KR20030023695A - 대물렌즈 및 광학장치 - Google Patents

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KR20030023695A
KR20030023695A KR10-2003-7000332A KR20037000332A KR20030023695A KR 20030023695 A KR20030023695 A KR 20030023695A KR 20037000332 A KR20037000332 A KR 20037000332A KR 20030023695 A KR20030023695 A KR 20030023695A
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

제 1 광디스크의 재생시에 제 1 파장이 사용되고, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에는 제 2 파장이 사용되며, 대물렌즈의 편면에는 광축을 중심으로 하는 고리 형상의 단차부 등을 구비하는 위상 시프터가 설치되고, 이 위상 시프터는 제 1 파장광 및 제 2 파장에 대해 위상차를 발생시키는 기능을 가지며, CD, DVD 모두 양호하게 재생할 수 있는 대물렌즈를 제공한다.

Description

대물렌즈 및 광학장치{OBJECTIVE LENS AND OPTICAL DEVICE}
기술분야
본 발명은 CD (콤팩트 디스크) 및 DVD (디지털 비디오 디스크) 등의 광디스크의 기록 또는 재생에 관한 것으로, 회절한계성능을 갖는 대물렌즈 및 광학장치에 관한 것이다. 또한 CD 는 기록가능한 CD-R (콤팩트 디스크 레코더블) 도 포함하는 것으로 한다.
본 발명은 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에 축상의 수차, 축외의 수차 모두 양호하게 보정할 수 있는 대물렌즈 및 광학장치를 신규 제공한다.
배경기술
종래부터 0.6㎜ 두께의 투명기판을 갖는 DVD 와 1.2㎜ 두께의 투명기판을 갖는 CD 의 양쪽을 재생하는 대물렌즈가 제안되고 있다 (일본 공개특허공보 평10-255305), 일본 공개특허공보 평11-16190, 일본 공개특허공보 평11-2759).
이들 종래예에서 비구면을 갖는 대물렌즈의 편면에는 광축을 중심으로 하는 윤대(輪帶) 형상으로 오목부 또는 볼록부로 이루어지는 위상 시프터가 설치되어 있다. 대물렌즈의 기본적 형상은 DVD 를 양호하게 재생할 수 있도록 최적화되어 있어, CD 를 재생할 때에는 위상 시프터로 위상을 보정함으로써 수차를 가능한 한 작게 보정하고 있다. 그 결과 DVD, CD 모두 축상의 수차, 특히 축상 구면수차에 대해서는 양호하게 보정할 수 있다.
그러나 상기 종래예에서는 CD 재생시의 축외 코마수차에 대해서는 양호하게 보정할 수 없고, 축외 코마수차가 크므로 광원, 대물렌즈 등이 광축으로부터 기울었을 때 또는 축어긋남이 발생했을 때의 광학특성의 열화가 커, 광학장치를 조립할 때 대물렌즈 등의 위치결정에 고정밀도가 요구되어 생산성이 나쁜 문제가 있었다.
또한, 대물렌즈의 위치결정에 고정밀도가 요구되므로 렌즈나 광원을 이동시키기 위한 기구 (이동기구) 의 마모 등에 의해, 대물렌즈의 광축으로부터의 기울기 또는 축어긋남이 발생하여 광학성능이 시간 변화에 따라 열화되는 문제가 있었다.
또한, 축외 코마수차가 크므로, 실제로 광학장치를 작동시킬 때, 대물렌즈의 오토포커스 구동에 의한 대물렌즈의 위치결정, 특히 축어긋남에 대해 허용범위가 좁아지기 때문에 광학성능이 열화되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 결점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 예컨대 DVD, CD 등의 여러 종류의 광디스크를 기록 또는 재생할 때에, 축상의 수차, 축외의 수차의 양자 모두를 양호하게 보정할 수 있는 대물렌즈 및 광학장치의 제공을 목적으로 한다.
발명의 개시
본 발명은 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장광을 제 1 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 1 광디스크의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키고, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장과 상이한 제 2 파장광을 제 2 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 2 광디스크의 정보기기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키는 광학계에 사용하는, 양면에 비구면을갖는 대물렌즈에 있어서, 대물렌즈의 편면 또는 양면에는, 광축을 중심으로 하는 고리(輪)형상의 단차부 (W) 를 구비하는 위상 시프터가 설치되고, 이 위상 시프터는 제 1 파장광 및 제 2 파장광에 대해 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 대물렌즈를 제공한다.
또한, 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장광을 대물렌즈를 통해 제 1 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 1 광디스크의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키고, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장과 상이한 제 2 파장광을 이 대물렌즈를 통해 제 2 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 2 광디스크의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키는 광학장치에 있어서, 상기 대물렌즈로서 상기 대물렌즈를 사용하는 것을 특징으로 하는 광학장치를 제공한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 대물렌즈의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 광디스크측에서 보는 경우의 도 1 의 대물렌즈의 정면도이다.
도 3 은 도 1 의 대물렌즈의 제 2 면의 광축부근의 확대단면도이다.
도 4 는 본 발명의 광학장치의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.
도 5 는 도 4 와는 다른 광학장치의 실시예의 구성도이다.
도 6 은 예 1 의 대물렌즈를 나타낸 단면도이다.
