA2＞NA1), NAL를 대물 렌즈(16)의 분할면 Sd1과 Sd2 사이의 경계를 관통하는 광속의 광 디스크측에서의 수치적인 개구라고 하며, NAH를 대물 렌즈(16)의 분할면 Sd2와 Sd3 사이의 경계를 관통하는 광속의 광 디스크측에서의 수치적인 개구하고 한다.
대물 렌즈(16)에 관련하여, 우선, 제1 굴절면 S1과 제2 굴절면 S2(공통 굴절면)의 제1 비구(aspherical)면은 두께 t1을 갖는 투명 기판을 갖는 제1 광 디스크 상에 수렴된 광속의 최적 파두 수차가 0.07λ1rms이거나 그 이하 또는 바람직하기로는 0.05λ1rms가 되도록 설계된다. 도 7c는 본 설계에 의해 구해진 구면 수차를 나타내는 도면이다. 더욱이, 제1 굴절면 S1의 제2 비구면은 제1 비구면을 갖는 렌즈를 통하여 광속이 두께 t2(t2≠t1)를 갖는 투명 기판을 갖는 제2 광 디스크 상에 수렴될 때 생성된 구면 수차(본 경우에서는 도 7e에서 t2＞t1) 이하가 되도록 하는 방식과 같이 제2 굴절면 S2(공통 굴절면)로 설계된다. 이 때, 촛점이 흐려진 상태에서 재생하여야 하는 제2 광 디스크의 양호한 재생을 위하여, 제2 비구면의 곡률의 파라셜(paraxial) 반경과 제1 비구면의 곡률의 파라셜 반경이 동일하게 되도록 하는 것이 바람직하다. 제2 광 디스크 상에 광속이 수렴될 때에 본 설계에 의해 구해진 렌즈의 구면 수차의 그래프는 도 7f에 나타나 있고, 이 렌즈에 의해 제1 광 디스크 상에 광속이 수렴될 때의 수차 그래프는 도 7d에 나타나 있다. 다음으로, 제2 비구면은 제2 광 디스크에 필요한 제1 비구면 NA2의 수치적인 개구의 근방에서 결합된다. 전술된 설명에서, 제2 비구면이 결합되는 필수의 수치적인 개구 NA2의 근방은 광 디스크측에서 대물 렌즈(16)의 수치적인 개구 NA3와 수치적인 개구 NA4 사이에 놓여지고, 조건 0.60(NA2)＜1.3(NA2)(이 하한 0.60(NA2)은 실제 사용에 있어서 바람직하기로는 0.80(NA2)이어야 하고 보다 바람직하기로는 0.85(NA2)이어야 하며, 이 상한 1.3(NA2)은 실제 사용에 있어서 바람직하기로는 1.1(NA2)이어야 한다.) 뿐만 아니라 조건 0.01＜NA4-NA3＜0.12(바람직하기로는 0.1)을 만족하는 것이 바람직하다. 이 조합된 제2 비구면(제2 분할면)에서, 광축 근방의 에지는 수치적인 개구 NAL를 가지도록 하고 광축으로부터 멀리 떨어진 에지는 수치적인 개구 NAH(즉, NAL＜NAH)를 갖도록 한다.
따라서, 대물 렌즈(16)의 굴절면 S1에서의 표면의 형상에 관련하여, 광축을 포함하는 제1 분할면 Sd1, 광축으로부터 제1 분할면 Sd1보다 멀리 떨어져 있는 제3 분할면 Sd3은 동일한 비구면 형상(제1 비구면)을 가지고, 제1 분할면 Sd1과 제3 분할면 Sd3 사이에 놓여져 있는 제2 분할면(제2 광 디스크의 재생용으로 필요한 수치적인 개구 NA2의 근방, 즉 NAL으로부터 NAH까지에서)은 제1 분할면 Sd1과 제3 분할면 Sd3(제2 비구면)와는 다른 비구면 형상을 갖는다. 이 구해진 렌즈는 본 발명의 실시예의 대물 렌즈(16)이고; 대물 렌즈(16)를 사용함으로써 제1 광 디스크 상에 광속이 수렴될 때의 비구면 수차의 그래프는 도 7a에 나타나 있고, 대물 렌즈(16)를 사용함으로써 제2 광 디스크 상에 광속이 수렴될 때의 비구면 수차의 그래프는 도 7b에 나타나 있다.
게다가, 제1 분할면과 제2 분할면을 결합함으로써 생성된 위상차를 활용함으로써 제1 광 디스크 재생할 시 수렴된 광속의 광량을 더 크게 할 수 있고, 제2 분할면 Sd2는 제1 분할면과 제2 분할면이 결합될 때 광축 방향으로 조금 이동한다.
본 발명의 실시예에서, 비구면의 방정식은 다음 수학식 3에 기초한다.
여기서, X는 포지티브로 이루어진 광 진행 방향을 가진 광축 방향에 있는 축이고 H는 광축에 수직한 방향에 있는 축이며, r은 광축 근방에 있는 곡률 반경이고, K는 원뿔 계수이고, Aj는 비구면 계수이며, Pj는 비구면의 수제곱이다(여기서 Pj≥3). 더욱이, 본 발명에서, 전술된 것 이외의 구면의 방정식이 사용될 수도 있다. 비구면의 형상으로부터 구면의 방정식을 구하는 데 있어서, Pj는 3≤Pj≤1와 같이 자연수로 대체되고, K는 전술된 방정식에서 K = 0와 같이 제로로 대체된다.
전술된 설명에서와 같이, 본 실시예에서 구해진 대물 렌즈(16)는 두께가 상이한 투명 기판을 갖는 복수개의 광 디스크가 단일 수렴형 광 시스템에 의해 재생될 수 있도록, 구면 수차가 수치적인 개구 NA2의 근방에서 적어도 2개의 수치적인 개구 위치를 불연속적으로 변화시키는 구조를 갖는다. 렌즈는 전술된 바와 같이 구면 수차가 불연속적으로 변화하는 구조를 갖도록 되어 있기 때문에,
수치적인 개구들의 각 범위를 관통하는 (본 실시예에서, 제1 광속 - 제3 광속) 광속(본 실시예에서, 광축으로부터 NAL로의 제1 분할면, NAL로부터 NAH로의 제2 분할면, 및 NAH로부터 NA1으로의 제3 분할면)은 임의적으로 만들어질 수 있기 때문에, 재생될 모든 광 디스크의 재생용으로 제1 광속이 활용되고, 각기 복수개의 광 디스크 중에서 소정 광 디스크에 대해서는 제2 광속 및 제3 광속이 활용될 수 있고, 복수 개의 광 디스크는 단일 수렴형 광 시스템(본 실시예에서는 대물 렌즈(16))에 의해 재생될 수 있기 때문에, 광 픽업은 복잡한 구조없이 낮은 비용으로 구현될 수 있으며, 또한 높은 수치적인 개수를 필요로 하는 광 디스크에 대처할 수 있다. 그 이외에, 스톱(17)은 가장 높은 수치적인 개구인 NA1에 대응하도록 제공되고, 스톱(17)을 변화시키기 위한 수단은 광 디스크의 재생에 필요한 수치적인 개구가 (NA1 또는 NA2로) 변화할 때 조차도 필요하다. 또한, 본 발명에서 "구면 수차가 불연속적으로 변화한다"는 문장은 구면 수차의 그래프에 나타난 바와 같이 갑작스런 변화가 관찰된다는 것을 의미한다.