도 7 은 예 1 의 CD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 8 은 예 1 의 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 9 는 예 2 의 대물렌즈를 나타낸 단면도이다.
도 10 은 예 2 의 CD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 11 은 예 2 의 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 12 는 예 3 의 대물렌즈를 나타낸 단면도이다.
도 13 은 예 3 의 CD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 14 는 예 3 의 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 15 는 예 4 의 CD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
도 16 은 예 4 의 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
도 1 은 본 발명의 대물렌즈의 일 실시예의 광축 (4) 을 지나는 단면도이다. 단차부가 설치되어 있지 않은 면이 제 1 면 (광원측의 면) 이다. 도 2 는 광디스크측에서 본 경우의 도 1 의 대물렌즈의 정면도이다.
본 발명의 대물렌즈는 2개의 광디스크 각각의 기록 또는 재생시에, 각각의 광디스크에 대해 상이한 파장 광원으로부터의 광을 각각의 광디스크의 정보기록면에 집광시키고, 각각의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키는 광학계에 사용한다. 집광 정밀도를 향상시키기 위해 본 발명의 대물렌즈는 양면에 비구면을 갖는다. 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시에는 제 1 파장이 사용되고, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에는 제 2 파장이 사용된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 대물렌즈는 양면에 비구면을 갖지만, 이것만으로는 수차를 충분히 보정할 수 없기 때문에, 대물렌즈의 편면 또는 양면에는 광축을 중심으로 하는 고리형의 단차부를 구비하는 위상 시프터가 설치된다.
도 1 에 나타낸 대물렌즈에서는, 광축을 중심으로 하는 고리형의 단차부 (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210) 가 대물렌즈의 제 2 면 (광디스크측의 면) 에 설치되어 있다. 제 2 면에 설치되어 있지 않은 단차부 중의 단차부 (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210) 가 제 1 파장 및 제 2 파장에 대해 위상 시프트되는 기능을 갖고 있고, 단차부 W 이다. 즉 제 1 파장에 대해 위상 시프트되는 기능을 갖고, 또한 제 2 파장에 대해 위상 시프트되는 기능을 갖는 단차부를 단차부 W 로 칭한다.
또한, 필요에 따라, 제 1 파장에 대해서만 위상 시프트되는 기능을 갖는 단차부 X 를 대물렌즈의 편면 또는 양면에 설치해도 되고, 제 2 파장에 대해서만 위상 시프트되는 기능을 갖는 단차부 Y 를 대물렌즈의 편면 또는 양면에 설치해도 된다.
즉, 대물렌즈의 편면 또는 양면에 설치되는 복수 단차부의 전부가 단차부 W 일 필요는 없고, 대물렌즈의 편면 또는 양면에 설치되는 복수 단차부의 일부 단차부가 단차부 W 이면 사용할 수 있다. 즉 복수의 단차부 중 적어도 하나가 단차부 X 이어도 되고, 복수의 단차부 중 적어도 하나가 단차부 Y 이어도 된다. 또한 단차부의 수는 도 1 에 한정되지 않고 임의로 변경할 수 있다.
제 1 파장광의 위상 시프트에 의해 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시의 수차, 특히 축상의 구면수차가 저감된다. 제 2 파장광의 위상 시프트에 의해 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시의 수차, 특히 축상의 구면수차가 저감된다.
도 1 에 나타낸 대물렌즈에서는, 그 편면에 광축을 중심으로 하는 고리형의 단차부를 구비하는 위상 시프터가 설치되어 있고, 대물렌즈를 가공하기 쉬운 점에서 보면, 대물렌즈의 편면에 단차부를 구비하는 위상 시프터를 설치하는 것이 바람직하다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 대물렌즈의 양면에 단차부를 구비하는 위상 시프터가 설치되어 있어도 된다.
도 1 에 있어서, Φ21, Φ22, Φ23, Φ24, Φ25, Φ26, Φ27, Φ28, Φ29, Φ210은, 각각 단차부 (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210) 의 내측의 지름 (직경), Φ211은 제 2 면의 유효지름 (직경), Φ11은 제 1 면의 유효지름 (직경) 이다.
단차부 W, 단차부 X 또는 단차부 Y 는 대물렌즈의 면에 설치되는 볼록부 또는 오목부에 의한 것이어도 된다. 단차부는 광축을 지나는 단면도에 있어서의 각도가 직각인 것에 한정되지 않고, 완만한 경사의 것이어도 된다. 이하의 설명에서 특별한 기재가 없는 경우, 거리, 간격, 길이, 두께 등 치수의 단위는 ㎜ 로 한다.
단차부가 제 1 파장 λ1및 제 2 파장 λ2에 대해 위상 시프트되는 기능을 갖도록 하기 위해서는, 제 1 파장광을 위상 시프트시키기 위해, 제 1 파장 λ1의 광에 대해 발생하는 위상차가 거리로 환산된 경우에 (i-0.1)λ2∼(i+0.1)λ2가 되도록, 위상 시프터의 단차부의 치수 및 형상이 결정되어 있는 것이 바람직하고, 또한 제 2 파장광을 위상 시프트시키기 위해, 제 2 파장 λ2의 광에 대해 발생하는위상차가 거리로 환산된 경우에 (j-0.1) λ1∼(j+0.1)λ1이 되도록, 위상 시프터의 단차부의 치수 및 형상이 결정되어 있는 것이 바람직하다. 단 j 는 자연수, i 는 자연수이다. 또 360도의 자연수배의 위상차는 위상차가 아닌 것으로 간주한다. 또한 위상차를 파장의 배수로 나타내는 경우에는, 위상을 거리로 환산하고 있는 것으로 한다.
이와 같이 하기 위해서는, 위상 시프터의 각 고리형 단차부가 갖는 낙차 γ와, λ1, λ2와, 제 1 파장에서의 대물렌즈 (3) 의 소재의 굴절율 n1, 제 2 파장에서의 대물렌즈 (3) 의 소재의 굴절율 n2가 이하의 수학식 1 을 만족하는 것이 바람직하고, 이하의 수학식 2 를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
여기에서 단차부의 고리와 다른 단차부의 고리 사이에, 또는 유효직경부근에 윤대 형상의 비구면이 형성되어 있는 경우에, 이들 비구면을 윤대 형상의 비구면이라고 하면, 낙차는 윤대 형상의 비구면을 후술하는 수학식 4 에 따라 광축 (4) 을 향하여 연장하고, 그 연장선과 광축 (4) 의 교점과, 윤대 형상의 비구면이 형성되어 있는 대물렌즈의 면의 정점과의 간격을 말한다. 예컨대 도 3 에서의 γ21(단차부 (21) 의 낙차), γ22(단차부 (22) 의 낙차) 가 해당된다. 이 간격은 광축(4) 을 따르고 있다.
제 1 광디스크를 기록 또는 재생하는 경우의 대물렌즈의 개구수 NA1과, 제 2 광디스크를 기록 또는 재생하는 경우의 대물렌즈의 개구수 NA2사이에 NA1〉NA2가 성립될 때, 단차부 중의 내측의 직경이 최소인 것 (도 1 에서의 21) 의 낙차 (예컨대 도 3 에서의 γ21) 은, 이하의 수학식 3 을 만족하는 것이 바람직하다.
이 단차부는 제 2 파장광에 대해 위상차를 발생시키는 (제 2 파장광의 위상 시프트) 기능을 갖는 단차부로 단차부 Y 이다. 제 2 파장에 대해 범위가 작은 NA2범위내에서 수차보정을 하지 않으면 안되고, 이 단차부의 낙차가 수학식 3 을 만족하지 않는 경우에는, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생을 양호하게 할 수 없을 우려가 있다.
단차부 W 고리의 개수 Nw와, 단차부 X 고리의 개수 NX와, 단차부 Y 고리의 개수 NY사이에 NW+NX+NY가 8∼13개가 되는 관계가 있는 것이 바람직하다. 단 NW는 자연수, NX는 0 (제로) 또는 자연수, NY는 0 (제로) 또는 자연수이다.
8개 미만이면 축상 구면수차를 양호하게 보정할 수 없을 우려가 있다. 또한 대물렌즈의 제 1 면 및 제 2 면의 유효직경이, 통상 5.0㎜ 이하인 것을 감안하면, 각각 13개를 초과하면 제조하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 보다 바람직하게는 NW+NX+NY가 9∼13개이다.
도 4 는 본 발명의 광학장치의 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도 4 에서 1 은 제 1 광원, 2 는 반사기능을 갖는 광학매체, 3 은 대물렌즈, 5 는 보조렌즈, 6 은 제 1 광디스크, 6a 는 제 1 광디스크 (6) 의 투명기판 (이하 제 1 투명기판이라고 함), 6b 는 제 1 광디스크 (6) 의 정보기록면 (이하 제 1 정보기록면이라고 함), 7 은 제 2 광디스크, 7a 는 제 2 광디스크 (7) 의 투명기판 (이하 제 2 투명기판이라고 함), 7b 는 제 2 광디스크 (7) 의 정보기록면 (이하 제 2 정보기록면이라고 함), 9 는 조리개, 10 은 수광소자, S1은 광원 (1) 으로부터 보조렌즈 (5) 의 광원측의 면 (제 1 면) 까지의 광축상의 거리, S2는 보조렌즈 (5) 의 광디스크측의 면 (제 2 면) 부터 대물렌즈 (3) 의 제 1 면까지의 광축상의 거리이다.
도 4 에 나타낸 광학장치에서는, 제 1 파장을 사용하여 제 1 광디스크의 기록 또는 재생하는 경우의 대물렌즈 (3) 의 개구수 NA1와, 제 2 파장을 이용하여 제 2 광디스크의 기록 또는 재생하는 경우의 대물렌즈 (3) 의 개구수 NA2가, NA1〉NA2를 만족한다. 또 도 5 는 도 4 와 다른 실시예를 나타낸 구성도이다. 도 5 에 나타낸 광학장치에서는 광원 (1) 으로부터 광을 대물렌즈 (3) 만에 의해 광디스크의 정보기록면에 집광하고 있다.
도 4 에서 광원 (1) 으로부터의 제 1 파장광은, 순서대로 광학매체 (2), 보조렌즈 (5), 대물렌즈 (3) 를 통해 제 1 정보기록면 (6b) 으로 유도되어 수렴된다.도 5 에서는 보조렌즈 (5) 가 설치되어 있지 않으므로, 제 1 파장광은 순서대로 광학매체 (2), 대물렌즈 (3) 를 통해 제 1 정보기록면 (6b) 으로 유도되어 수렴된다.