게다가, 구면 수차의 불연속적인 변화의 방향에 관련하여, 작은 수치적인 개구로부터 큰 수치적인 개구까지 관찰했을 때, 구면 수차는 수치적인 개구 NAL에서 네가티브 방향으로 변화하고, 수치적인 개구 NAH에서는 포지티브 방향으로 변화한다. 이 때문에, 두께 t1을 갖는 얇은 투명 기판을 갖는 광 디스크의 재생은 만족스럽게 이루어지고, 이와 동시에, 두께 t2를 갖는 두꺼운 투명 기판을 갖는 광 디스크의 재생은 만족스럽게 수행될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 t2＞t1이고 NA1＞NA2이기 때문에, 구면 수차는 전술된 바와 같이 수치적인 개구 NAL에서 네가티브 방향으로 불연속적으로 변화하고 수치적인 개구 NAH에서 포지티브 방향으로 변화하지만, t2＜t1이고 NA1＞NA2인 경우에, 구면 수차는 수치적인 개구 NAL에서 포지티브 방향으로 불연속적으로 변화하고 수치적인 개구 NAH에서 네가티브 방향으로 변화한다.
더욱이, 두께 t2를 갖는 투명 기판을 갖는 제2 광 디스크를 재생할 시, 광 픽업 장치(10)의 S 형상 특성은 수치적인 개구 NAL로부터 수치적인 개구 NAH로의 구면 수차(제2 분할면 Sd2를 관통하는 광속의 구면 수차)를 포지티브가 되도록 함으로써 향상된다. 또한, 본 실시예에서는 t2＞t1이고 NA1＞NA2이기 때문에, 수치적인 개구 NAL로부터 수치적인 개구 NAH로의 구면 수차는 포지티브가 되도록 되어 있지만, t2＜t1이고 NA1＞NA2인 경우에는, 구면 수차를 네가티브가 되도록 하는 것이 적당하다.
게다가, 두께 t1을 가진 투명 기판을 통한 재생의 경우에(도 7a를 참조),
수치적인 개구 NA1을 가진 광속, 즉 광축으로부터 NAL로 표면을 관통하고 NAH로부터 NA1으로 관통하는 광속 중에서 NAL로부터 NAH로 표면을 관통하는 것을 제외한 광속에 의한 파두 수차를 0.07λ1rms 이하이거나 바람직하기로는 0.05λ1rms가 되도록 함으로써(여기서 λ1은 광원의 파장임), 두께 t1을 갖는 기판을 갖는 제1 광 디스크의 재생은 만족스럽게 행해진다.
또한, t1 = 0.6mm, t2 = 1.2mm, 610nm＜λ1＜680nm, 740nm＜λ2＜870nm, 바람직하기로는 740nm＜λ2＜810nm, 0.40＜NA2＜0.51인 경우, 조건 0.60(NA2)＜NAL＜1.3(NA2)가 충족되고(이 하한 0.60(NA2)는 바람직하기로는 0.80(NA2)이어야 하고, 또는 실질적인 사용에 있어서는 0.85(NA2)가 보다 바람직하고, 상한은 1.1(NA2)가 바람직하다). 만일 NAL이 하한을 초과한다면, 사이드 로브는 정보의 정확한 재생을 하기에 너무 크게 되고, 만일 NAL이 상한을 초과하는 경우에는, 광속은 파장 λ2에서 추정된 회절 리미트의 스팟 직경과 수치적인 개구 NA2를 생성하는데 너무 초과하여 제한된다. 또한, NAL은 제2 광원(112)이 사용될 때 제2 분할면 Sd2 상의 NAL을 가리키는데 사용된다.
게다가, 조건 0.01＜NAH - NAL＜0.12가 충족되는 것이 바람직하다(이 상한 0.12는 실제 사용에 있어서 0.1이 바람직하다). 만일 이 하한을 초과한다면, 제2 광 디스크를 재생할 때의 스팟 형상을 나빠지게 되고, 사이드 로브 스팟 직경은 커지게 되며; 만일 상한을 초과한다면, 제1 광 디스크를 재생할 때의 스팟 형상은 광량의 감소를 초래하여 혼란스럽게 된다. 또한, NAL과 NAH는 제2 광원(112)이 사용되는 경우에 제2 분할 표면 상의 NAL과 NAH을 가리키는데 사용된다.
또한, 제2 광 디스크를 재생할 때(두께 t2를 갖는 투명 기판을 통한 재생시), 수치적인 개구 NAL로부터 수치적인 개구 NAH까지의 범위에 대한 구면 수차는 -2(λ2)/(NA2)2로부터 5(λ2)/(NA2)2까지인 조건이 만족되는 것이 바람직하다. 게다가, 이 조건은 상기 구면 수차가 재생시 3(λ2)/(NA2)2와 동일하거나 이보다 작도록 하는 것이 바람직하고, 재생을 고려하면(물론 재생이 행해질 수 있다), 상기 수차는 제로보다 큰 것이 바람직하다. 만일 수차가 이 하한을 초과하는 경우, 구면 수차가 초과하여 정정되어 제1 광 디스크를 재생할 시 스팟 형상을 더 나빠지게 하고, 만일 상한을 초과하는 경우에는, 제2 광 디스크를 재생할 시의 스팟 형상은 나빠지게 되고 사이드 로브 스팟 직경은 더 커지게 된다. 특히, 상기 수차가 0 내지 2(λ2)/(NA2)2의 범위 이내가 되도록 조건을 설정하는 것이 보다 바람직하며, 이것이 충족되는 경우, 포커스 에러 신호는 만족스럽게 구해질 수 있다.
또한, 다른 관점에서 살펴보면, 전술된 NAL과 NAH(즉, 주로 제2 광 디스크의 재생용으로 활용된 분할면)은 광 디스크측에서 대물 렌즈(16)의 수치적인 개구 NA3와 수치적인 개구 NA4 사이에 제공되며, 0.60(NA2)＜NA3＜1.3(NA2)(이 하한 0.60(NA2)은 0.80(NA2)가 바람직하며, 실제 사용에 있어서는 0.85(NA2)가 보다 바람직하고, 상한은 1.1(NA2)가 바람직하다)인 조건은 물론 0.01＜NA4 - NA3＜1.12(바람직하기로는 0.1)인 조건을 만족한다. 이 때문에, 제2 광 디스크에 관련하여, 더 큰 수치적인 개구를 필요로 하는 광 디스크는 제1 광 디스크 상에 수렴된 광 스팟의 강도를 저하시키지 않고도 재생될 수 있다.