도 4 에서 광원 (1) 으로부터의 제 2 파장광은, 순서대로 광학매체 (2), 보조렌즈 (5), 대물렌즈 (3) 를 통해 제 2 정보기록면 (7b) 으로 유도되어 수렴된다. 도 5 에서는 보조렌즈 (5) 가 설치되어 있지 않으므로, 제 1 파장광은 순서대로 광학매체 (2), 대물렌즈 (3) 를 통해 제 2 정보기록면 (7b) 으로 유도되어 수렴된다.
제 1 정보기록면 (6b) 에 의해 반사되는 제 1 파장광과, 제 2 정보기록면 (7b) 에 의해 반사되는 제 2 파장광은, 모두 왔던 광로를 되돌아가 광학매체 (2) 에 의해 반사되어 수광소자 (10) 에 수광된다.
도 4, 5 의 광학장치의 광학계는 전체적으로 유한계의 광학계를 구성하고 있다. 도 4 의 대물렌즈 (3) 는 보조렌즈가 콜리메이터 렌즈인 경우에는 무한계의 렌즈이고, 도 5 의 대물렌즈 (3) 는 유한계의 렌즈이다. 광디스크로부터 보아 유한의 거리범위에 위치하는 광원의 광을 광디스크의 정보기록면에 수렴시키기 위해서이다. 대물렌즈 (3) 는 유한계 렌즈를 사용할 수 있는 경우이더라도, 유한계 대물렌즈는 무한계로 설계되어 유한계로도 사용할 수 있는 대물렌즈를 포함하는 것으로 한다.
또한, 제 1 정보기록면 (6b) 와 제 2 정보기록면 (7b) 에는 디지털신호를 나타내는 마크가 기록되어 있다. 이 마크에 의해 표시되는 1 피트의 치수가 수㎛ 이하인 경우에는 정확한 기록 또는 재생을 실시하기 위해, 본 발명의 광학장치의 광학계는 회절한계성능을 갖는다.
광원 (1) 은 예컨대 레이저광원 등을 들 수 있고, 제 1 광디스크 (6) 가 DVD, 제 2 광디스크 (7) 가 CD 라고 가정하면, 레이저광원으로서는 예컨대 CD용으로 파장 785㎚의 레이저광원, DVD용으로 파장 655㎚의 레이저광원 등을 들 수 있다. 또한 광원의 파장에 대해서는 전술한 655㎚, 785㎚ 에 한정되지 않는다.
도 4 에 나타낸 광학장치에서는, 제 1 투명기판 (6a) 의 두께 (t1) 에 대해, 제 1 파장광이 제 1 정보기록면 (6b) 에 양호하게 수렴되도록 보조렌즈 (5) 와 대물렌즈 (3) 의 조합이 최적화되어 있고, 또한 제 2 투명기판 (7a) 의 두께 (t2) 에 대해, 제 2 파장광이 제 2 정보기록면 (7b) 에 양호하게 수렴되도록 보조렌즈 (5) 와 대물렌즈 (3) 의 조합이 최적화되어 있다.
환언하면, 도 4 에서의 보조렌즈 (5) 와 대물렌즈 (3) 의 조합은, 제 1 파장, 물상간 거리 및 제 1 투명기판 (6a) 의 두께 (t1) 에 대해 적정하게 수차가 보정되어 있고, 제 1 파장광을 사용하여 제 1 광디스크 (6) 의 기록 또는 재생을 실시하는 광학계의 수차특성은 축외, 축상 모두 최적화되어 있다.
또한, 도 4 에서의 보조렌즈 (5) 와 대물렌즈 (3) 의 조합은, 제 2 파장, 물상간 거리 및 제 2 투명기판 (7a) 의 두께 (t2) 에 대해 적정하게 수차가 보정되어 있고, 제 2 파장광을 사용하여 제 2 광디스크 (7) 의 기록 또는 재생을 실시하는 광학계의 수차특성은 축외, 축상 모두 최적화되어 있다. 보조렌즈 (5) 는 대물렌즈 (3) 와 조합하여 사용했을 때에 수차가 최적화되도록 설정되어 있다.
도 5 에 나타낸 광학장치에서는, 제 1 투명기판 (6a) 의 두께 (t1) 에 대해, 제 1 파장광이 제 1 정보기록면 (6b) 에 양호하게 수렴되도록 대물렌즈 (3) 가 최적화되어 있고, 또한 제 2 투명기판 (7a) 의 두께 (t2) 에 대해, 제 2 파장광이 제 2 정보기록면 (7b) 에 양호하게 수렴되도록 대물렌즈 (3) 가 최적화되어 있다.
환언하면, 도 5 에서의 대물렌즈 (3) 는, 제 1 파장, 물상간 거리 및 제 1 투명기판 (6a) 의 두께 (t1) 에 대해 적정하게 수차가 보정되어 있고, 제 1 파장광을 사용하여 제 1 광디스크 (6) 의 기록 또는 재생을 실시하는 광학계의 수차특성은 축외, 축상 모두 최적화되어 있다.
또한, 도 5 에서의 대물렌즈 (3) 는, 제 2 파장, 물상간 거리 및 제 2 투명기판 (7a) 의 두께 (t2) 에 대해 적정하게 수차가 보정되어 있고, 제 2 파장광을 사용하여 제 2 광디스크 (7) 의 기록 또는 재생을 실시하는 광학계의 수차특성은 축외, 축상 모두 최적화되어 있다.
이와 같이 하여, 투명기판 두께가 다른 제 1 광디스크 (6) 와 제 2 광디스크 (7) 의 기록 또는 재생을 양호하게 한다. 또한 상기 수차특성에는 투명기판의 두께뿐만 아니라, 투명기판의 굴절율도 약간이지만 영향을 준다.
도 4 에 나타낸 광학장치에 도 1 에 나타나는 바와 같은 대물렌즈를 사용하는 경우에는, 보조렌즈 (5) 와, 대물렌즈 (3) 의 일방의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과, 대물렌즈 (3) 의 타방의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과의 조합이, 제 1 광디스크 (6) 의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ1∼0.25λ1이 되도록 설정되어 있고, 또한 제 2 광디스크 (7) 의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ2∼0.25λ2가 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ1이상 또한 0.08λ2이상이면 축외 코마수차를 보정할 수 없을 우려가 없고, 0.25λ1이하 또한 0.25λ2이하이면 단차부의 수가 적어도 수차보정을 할 수 있어 단차부의 수가 너무 증가하지 않고, 대물렌즈 (3) 의 제작이 용이해진다.
도 4 에 나타낸 광학장치에 도 1 에 나타나는 바와 같은 대물렌즈를 사용하는 경우에는, 대물렌즈 (3) 의 편면에 형성되어 있는 각 윤대 형상의 비구면 (예컨대 도 1 에서의 윤대 형상의 비구면 (21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 26a, 27a, 28a, 29a, 210a, 211a) 으로부터 선택되는 적어도 하나와, 대물렌즈 (3) 의 각 윤대 형상의 비구면이 형성되어 있는 반대측의 정점을 포함하는 면의 비구면과, 보조렌즈 (5) 와의 조합으로 구성되는 광학계가, 제 1 파장광에 의해 제 1 광디스크 (6) 의 정보기록면 (6b) 의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에, 이미지 높이 0.05㎜ 에서의 축외 코마수차가 RMS값으로 0.03λ1이하가 되도록 설정되어 있고, 또한 제 2 파장광에 의해 제 2 광디스크 (7) 의 정보기록면 (7b) 의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에, 이미지 높이 0.05㎜에서의 축외 코마수차가 RMS값으로 0.03λ2이하로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이미지 높이 0.05㎜ 에서의 축외 코마수차가 0.03λ이하인 경우에는 0.03λ을 초과한 경우와 비교하여, 광원, 보조렌즈, 대물렌즈 또는 광디스크의, 광축으로부터의 기울기 또는 축어긋남에 대한 허용범위가 0.1% 이상 확대된다. 이미지 높이 0.05㎜ 에서의 축외 코마수차의 보다 바람직한 범위는 0.01λ이하이고, 이 경우에는 0.01λ을 초과한 경우와 비교하여 이 허용범위가 0.5% 이상 확대된다.
도 5 에 나타낸 광학장치에 도 1 에 나타나는 바와 같은 대물렌즈를 사용하는 경우에는, 대물렌즈 (3) 의 일방의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과, 대물렌즈 (3) 의 타방의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과의 조합이, 제 1 광디스크 (6) 의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ1∼0.25λ1이 되도록 설정되어 있고, 또한 제 2 광디스크 (7) 의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ2∼0.25λ2가 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ1이상, 또한 0.08λ2이상이면, 축외 코마수차를 보정할 수 없을 우려가 없고, 0.25λ1이하, 또한 0.25λ2이하이면, 단차부의 수가 적어도 수차보정을 할 수 있어 단차부의 수가 너무 증가하지 않고, 대물렌즈 (3) 의 제작이 용이해진다.
도 5 에 나타낸 광학장치에 도 1 에 나타나는 바와 같은 대물렌즈를 사용하는 경우에는, 대물렌즈 (3) 의 편면에 형성되어 있는 각 윤대 형상의 비구면 (예컨대 도 1 에서의 윤대 형상의 비구면 (21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 26a, 27a, 28a,29a, 210a, 211a) 으로부터 선택되는 적어도 하나와, 대물렌즈 (3) 의 각 윤대 형상의 비구면이 형성되어 있는 반대측의 정점을 포함하는 면의 비구면과의 조합으로 구성되는 광학계가, 제 1 파장광에 의해 제 1 광디스크 (6) 의 정보기록면 (6b) 의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에, 이미지 높이 0.05㎜ 에서의 축외 코마수차가 RMS값으로 0.03λ1이하가 되도록 설정되어 있고, 또한 제 2 파장광에 의해 제 2 광디스크 (7) 의 정보기록면 (7b) 의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에, 이미지 높이 0.05㎜에서의 축외 코마수차가 RMS값으로 0.03λ2이하로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이미지 높이 0.05㎜ 에서의 축외 코마수차가 0.03λ이하인 경우에는 0.03λ을 초과한 경우와 비교하여, 광원, 보조렌즈 또는 광디스크의, 광축으로부터의 기울기 또는 축어긋남에 대한 허용범위가 0.1% 이상 확대된다. 이미지 높이 0.05㎜ 에서의 축외 코마수차의 보다 바람직한 범위는 0.01λ이하이고, 이 경우에는 0.01λ을 초과한 경우와 비교하여 이 허용범위가 0.5% 이상 확대된다.