게다가, 대물 렌즈(16)의 굴절면 S1에 대한 법선과 광축에 의해 만들어진 각은 수치적인 개구 NA2(NAL과 NAH)의 근방에서 2개의 개구 위치에 대응하는 굴절면 S1의 주변 위치들 사이에 0.05°내지 0.5°의 양만큼 변화하는 것이 바람직하다. 그 차가 하한을 초과하는 경우, 제2 광 디스크를 재생할 때의 스팟 형상은 나빠지게 되고, 사이드 로브 스팟 직경은 더 커지게 되고; 만일 상한을 초과하는 경우에는, 구면 수차는 과도하게 정정되어, 제1 광 디스크의 재생시에 스팟 형상을 더욱 나쁘게 만들다.
특히, 광축으로부터 주변으로의 방향에서 알 수 있는 바와 같이 t2＞t1이고 NA1＞NA2인 경우에, 수치적인 개구 NAL에서, 굴절면에 대한 법선이 광축을 가로지르는 점은 광원쪽에 대면하는 굴절면에 가까운 방향으로 불연속적으로 이동하고, 수치적인 개구 NAH에서, 굴절면에 대한 법선이 광축을 가로지르는 점은 광원쪽에 대면하는 굴절면으로부터 멀리 떨어진 방향으로 불연속적으로 이동한다. 이 때문에, 두께 t1을 갖는 얇은 투명 기판을 갖는 광 디스크의 재생은 만족스럽게 행해지고, 두께 t2를 갖는 두꺼운 투명 기판을 갖는 광 디스크의 재생도 만족스럽게 수행될 수 있다.
또한, 본 실시예의 대물 렌즈(16)의 파두 수차는 도 8a와 도 8b에 나타난 바와 같은 것이다. 도 8a와 도 8b는 세로 좌표에는 파두 수차(λ)를 가로 좌표에는 수치적인 개구를 갖는 파두 수차 곡선을 나타내고; 도 8a는 제1 광 디스크(두께 t1)의 투명 기판이 광 경로에 있을 때의 파두 수차를 직선으로 나타내고, 도 8b는 제2 광 디스크(두께 t2)의 투명 기판이 광 경로에 있을 때의 파두 수차를 직선으로 나타낸다. 또한, 파두 수차 곡선은 이 파두 수차가 각 투명 기판이 광 경로에 있을 때 최적이 되는 조건하에 간섭계 등을 사용하여 파두 수차를 측정함으로써 구해진다.
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 대물 렌즈(16)를 참조하면, 파두 수차 곡선에서 관측할 수 있는 바와 같이, 파두 수차는 수치적인 개구 NA2의 근방에 있는 2개의 포인트(즉, NAL과 NAH)에서 불연속적으로 된다. 더욱이, 곡선이 불연속적으로 되는 점에서 생성된 파두 수차의 불연속성의 최대량은, 이를 길이 단위(mm)로 표현한다면, 0.05(NA)2(mm)와 동일하거나 그 이하이고, 만일 위상차(rad) 단위로 표현한다면, 2π(0.05(NA2)2)/λ(rad)와 동일하거나 그 이하가 바람직하다(여기서 λ는 mm 단위의 파장이다). 만일 이보다 크게 된다면, 파장 변동이 있는 파두 수차의 변동은 반도체 레이저의 파장의 분산을 흡수할 만큼 너무 크게 된다. 게다가, 불연속적인 부분(NAL과 NAH 사이)에 있는 파두의 기울기의 불연속적인 부분의 양측(NAL에 가장 근접한 최종점과 NAH에 가장 근접한 최종점)에서 곡선의 마지막 포인트(도 8a에서의 파선)를 연결하는 직선의 기울기와는 상이하다.
게다가, 본 발명은 본 실시예에 기술된 내용, 즉 분할면 Sd1-Sd3이 대물 렌즈(16)의 굴절면 S1 상에 제공되고, 무한 시스템의 대물 렌즈가 사용되고, 스텝이 분할면 상에 제공되며, 분할면의 개수, 제2 분할면의 형상 등에 국한되지 않는다.
더욱이, 본 실시예에서, 제1 광원(111)과 제2 광원(112)은 합성 수단(19)에 의해 결합되지만, 본 발명은 이에 국한되지 않아야 하고, 도 1에 나타난 광 픽업 장치에서, 광원(11)(임의 광원을 참조)은 제1 광원(111)과 제2 광원(112) 사이에 삽입되는 것이 가능하다.
게다가, 본 실시예에서 대물 렌즈(16)에 관련하여, 본 출원인이 이를 에러(error)를 통하여 전술된 실시예에 나타난 광 픽업 장치에 사용했을 때, 놀랍게도, 제1 광 디스크로서의 DVD의 재생에 부가하여 제2 광 디스크로서의 CD의 재생은 동일한 파장을 가진 광원에서 수행될 수 있었다. 즉, 본 실시예의 대물 렌즈(16)는 파장 λ1을 갖는 광원을 사용하여, 두께 t1을 갖는 투명 기판을 갖는 제1 광 정보 기록 매체와 두께 t2를 갖는 투명 기판을 갖는 제2 광 정보 기록 매체에 광속을 수렴시킬 수 있고, 파장 λ2(여기서 λ2≠λ1)를 갖는 광원이 사용되는 경우라 할지라도, 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 광속을 수렴시킬 수 있다. 이 때문에, (DVD용 파장 610 - 670nm를 갖는 광원과 CD-R에 필수적인 파장 780nm를 갖는 광원에 대처하는) 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광원을 이용하여 DVD와 CD-R을 재생하기 위한 광 픽업 장치에 사용하기 위한 대물 렌즈와 (파장 610nm - 670nm을 갖는 광원에 대처하는) 단일 광원으로 DVD와 CD를 재생하기 위한 광 픽업 장치에 사용하기 위한 대물 렌즈는 공통으로 사용하기 위한 단일 렌즈로 교체될 수 있기 때문에, 비용을 감소시켜서 생산량을 증가시킬 수 있다. 또한, 렌즈를 공용으로 하기 위하여, 전술된 실시예에서 기술된 NAL과 NAH에 대한 조건은 광원의 파장이 λ1로부터 λ2로 변하는 경우에 충족될 필요가 있다.
또한, 본 실시예에서, 제1 광원(111)과 제2 광원(112)는 거의 동일한 확대(magnification)에 사용되기 때문에, 단순한 구조를 만들기 위한 단일 광 검출기(30)를 사용할 수 있지만, 각 광원(111)과 (112)에 해당하는 2개의 광 검출기를 제공하는 것이 바람직하고, 또한 확대는 각각에 대해서 상이할 수도 있다.
(다른 실시예)
다음으로, 개략적으로 광 렌즈(16)를 나타낸 도 9a 및 도 9b를 참조하여 다른 실시예가 설명될 것이다. 도 9a는 대물 렌즈(16)의 단면도이고, 도 9b는 광원측에서 본 정면도이다. 본 실시예는 전술된 실시예에서 설명된 광 픽업 장치에 사용하기 위한 대물 렌즈(16)의 변형된 예이고, 본 실시예의 대물 렌즈(16)는 5개의 분할 굴절면으로 분할된 광원쪽으로 대면하고 있는 표면을 가지고 있지만, 전술된 실시예에서 언급된 대물 렌즈(16)는 3개의 분할 굴절면으로 분할된 광원쪽에 대면하고 있는 표면을 갖는다. 또한, 본 실시예는 5개의 분할면을 갖는 것이고, 렌즈의 다른 점들은 전술된 실시예의 것과 동일하며, 때때로 설명은 생략될 것이다.