도 4 에 나타낸 광학장치에서의 제 1 파장광과 제 1 투명기판 (6a) 의 조합에 대응하는, 보조렌즈 (5) 와 대물렌즈 (3) 의 조합의 횡배율을 β1, 도 5 에 나타낸 광학장치에서의 제 1 파장광과 제 1 투명기판 (6a) 의 조합에 대응하는, 대물렌즈 (3) 와의 조합의 횡배율도 β1으로 하고, 도 4 에 나타낸 광학장치에서의 제 2 파장광과 제 2 투명기판 (7a) 의 조합에 대응하는, 보조렌즈 (5) 와 대물렌즈 (3)의 조합의 횡배율을 β2, 도 5 에 나타낸 광학장치에서의 제 2 파장광과 제 2 투명기판 (7a) 의 조합에 대응하는, 대물렌즈 (3) 와의 조합의 횡배율도 β2로 하면, 하기 (A) 와 하기 (B) 의 양방의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
(A) 0.05 ≤┃β1┃≤0.3,
(B) 0.05 ≤┃β2┃≤0.3.
0.05 ≤┃β1┃, 또한 0.05 ≤┃β2┃를 만족하지 않는 경우에는, 물상간 거리가 너무 길어져 광학장치의 소형화가 곤란해져 바람직하지 않다. 또 ┃β1┃≤0.3, 또한 ┃β2┃≤0.3 을 만족하지 않는 경우에는, 수차보정이 곤란해져 바람직하지 않다.
또한, 도 4 에 나타낸 광학장치에 있어서, 광원 (1) 으로부터 보조렌즈 (5) 의 광원 (1) 측의 면까지의 광축상의 거리인 S1에 대해, 8㎜≤S1≤25㎜ 인 것이 바람직하다. S1이 8㎜ 미만이면 수차보정이 곤란해질 우려가 있고, S1이 25㎜ 를 초과하면 광학장치의 소형화가 곤란해질 우려가 있다.
또한, 광학매체 (2) 의 예로서, 예컨대 빔스플리터, 하프미러, 프리즘 등을 들 수 있다. 광학매체 (2) 는 필요에 따라 설치되고, 도 4, 5 에 나타낸 광학장치에 있어서, 광학매체 (2) 를 설치하지 않고, 광원 (1) 으로부터의 광이 직접 대물렌즈 (3) 에 조사되도록 해도 된다. 또 광디스크의 정보기록면의 데이터를수광소자에 입력하는 수단은 도 4, 5 에 나타낸 수단에 한정되지 않는다.
조리개 (9) 는 개구수 (NA) 를 변화시키는 기능을 갖는다. 조리개 (9) 를 설치하는 이유는, 기록 또는 재생시, 제 1 광디스크 (6) 에 사용되는 개구수와 제 2 광디스크 (7) 에 사용되는 개구수가 상이한 경우, 조리개 (9) 에 의해 개구수를 조정하기 위해서이다. 제 1 광디스크 (6) 에 사용되는 개구수와 제 2 광디스크 (7) 에 사용되는 개구수가 동일한 경우에는 조리개 (9) 는 통상 불필요하다. 조리개 (9) 에는 기계적 조리개, 광학적 조리개가 있고, 특별히 한정되지 않는다.
제 1 광디스크에 사용하는 대물렌즈의 개구수 NA1와, 제 2 광디스크에 사용하는 대물렌즈의 개구수 NA2사이에, NA1〉NA2가 성립될 때, 대물렌즈의 편면 또는 양면의 광축을 중심으로 하는 윤대 형상 영역에는 제 2 파장광의 투과를 방해하여 개구수 NA2로 압축하기 위한 단차부를 설치하고, 조리개 (9) 대신으로 해도 된다.
도 4 에서는 보조렌즈 (5) 를 1개의 렌즈로 구성하고 있으나, 이것에 한정되지 않고, 보조렌즈 (5) 를 각각 복수개의 렌즈군에 의해 구성해도 된다. 이상 2종류의 광디스크의 기록 또는 재생에 대해 서술했으나, 이것에 한정되지 않고, 3종류 이상의 다른 투명기판의 두께의 광디스크를 기록 또는 재생의 대상으로 해도 된다. 또 본 발명에서의 광디스크는 DVD, CD 에 한정되지 않고, 다른 종류의 광디스크이어도 된다.
도 4, 도 5 에 나타낸 광학장치에서는, 1개의 광원 (1) 으로부터, 제 1 파장광 및 제 2 파장광을 발광시키고 있다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 제 1 파장광과 제 2 파장광의 광원을 따로따로 나누어도 된다.
보조렌즈 (5) 및 대물렌즈 (3) 에는 재료로서 합성수지를 통상 사용한다. 그러나 합성수지에 한정되지 않고 유리를 사용해도 된다. 또 본 발명의 광학장치는 대물렌즈의 오토포커스 구동을 구비해도 된다.
다음으로 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
제 1 광디스크 (6) 로서 DVD (t1=0.60㎜) 를 사용하고, 제 2 광디스크 (7) 로서 CD (t2=1.20㎜) 를 사용하는 것으로 하고, CD, DVD 의 기록 또는 재생을 전제로 한 도 4 에 나타낸 광학장치를 제작하였다.