본 실시예에서, 대물 렌즈(16)는 볼록렌즈이며, 여기서 광원 S1쪽에 직면하고 있는 굴절면과 광 디스크쪽에 직면하고 있는 굴절면 둘다 비구면의 형상과 포지티브 굴절 파워를 갖는다. 또한, 광원 S1쪽에 대면하고 있는 대물 렌즈(16)의 굴절면은 동심원에 의해 형성된 5개의 분할면, 즉 제1 분할 면 Sd1 - 제5 분할면 Sd5으로 구성되고, 즉 대체로, 광축으로부터 멀리 떨어진 방향의 순서에 있어서, (광축 근방에 있는)광축을 포함하는 제1 분할면 Sd1, 제2 분할면, - - - , 제(2n+1) 분할면 Sd(2n+1)(여기서 n은 자연수이고, 본 실시예에서는 n=2)으로 구성된다. 분할면 Sd1 - Sd5의 각 경계에서, 표면 레벨의 차와 스텝을 제공함으로써, 각 분할면 Sd1 - Sd5가 형성된다. 이 대물 렌즈(16)는 광축을 포함하는 제1 분할면 Sd1을 관통하는 광속(제1 광속)이 제1 광 디스크에 기록된 정보의 재생용과 제2 광 디시크에 기록된 정보의 재생용으로 활용되도록 한 구조를 가지고, 제2n 분할면 Sd2n(본 실시예에서는, 제2 분할면 Sd2와 제4 분할면 Sd4)을 관통하는 광속은 제2 광 디스크에 기록된 정보의 재생용으로 주로 활용되고, 제(2n+1) 분할면 Sd(2n+1)(본 실시예에서는, 제3 분할면 Sd3와 제5 분할면 Sd5)을 관통하는 광속은 제1 광 디스크에 기록된 정보의 재생용으로 주로 활용된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에서, 분할면의 개수를 증가시킴으로써, 제2n 분할면들은 NA값보다 높은 위치에 배치될 수 있기 때문에, 높은 NA를 필요로 하는 제1 광 디스크의 재생 뿐만 아니라 제2 광 디스크로서, 앞에서 설명한 실시예에서의 것에 비해 더 높은 NA를 필요로 하는 광 디스크의 재생이 수행될 수 있다. 그 외에, 제(2n-1) 분할면(그러나 제1 분할면은 대상이 아님)은 높은 NA의 위치에 배치되어 있는 제2n 분할면으로 인한 제1 광 디스크를 재생할 시 광량의 저하를 보상할 수 있기 때문에, 제1 광 디스크 뿐만 아니라 제2 광 디스크는 만족스럽게 재생될 수 있다.
구체적으로, 대물 렌즈(16)는 우선 제1 굴절면 S1과 제2 굴절면 S2(공통된 굴절면)은 두께 t1을 갖는 투명 기판을 갖는 제1 광 디스크 상에 수렴된 광속의 최적의 파두 수차가 05λ1rms이거나 그 이하가 되도록 설계된다. 게다가, 제1 굴절면 S1의 제1 비구면은 제1 비구면을 갖는 렌즈를 통하여 광속이 두께 t2(t2≠t1)를 갖는 투명 기판을 갖는 제2 광 디스크 상에 수렴될 때 생성된 구면 수차보다 낮은 구면 수차를 갖도록 제2 굴절면 S2(공통된 굴절면)로 설계된다. 이 때, 촛점이 흐린 상태에서 재생되게 될 제2 광 디스크의 양호한 재생을 위하여, 제2 비구면의 곡률의 파라셜 반경과 제1 비구면의 곡률의 파라셜 반경을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 제2 비구면은 제2 광 디스크의 재생용으로 요구되는 제1 비구면이 수치적인 개구 NA2의 근방에 있는 2개의 위치 NAL - NAH 사이에서 결합된다. 이러한 방식으로 구해진 렌즈는 본 실시예의 대물 렌즈(16)이다.
더욱이, 제1 분할면과 제2 분할면을 결합함으로써 생성된 위상차를 활용함으로써, 제1 광 디스크를 재생할 시 수렴된 광속의 광량을 더 크게 할 수 있고, 제2 분할면 Sd2와 제4 분할면 Sd4는 이들이 결합될 때 광축 방향으로 조금 이동한다. 게다가, 제2 분할면 Sd2와 제4 분할면 Sd4는 동일한 비구면이 되도록 설계되지만, 서로 상이한 비구면을 사용하는 것이 바람직하고, 이들을 이동시키는 양은 서로 상이할 수도 있다.
전술된 설명에서, 제2 비구면이 결합되는 필수적인 수치적인 개구 NA2의 근방은 광 디스크측에서 대물 렌즈(16)의 수치적인 개구 NA3와 수치적인 개구 NA4 사이에 결합되고, 조건 0.60(NA2)＜1.3(NA2)(이 하한 0.60(NA2)은 실제 사용에 있어서 바람직하기로는 0.80(NA2)이어야 하고 보다 바람직하기로는 0.85(NA2)이어야 하며, 이 상한 1.3(NA2)은 실제 사용에 있어서 바람직하기로는 1.1(NA2)이어야 한다. 더욱이, 상한 1.3(NA2)은 제2 광 디스크 정보 기록 매체가 기록 또는 재생될 때 광원의 파장이 740nm - 870nm인 경우에 1.1이어야 한다.) 뿐만 아니라 조건 0.01＜NA4-NA3＜0.12(상한 0.12는 실제 사용에 있어서 0.1이 바람직함)을 만족하는 것이 바람직하다.
상술된 이 실시예에 있어서는, 상기 실시예에서와 같이, 두께 t1이 0.6㎜인 투명 기판을 갖는 제1 광 디스크로서의 DVD를 재생하면, 제1 분할면 Sd1, 제3 분할면 Sd3 및 제5 분할면 Sd5를 각각 통과하는 광속은 거의 동일 위치 상에 집속되고, 이들 위치 중 하나는 제1 화상 형성 위치이고, 파면 수차(제2 분할면 Sd2 및 제4 분할면 Sd4를 통과하는 광속가 제외될 때의 파면 수차)는 0.05λ1rms이하이고, 여기서 λ1은 광원의 파장이다.
이 때, 제2 분할면 Sd2 및 제4 분할면 Sd4를 통과하는 광속가 제1 화상 형성 위치와는 다른 제2 화상 형성 위치 상에 각각 집속한다. 이 제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치가 0이고, 그 대물 렌즈측이 네가티브이고, 반대측이 포지티브라고 가정하면, 제1 화상 형성 위치에서 -40㎛ 내지 -4㎛의 거리 또는 바람직하게는 -27㎛ 내지 -4㎛의 거리에 위치해야 한다. 더욱이, 이 실시예에서는, t1 < t2 및 NA1 > NA2이므로, 제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치에서 -40㎛ 내지 -4㎛의 거리 또는 바람직하게는 -27㎛ 내지 -4㎛의 거리에 위치해야 하지만, t1 > t2 및 NA1 < NA2인 경우에는 제2 화상 형성 위치는 제1 화상 형성 위치에서 4㎛ 내지 40㎛의 거리 또는 바람직하게는 4㎛ 내지 27㎛의 거리에 위치해야 한다. 즉, 제1 광 위치와 제2 광 위치 간의 거리의 절대값은 4㎛ 내지 40㎛의 범위 또는 바람직하게는 4㎛ 내지 27㎛의 범위 내에 속해야 한다.