DVD 의 재생 또는 기록에는 파장 655㎚의 레이저광원, CD 의 재생 또는 기록에는 파장 785㎚의 레이저광원을 사용하였다. 광학매체 (2) 는 두께 3.00㎜, 재료가 BK7 인 빔스플리터를 사용하였다. DVD 투명기판은 파장 655㎚ 으로 굴절율 1.580 을 갖는 것으로 하고, CD 투명기판은 파장 785㎚ 으로 굴절율 1.573 을 갖는 것으로 설계하였다.
대물렌즈 (3) 가 갖는 비구면의 형상은 각 윤대 형상의 비구면을 포함하고, 하기 수학식 4 에 의해 결정하였다. 수학식 4 에 있어서, i 는 2, 4, 6, 8, 10 이고, j 는 1, 2 이고, h 는 광축으로부터의 높이이며, zj는 제 j면 비구면의 정점의 접평면부터 그 비구면상의 높이 h 점까지의 거리이고, rj, kj, ai,j는 제 j면의 각 계수이다.
「예 1 (비교예)」
대물렌즈 (3) 의 형상은 도 6 에 나타낸 바와 같은 형상으로 하였다. CD용, DVD용 모두 축상의 구면수차를 보정하도록 설계하지 않고, 축외 코마수차가 양호하게 보정되도록 설계하였다.
예 1 의 광학장치 및 대물렌즈의 사양, 모든 수치를 표 1 상단에 나타낸다. 표 1 상단에서 f1은 파장 655㎚ 에서의 대물렌즈 (3) 의 초점거리, f2는 파장 785㎚ 에서의 대물렌즈 (3) 의 초점거리, d1은 대물렌즈 (3) 의 중심두께, n1은 파장 655㎚ 에서의 대물렌즈 (3) 의 굴절율, n2는 파장 785㎚ 에서의 대물렌즈 (3) 의 굴절율이다.
예 1 에서의 대물렌즈의 제 1 면의 비구면의 각 계수를 표 1 중단에 나타내고, 예 1 에서의 대물렌즈의 제 2 면의 비구면의 각 계수를 표 1 하단에 나타낸다. 이하의 표에서 E-1 은 10-1을 의미한다.
[표 1]
보조렌즈는 콜리메이터 렌즈로 하고, 보조렌즈가 갖는 비구면의 형상은 수학식 4 에 의해 결정하였다. 보조렌즈의 비구면의 각 계수를 표 2 상단에 나타낸다. 표 2 상단에서 fC1는 파장 655㎚ 에서의 초점거리, fC2는 파장 785㎚ 에서의 초점거리, dC는 중심두께, nC1는 파장 655㎚ 에서의 굴절율, nC2는 파장 785㎚ 에서의 굴절율이다. 또한 예 2∼4 에서도 표 2 상단에 나타낸 보조렌즈를 사용하였다.
표 2 상단의 보조렌즈와, 표 1 의 대물렌즈로 이루어지는 광학계의 사양은 표 2 하단과 같다. 표 2 하단에서, P1은 파장 655㎚ 에서의, 대물렌즈의 제 2 면과 제 1 광디스크 (6) 의 대물렌즈측의 면과의 거리 (작동거리), P2는 파장 785㎚ 에서의, 대물렌즈의 제 2 면과 제 2 광디스크 (7) 의 대물렌즈측의 면과의 거리 (작동거리) 이다.
[표 2]
도 7 에 CD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 도 7 에서 실선은 모든 종류의 수차를 포함하는 파면수차를 나타낸다. 또 파선은 축외 파면수차중의 축외 코마수차만을 나타낸다. 또 도 8 에 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 실선, 파선의 의미는 도 7 과 동일하다. 또한 이하의 수차특성도에서도 실선, 파선의 의미는 도 7 과 동일하게 한다. 각 예에 대한 수차특성도 및 후술하는 표 3 의 수차의 값은 전부 계산값이다.
플라스틱을 사출성형하여 예 1 의 대물렌즈와 보조렌즈를 제작하고 예 1 의 광학장치를 제작하여, 이 광학장치에서 DVD 와 CD 를 기록 또는 재생한 결과, 양자 모두 충실하게 기록재생할 수 없었다.
「예 2 (비교예)」
대물렌즈의 형상은 도 9 에 나타낸 바와 같은 형상으로 하고, 기본적인 사양인 표 1 상단의 사양에 대해서는 예 1 과 동일하게 하였다. DVD용의 축상의 구면수차를 보정하기 위해, 대물렌즈의 제 2 면에 위상 시프터를 설치하였다. 대물렌즈의 제 1 면의 형상은 예 1 의 대물렌즈의 제 1 면과 동일하게 하였다. 이하 대물렌즈의 제 2 면의 비구면에 대해서 도 9 의 부호를 사용하여 설명한다.
대물렌즈의 제 2 면의 정점을 포함하는 면의 비구면 (31a) 은 예 1 의 대물렌즈의 제 2 면의 정점을 포함하는 면의 비구면과 동일하게 하였다. 도 9 의 대물렌즈의 제 1 면과 비구면 (31a) 으로, DVD 및 CD 의 기록 또는 재생시의 축외 코마수차를 양호하게 보정하고 있다.