또한, 구면 수차의 관점에서 이 대물 렌즈(16)를 고려해 보면, 구면 수차가 개구수 NA2의 근방에서 4개 개구수 위치에서 불연속적으로 변화하는 구조를 가져, 두께가 상이한 투명 기판을 갖는 복수의 디스크를 단일의 집속 광 시스템으로 재생할 수 있다. 구면 수차는 이와 같이 불연속적으로 변화하므로(변화 방향은 상기 실시예의 방향과 동일함), 이를 파면 수차의 관점에서 고려해 보면, 파면 수차는 개구수 NA2의 근방에서 4개 위치에서 불연속성으로 되고, 이들 각 불연속부 각각에서의 파면 수차 곡선의 기울기는 불연속부 각각의 양측에서 곡선의 단부를 연결하는 직선 각각의 기울기와는 다르다.
기술된 이 실시예의 대물 렌즈(16)에 대해 살펴보면, 제2 광 디스크의 재생시(두께가 t2인 투명 기판을 통한 재생시), 개구수 NAL 내지 개구수 NAH 범위의 구면 수차가 -2(λ) / (NA2)2내지 5(λ) / (NA2)2인 조건을 만족시키는 것이 바람직하다(여기서, λ는 제2 광 디스크의 재생 시에 사용된 광원의 파장임). 또한, 이 조건은 바람직하게는 상기 구면 수차는 재생 시에 3(λ) / (NA2)2이하가 되도록 되어야 하고, 기록(물론, 재생시도)을 고려하면, 상기 구면 수차는 바람직하게는 0보다 커야 한다.
한편, 이 실시예에서는, 광축과 수직인 방향으로 2n번째 분할면(제2 분할면 Sd2 또는 제4 분할면 Sd4)의 중심 위치에 대하여, 2n번째 분할면에 대한 법선과 광축 간의 각도는 (2n-1)번째 분할면(제1 분할면 Sd1 또는 제3 분할면 Sd3) 및 (2n+1)번째 분할면(제3 분할면 Sd3 또는 제5 분할면 Sd5)으로부터 보간된 면에 대한 법선과 광축 간의 각도 보다 커야 한다. 이 때문에, 제1 광 디스크 및 제2 광 디스크 모두 만족스럽게 재생할 수 있다. 또한, 이 실시예에서는, t2 > t1 및 NA1 > NA2이므로, 2n번째 분할면에 대한 법선과 광축 간의 각도는 (2n-1)번째 분할면 및 (2n+1)번째 분할면으로부터 보간된 면에 대한 법선과 광축 간의 각도 보다 커야 하지만, t2 < t1 및 NA1 < NA2인 경우에는, 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이 실시예에서는, 제1 분할면 Sd1 - (2n+1)번째 분할면이 2n번째 분할면, 즉 제2 분할면 Sd2 또는 제4 분할면 Sd4의 거의 중심 위치에 대해, 광축과 수직인 방향으로 2n번째 분할면에 대한 법선과 광축 간의 각도와 (2n-1)번째 분할면 및 (2n+1)번째 분할면(비구면의 식 1을 이용하여 최소 자승법을 적용하여 얻어진 비구면)으로부터 보간된 표면에 대한 법선과 광축 간의 각도 간의 차는 0.02。 내지 1.0。의 범위에 속하도록 정해지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이 실시예를 상기 실시예에서와는 다른 관점에서 보면, 복수의 분할면 중 적어도 하나를 광축에 대해 동심원으로 분할시켜 형성된 복수의 분할면(이 실시예에서는 5개의 분할면)을 갖는 대물 렌즈(16)에서, 2n번째 분할면(여기서 n은 1 이상의 자연수)보다 광축에 근접한 (2n-1)번째 분할면을 통과한 광 및, 광축에 대해 2n번째 분할면의 반대측에 위치된 (2n+1)번째 분할면을 통과한 광이 소정의 두께를 갖는 투명 기판(제1 광 디스크)을 통해 거의 동일한 위상을 가지며, (2n-1)번째 분할면과 투명 기판을 통과한 광과 2n번째 분할면의 거의 중심부의 광축면에 대해 광축과 수직인 방향인 2n번째 분할면(예를 들어, 제2 분할면 Sd2 또는 제4 분할면 Sd4)의 부분을 통과한 광 간의 위상차를 (ΔnL)π((예를 들어, Δ1L)π 또는 (Δ2L)π)(rad)이라 하고, (2n+1) 분할면과 투명 기판을 통과한 광과 광축에 대해 상기 중심 위치의 반대측에 있는 (2n-1) 분할면의 부분을 통과한 광 간의 위상차를 (ΔnH)π((예를 들어, Δ1H)π 또는 (Δ2H)π)(rad)이라 하면, 다음의 부등식 (ΔnH) > (ΔnL)이 성립된다. 이경우에, 상기 실시예에서와 같이, t1 > t2 및 NA1 > NA2이면, 부등식 (ΔnH) < (ΔnL)이 성립되어, (ΔnH) ≠ (ΔnL)이 된다.
이것을 다른 관점에서 기술해 보면, 2n번째 분할면(예를 들어, 제2 분할면 Sd2 또는 제4 분할면 Sd4)과 (2n+1) 분할면(예를 들어, 제3 분할면 Sd3 또는 제5 분할면 Sd5) 간의 면 레벨차는 2n번째 분할면(예를 들어, 제2 분할면 Sd2 또는 제4 분할면 Sd4)과 (2n-1) 분할면(예를 들어, 제1 분할면 Sd1 또는 제3 분할면 Sd3) 간의 면 레벨차보다 크다. 상기와 동일하게, 또한 이 경우에도, t1 > t2 및 NA1 > NA2이면, 2n번째 분할면과 (2n+1) 분할면 간의 면 레벨차는 2n번째 분할면과 (2n-1) 분할면 간의 면 레벨차보다 작다. 또한, (2n-1) 분할면과 (2n+1) 분할면(예를 들어, 제1 분할면 및 제3 분할면, 또는 제3 분할면 및 제5 분할면)으로부터 보간된 면의 위치와 광축으로부터 임의 위치에서 취한 2n번째 분할면의 위치 간의 차는 2n번째 분할면의 거의 중심 위치에 대해 비대칭으로 변화한다. 또한, 이 경우, 차는 광추긍로부터의 거리에 따라 커진다.
이외에, 이 실시예에서는, 대물 렌즈(16)의 굴절면 S1은 5개의 분할면으로 분할되지만, 본 발명은 이것에만 국한되지 않고, 집속 광 시스템의 다른 광 소자(예를 들어, 콜리메이터 렌즈 등)에 대해 분할면을 제공하거나, 독립 광 소자를 제공할 수 있다.
또한, 이 실시예에서는, 스텝부, 즉 제1 분할면 Sd1 - 제5 분할면 Sd5의 경계 각각에서 면 레벨차가 제공되지만, 분할면을 스텝을 제공함이 없이 연속적으로 형성되는 적어도 하나의 경계를 갖도록 형성할 수 있다. 다른 경우에는, 예를 들어, 분할면 간의 경계를 경계면을 만곡함이 없이 소정의 곡률 반경을 갖는 면으로 결합할 수 있다. 이러한 곡률은 의도하거나 또는 의도하지 않게 제공된 것일 수 있다. 의도되지 않게 제공된 곡률의 일례는 플라스틱 제료 등으로 대물 렌즈(16)를 형성하기 위한 금속 몰딩의 처리 시에 형성된 경계에서의 곡률이다.
또한, 이 실시예에서는, 광원에 대향하는 대물 렌즈(16)의 굴절면 상에, 제2 분할면 Sd2 및 제4 분할면 Sd4 각각이 광축에 대해 동심원으로 형성된 링 형상으로 제공되지만, 이 형상에만 국한되지 않고, 절단된 링 형상일 수 있다. 또한, 제2 분할면 Sd2 및/또는 제4 분할면 Sd4는 홀로그램 또는 프레넬 렌즈로 형성될 수 있다. 또한, 제2 분할면 Sd2이 홀로그램으로 형성되는 경우, 초기 광속을 0차수 광 및 1차수 광으로 분할하여 형성된 광속 중 하나는 제1 광 디스크의 재생 시에 사용되고 다른 하나는 제2 광 디스크의 재생 시에 사용된다. 이 때, 제2 광 디스크에 사용되는 광속의 광량은 제1 광 디스크의 재생에 사용되는 광속의 광량보다 많다.
또한, 이 실시예에서는, 제2 광 디스크로부터 재생된 신호는, 제1 광 디스크가 재생될 때(즉, 광이 두께가 t1인 투명 기판을 통과할 때), 제1 분할면 Sd1을 통과하는 광속와 제3 분할면 Sd3을 통과하는 광속에 의한 가장 양호한 파면 수차는 0.07λ1rms 또는 바람직하게는 0.05λ1rms여기서, λ1(㎚)은 제1 광 디스크의 재생 시에 사용된 광원의 파장)인 조건뿐 아니라, 제2 광 디스크가 재생될 때(즉, 광이 두께가 t2인 투명 기판을 통과할 때), 제1 분할면 Sd1을 통과하는 광속에 의한 가장 양호한 파면 수차는 0.07λ2rms또는 바람직하게는 0.05λ2rms, 여기서, λ2(㎚)은 제2 광 디스크의 재생 시에 사용된 광원의 파장)인 조건에 의해 만족된다.
지금까지 기술된 실시예에서, 제1 분할면은 광축을 포함하는 것으로서 설계되었지만, 광축을 중심으로 한 매우 협소한 면 도메인은 광 집속에 그렇게 많은 영향을 끼치지 않으므로, 광 집속에 영향을 끼치지않는 상술된 광축을 중심으로 한 매우 협소한 면 도메인은 플랫하거나, 돌출되거나, 또는 오목할 수 있다. 중요한 점은 제2 광 디스크의 재생 시에 사용되는 분할면이 NA2의 이웃 및 제1 분할면이 되는 것(즉, 광축의 이웃)보다 광축에 근접한 면 도메인에 제공된다는 것이다.
또한, 지금까지 주어진 설명에서, 광 디스크에 기록된 정보의 재생에 대해서만 설명되었지만, 광 디스크로의 정보의 기록은 집속 광 시스템에 의해 집속된 광 스폿이 중요하다는 관점으로부터 이것과 매우 유사하므로, 상술된 실시예가 기록에 대해서도 효과적으로 사용될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
이외에도, 상기 실시예에 따르면, 포커스 에러 신호의 S-형 특성을 개선시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 도 10a 및 도 10b를 참조하여 광 정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 형성된 스폿의 광 강도를 가능한 강하게 하기 위해 광속의 페이즈를 시프트시키는 것에 대해 설명하기로 한다. 이하에서 주어진 설명은 3개의 분할면을 갖는 렌즈의 실시예 및 상술된 5개의 분할면을 갖는 렌즈의 실시예에도 적용될 수 있다.
도 10a는 제1 광원(파장 λ1)을 사용하여 제1 광 정보 기록 매체의 판독 또는 기록을 행하는 경우에 대한 그래프로서, 횡축은 비구면의 식에 따라 광축으로 연장된 상기 대물 렌즈의 제1 비구면의 제2 분할면이 광축과 교차하는 점과 제2 면(이 면은 제1 비구면에 대향하여 비구면 또는 구면일 수 있다. 본 예에서는 링 존의 회절 섹션이 제공된다.) 간의 광축 상에서의 거리 di'를 나타내고, 종축은 빔 스폿의 피크 강도비를 나타낸다. 또한, 도 10b는 제2 광원(파장 λ2)을 사용하여 제2 광 정보 기록 매체의 판독 또는 기록을 행하는 경우에 대한 그래프로서, 횡축은 비구면의 식에 따라 광축으로 연장된 상기 대물 렌즈의 제2 분할면이 광축과 교차하는 점과 제2 면 간의 광축 상에서의 거리 di'를 나타내고, 종축은 빔 스폿의 피크 강도비를 나타낸다.
제1 광 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에 집속된 광속의 피크 강도비인 di' 범위, 즉 제1 정보 기록면 상의 스폿의 피크 강도비는 0.9 이상으로 되는 것이 바람직하다. 0.9 이상의 범위 di'는 도 10a에서 화살표로 도시된다. 또한, 제2 광 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에 집속된 제2 광속의 피크 강도비, 즉 제2 정보 기록면은 0.8 이상이 된다. 0.8 이상의 di'의 범위는 도 10b에서 화살표로 도시된다.
di를 도 10a의 그래프에서 피크 강도를 0.9 이상으로 하기 위한 di'의 범위와 도 10b의 그래프에서 피크 강도를 0.8 이상으로 하기 위한 di'의 범위가 서로 중첩되는 di' 범위의 값, 즉 도 10a 및 도 10b의 화살표가 중첩되는 di'의 범위의 값으로 결정함으로써, 제1 광 정보 기록면 및 바람직하게는 제2 광 정보 기록면의 경우에 정보 기록면 상에 강한 광 강도를 갖는 스폿을 형성할 수 있다. 이외에도, 광 스폿의 직경 사이즈(강도가 최대 중심 강도에 대해 e-2가 되는 위치에 의해 결정됨)를 감소시킬 수 있다. 도 10a의 그래프에서 피크 강도비가 0.95보다 큰 범위가 도 10b의 그래프에서 피크 강도비가 0.9보다 큰 범위에서 중첩되는 범위로 di'를 결정하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 즉, 제1 광 정보 기록 매체 시에 피크 강도비가 0.95보다 크고 제2 광 정보 기록 매체 시에 피크 강도비가 0.9보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
또한, 광 정보 기록 매체의 정보 기록면 상에 형성된 스폿의 광 강도를 가능한 강하게 하기 위해서는, 다음식 및 수학식 4 - 9이 성립되는 것이 바람직할 수 있다.
여기서, W1은 제1 광속가 사용될 때 큰 개구수 NA의 경계 스텝부에 대한 파면 수차량이고, W2는 제1 광속가 사용될 때 작은 개구수 NA의 경계 스텝부에 대한 파면 수차량이고, λ1은 제1 광속의 파장이고, W3는 제2 광속가 사용될 때 큰 개구수 NA의 경계 스텝부에 대한 파면 수차량이고, W4는 제2 광속가 사용될 때 작은 개구수 NA의 경계 스텝부에 대한 파면 수차량이고, λ2는 제2 광속의 파장이다.
수학식 6 및 9 대신 다음 수학식 10 및 11이 성립되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
또한, 부등식 10 및 11 대신 다음 부등식 12 및 13이 성립되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, W1,W2, W3, 및 W4는 제1 분할면과 제2 분할면 간의 경계에서 발생된 경계 스텝부에서의 파면 수차값인 것이 바람직하지만, 이들은 제2 분할면과 제3 분할면 간의 경계에서 발생된 경계 스텝부에서의 파면 수차값일 수 있다. 도 11a 및 도 11b는 W1,W2, W3, 및 W4가 제1 분할면과 제2 분할면 간의 경계에서 발생된 경계 스텝부에서의 파면 수차값인 경우에 파면 수차 그래프를 이용하여 파면 수차 곡선을 도시하는 도면이다.
또한, 상기 수학식 3 - 9는 W1,W2, W3, 및 W4가 제1 분할면과 제2 분할면 간의 경계에서 발생된 경계 스텝부에서의 파면 수차값인 경우와 W1,W2, W3, 및 W4가 제2 분할면과 제3 분할면 간의 경계에서 발생된 경계 스텝부에서의 파면 수차값인 경우 모두에서 성립되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 플라스틱 재질로 대물 렌즈를 제조하는 것이 바람직하지만, 유리 재질로 제조할 수도 있다. 또한, 대물 렌즈와는 다른 광학 소자를 위상 시프팅 소자로서 제공함으로써 상기 조건들을 달성하는 것이 적절하다.
또한, 상기 픽업 장치가 내장된 광 정보 기록 매체 재생 도는 기록 장치로서, DVD/CD 플레이어, DVD/CD-R 플레이어, DVD/CD-RW 플레이어, DVD/LD 플레이어, DVD/DVD-RAM/CD/CD-R 플레이어 등을 들 수 있다. 그러나, 이들에만 국한되는 것은 아니다. 또한, 이들 광 정보 기록 매체 재생 또는 기록 장치는 픽업 장치 이외에 전원, 스핀들 모터, 등을 갖고 있다.
본 발명의 색수차 보정 렌즈의 예를 다음과 같이 테이블 2 및 3에서 도시할 것이다. 테이블에서, ri는 굴절면의 골률 반경이고, di 및 di' 각각은 면들 간의 거리를 나타내고, ni 및 ni' 각각은 주 파장에서의 굴절율을 나타낸다. 다음식에서 비구면 형태가 도시된다.
여기서, Z는 광축 방향에서의 축을 나타내고, h는 광축과 수직인 방향을 나타내고, 광 진행 방향은 포지티브로 가정하고, r은 동위 곡률 반경을 나타내고, A는 비구면 계수를 나타내고, Pi는 비구면의 멱지수를 나타낸다.
또한, 회절면은 광로차의 함수로서 다음식으로 ㎜의 단위로 표현된다.
심볼 ni는 상단 컬럼에서 각 파장의 굴절율을 나타냄.
제2면 상의 제2 분할부의 축 두께는 2.1974㎜임.
심볼 di 및 ni는 제1 기록 매체의 값을 나타냄(t1=0.6㎜)
심볼 di' 및 ni'는 제2 기록 매체의 값을 나타냄(t2=1.2㎜)
도 12a 및 도 12b에는 상기 예의 구면 수차 및 색수차가 도시되어 잇다. 도 12a의 체인선은 635㎚의 파장을 갖는 광에 대한 보정 상태를 나타내고, 실선은 650㎚의 파장을 갖는 광에 대한 보정 상태를 나타낸다. 15㎚의 파장 시프팅의 경우, 색수차는 거의 일어나지 않는다.
도 12b는 780㎚의 파장을 갖는 광에 대한 구면 수차를 도시한다. 이 경우, 파장 시프팅의 영향은 적은 데, 이는 기록 밀도가 도 12a의 경우에서의 기록 밀도보다 낮기 때문이다.
본 발명의 광 정보 기록 매체, 광 픽업 장치 및 광 정보 기록 매체의 기록/재생 장치의 기록 및/또는 재생을 위한 수차 보정된 대물 렌즈는 두께가 다른 투명 기판을 각각 갖는 광 정보 기록 매체에서도 단일의 집속 광 시스템으로 기록 및/또는 재생을 행할 수 있고, 또한 광원의 파장 시프팅이 생겨도 고화상 형성 능력을 필요로 하는 광 정보 기록 매체의 문제가 없는 화상 형성 능력을 얻을 수 있다.
부수적으로, 상기 실시예에서는 무한 대물 렌즈를 도시하였지만, 유한 대물 렌즈의 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 광 픽업 장치는 상기 실시예에만 국한되지 않으며, 본 발명은 각 종 공지의 광 픽업 장치에 유리하게 사용될 수 있다.
상기 실시예들은 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 한 당업자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.

Claims (24)

  1. 상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 상기 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치에 있어서,
    (a) 광속을 방출하기 위한 제1 광원과,
    (b) 광축, 링-존 회절 섹션, 및 제1 분할부, 제2 분할부 및 제3 분할부-상기 제3 분할부는 상기 제1 분할부보다 상기 광축으로부터 멀리 떨어져 있고, 상기 제2 분할부는 상기 제1 분할부와 상기 제3 분할부 사이에 제공됨-를 포함하는 굴절면을 갖는 집속 광 시스템 및,
    (c) 화상 센서
    를 포함하고,
    상기 제1 분할부 및 상기 제3 분할부는 두께 t1의 제1 투명 기판을 갖는 제1 광 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에 상기 광속을 집속시킬 수 있어, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제1 광 정보 기록 매체에 정보를 기록하고,
    상기 제1 분할부 및 상기 제2 분할부는 두께 t2의 제2 투명 기판을 갖는 제2 광 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에 상기 광속을 집속시킬 수 있어, 상기 제2 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제2 광 정보 기록 매체에 정보를 기록하고,
    t2는 t1보다 크고,
    상기 화상 센서는 상기 제1 정보 기록면 또는 상기 제2 정보 기록면으로부터 반사된 광속을 수광할 수 있는
    광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    다음 조건식
    0 < = |A + B| < = |A|
    을 만족하고, 여기서 A는 상기 제1 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 굴절면 상에서 일어난 집속점 시프팅량을 나타내고, B는 상기 제1 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 링-존 회절 섹션 상에서 일어난 집속점 시프팅량을 나타내는 광 픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    다음 조건식
    |A + B| < = 0
    을 만족하는
    광 픽업 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 방출된 광속의 파장은 상기 제1 광원에 공급되는 전류량의 변화에 기초하여 변화하는 광 픽업 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 방출되는 파장보다 긴 파장의 광속을 방출하는 제2 광원을 더 포함하고, 상기 조건식은 상기 제1 광원으로부터만 방출되는 광속에 대해 만족하는 광 픽업 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 집속 광 시스템은 상기 광축, 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함하는 상기 굴절면, 및 상기 링-존 회절 섹션을 내부에 갖고 있는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면에 대향하는 상기 대물 렌즈의 표면 상에 제공되는 광 픽업 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면에 대향하는 상기 표면의 거의 전 부분 상에 제공되는 광 픽업 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 집속 광 시스템은 상기 광축, 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함하는 상기 굴절면, 및 상기 링-존 회절 섹션을 갖는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면에 제공되는 광 픽업 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 링-존 회절 섹션은 또한 상기 굴절면의 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부 각각 상에 제공되는 광 픽업 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 집속 광 시스템은 상기 광축 및; 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함하는 상기 굴절면을 갖는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 대물 렌즈와 다른 광 부재 상에 제공되는 광 픽업 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 방출되는 광속의 파장 변화량은 ±20㎚ 또는 그 이하인 광 픽업 장치.
  12. 상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 상기 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 광 픽업 장치에서 사용하기 위한 비구면을 갖는 대물 렌즈에 있어서,
    (a) 링-존 회절 섹션과,
    (b) 제1 분할면, 제2 분할면, 및 제3 분할면을 갖는 광학 면
    을 포함하고,
    상기 제3 분할면은 상기 제1 분할면보다 상기 광축에서 멀리 떨어져 있고, 상기 제2 분할면은 상기 제1 분할면과 상기 제3 분할면 간에 제공되고,
    상기 대물 렌즈는 상기 제1 분할면을 통과하는 제1 광속와 상기 제3 분할면을 통과하는 제3 광속을 상기 제1 광 정보 기록 매체의 제1 투명 기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에서 집속시킬 수 있어, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나, 상기 제1 광 정보 기록 매체 상에 정보를 기록하고, 상기 제1 투명 기판의 두께는 t1이고,
    상기 대물 렌즈는 상기 제1 광속와 상기 제2 분할면을 통과하는 제2 광속을 상기 제2 광 정보 기록 매체의 제2 투명 기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에서 집속시킬 수 있어, 상기 제2 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나, 상기 제2 광 정보 기록 매체 상에 정보를 기록하고, 상기 제2 투명 기판 두께는 t1보다 큰 t2인 대물 렌즈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면과는 다른 표면 상에 제공되는 대물 렌즈.
  14. 제12항에 있어서, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면과는 다른 표면의 거의 전체 부분 상에 제공되는 대물 렌즈.
  15. 제12항에 있어서, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면 상에 제공되는 대물 렌즈.
  16. 제12항에 있어서, 상기 링-존 회절 섹션은 또한 상기 굴절면의 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부 각각 상에 제공되는 대물 렌즈.
  17. 제12항에 있어서, 다음 조건식
    0 < = |A + B| < |A|
    을 만족시키며, 여기서 A는 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 굴절면 상에 일어난 집속점 시프팅량을 나타내고, B는 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 링-존 회절 섹션 상에 일어난 집속점 시프팅량을 나타내는 대물 렌즈.
  18. 제12항에 있어서, 다음 조건식
    |A + B| = 0
    을 만족시키는 대물 렌즈.
  19. 상이한 두께의 투명 기판을 각각 갖는 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나로부터 정보를 재생하거나, 상기 여러 종류의 광 정보 기록 매체 중 하나에 정보를 기록하기 위한 광 정보 기록 매체 재생/기록 장치에 있어서,
    (a) 광속을 방출하기 위한 광원과,
    (b) 광축, 링-존 회절 섹션, 및 제1 분할부, 제2 분할부 및 제3 분할부-상기 제3 분할부는 상기 제1 분할부보다 상기 광축으로부터 멀리 떨어져 있고, 상기 제2 분할부는 상기 제1 분할부와 상기 제3 분할부 사이에 제공됨-를 포함하는 굴절면을 갖는 집속 광 시스템 및,
    (c) 화상 센서
    를 포함하고,
    상기 제1 분할부 및 상기 제3 분할부는 두께 t1의 제1 투명 기판을 갖는 제1 광 정보 기록 매체의 제1 정보 기록면 상에 상기 광속을 집속시킬 수 있어, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제1 광 정보 기록 매체에 정보를 기록하고,
    상기 제1 분할부 및 상기 제2 분할부는 두께 t2의 제2 투명 기판을 갖는 제2 광 정보 기록 매체의 제2 정보 기록면 상에 상기 광속을 집속시킬 수 있어, 상기 제2 광 정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하거나 상기 제2 광 정보 기록 매체에 정보를 기록하고,
    t2는 t1보다 크고,
    상기 화상 센서는 상기 제1 정보 기록면 또는 상기 제2 정보 기록면으로부터 반사된 광속을 수광할 수 있는
    광 정보 기록 매체 기록/재생 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    다음 조건식
    0 < = |A + B| < = |A|
    을 만족하고, 여기서 A는 상기 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 굴절면 상에 일어난 집속점 시프팅량을 나타내고, B는 상기 광원으로부터 방출된 광속의 파장 변화에 의해 상기 링-존 회절 섹션 상에 일어난 집속점 시프팅량을 나타내는 광 정보 기록 매체 기록/재생 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    다음 조건식
    |A + B| < = 0
    을 만족하는
    광 정보 기록 매체 기록/재생 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 집속 광 시스템은 상기 광축, 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함하는 상기 굴절면, 및 상기 링-존 회절 섹션을 갖는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면에 대향하는 상기 대물 렌즈의 표면 상에 제공되는 광 정보 기록 매체 기록/재생 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 집속 광 시스템은 상기 광축, 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함하는 상기 굴절면, 및 상기 링-존 회절 섹션을 갖는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 굴절면에 제공되는 광 정보 기록 매체 기록/재생 장치.
  24. 제19항에 있어서, 상기 집속 광 시스템은 상기 광축 및; 상기 제1 분할부, 상기 제2 분할부 및 상기 제3 분할부를 포함하는 상기 굴절면을 갖는 대물 렌즈를 더 포함하고, 상기 링-존 회절 섹션은 상기 대물 렌즈와 다른 광 부재 상에 제공되는 광 정보 기록 매체 기록/재생 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100443380B1 (ko) * 2001-09-10 2004-08-09 (주)웨이텍 비구면 굴절면에 회절 요소를 함께 구비하는 단렌즈 및이를 구비한 광학 장치

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KR100443380B1 (ko) * 2001-09-10 2004-08-09 (주)웨이텍 비구면 굴절면에 회절 요소를 함께 구비하는 단렌즈 및이를 구비한 광학 장치

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