도 9 의 대물렌즈의 제 1 면과 윤대 형상의 비구면 (32a, 33a, 34a, 35a) 으로 DVD 및 CD 의 기록 또는 재생시의 축외 코마수차를 양호하게 보정하고 있다. 윤대 형상의 비구면 (32a) 과 윤대 형상의 비구면 (34a) 은 낙차가 동일하고, 비구면의 각 계수도 동일하다.
윤대 형상의 비구면 (32a, 34a) 의 비구면의 각 계수를 표 3 좌상단에 나타내고, 윤대 형상의 비구면 (33a, 35a) 의 비구면의 각 계수를 표 3 우상단에 나타낸다. 각 낙차에 대해서는 표 3 중단에 나타낸다. 또, Φ31, Φ32, Φ33, Φ34, Φ35에 대해서는 표 3 하단에 나타낸다. 표 4 상단에 나타난 낙차 γ31, 낙차 γ32, 낙차 γ34, 낙차 γ34는 식 1 에서 각각 j 를 0 (제로) 로 계산하고 있기 때문에, CD용의 파장 785㎚의 레이저광에 대해서는 위상 시프트되지 않고, DVD용의 파장 655㎚의 레이저광에 대해서만 위상 시프트된다. 따라서 DVD 에 대해서는충실하게 기록재생할 수 있지만, CD 에 대해서는 충실하게 기록재생할 수 없다.
[표 3]
도 10 에 CD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 또 도 11 에 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 플라스틱을 사출성형하여, 예 2 의 형상의 대물렌즈 (3) 와 보조렌즈 (5) 를 제작하고, 예 2 의 광학장치를 제작하였다. DVD, CD 에 대하여 이 광학장치에 의해 기록 또는 재생을 실시한 결과, DVD 에 대해서는 충실하게 재생할 수 있었지만, CD 에 대해서는 충실하게 기록재생할 수 없었다.
「예3 (비교예)」
대물렌즈의 형상은 도 12 에 나타내는 렌즈와 같은 형상으로 하고, 기본적인 사양인 표 1 상단의 사양에 대해서는 예 1 과 동일하게 하였다. CD용의 축상의 구면수차를 보정하기 위해, 도 12 에 나타낸 바와 같이 대물렌즈의 제 2 면에 위상시프터를 설치하였다. 대물렌즈의 제 1 면은 예 1 의 대물렌즈의 제 1 면과 동일하게 하였다. 이하 대물렌즈의 제 2 면의 비구면에 대해 도 12 의 부호를 사용하여 설명한다.
대물렌즈의 제 2 면의 정점을 포함하는 면의 비구면 (41a) 은 예 1 의 대물렌즈의 제 2 면의 정점을 포함하는 면의 비구면과 동일하게 하였다. 본 예의 대물렌즈의 제 1 면의 비구면과 비구면 (41a) 의 조합은, 예 1 의 대물렌즈와 동일하게, CD용, DVD용 모두 축상의 구면수차를 보정하도록 설계하지 않고, CD용, DVD용 모두 축외 코마수차가 양호하게 보정되도록 설정하였다.
윤대 비구면 (42a, 43a, 44a, 45a, 46a) 의 비구면형상은, 각각 낙차를 고려하여 제 1 면의 비구면과의 조합이, CD용, DVD용 모두 축외 코마수차가 양호하게 보정되도록 설정하였다. 윤대 비구면 (47a) 의 비구면형상은, 제 1 면의 비구면과의 조합이, CD용, DVD용 모두 축외 코마수차가 양호하게 보정되도록 설정하였다.
단차 (41) 와 단차 (45) 는 낙차가 동일하고, 단차 (42) 와 단차 (44) 는 낙차가 동일하다. 비구면 (41a) 과 윤대 비구면 (47a) 은 비구면의 각 계수가 동일하다 (예 1 의 참조). 윤대 비구면 (42a) 과 윤대 비구면 (46a) 은 비구면의 각 계수를 동일하게 하였다. 윤대 비구면 (43a) 과 윤대 비구면 (45a) 은 비구면의 각 계수가 동일하다.
윤대 비구면 (42a) 과 윤대 비구면 (46a) 의 비구면의 각 계수를 표 4 좌상단에 나타내고, 윤대 비구면 (43a) 과 윤대 비구면 (45a) 의 비구면의 각 계수를표 4 우상단에 나타내고, 윤대 비구면 (44a) 의 비구면의 각 계수를 표 4 좌하단에 나타낸다. 또한 각 고리 형상의 단차부의 낙차 (γ) 에 대해서는 표 5 상단에 나타낸다. 또 Φ41, Φ42, Φ43, Φ44, Φ45, Φ46, Φ47에 대해서는 표 5 하단에 나타낸다.
표 5 상단에 나타난 낙차 γ41, 낙차 γ42, 낙차 γ43, 낙차 γ44, 낙차 γ45, 낙차 γ46은 식 1 에서 각각 i 를 0 (제로) 로 계산하고 있기 때문에, DVD용의 파장 655㎚의 레이저광에 대해서는 위상 시프트되지 않고, CD용의 파장 785㎚의 레이저광에 대해서만 위상 시프트된다. 따라서 CD에 대해서는 충실하게 기록재생할 수 있지만, DVD 에 대해서는 충실하게 기록재생할 수 없다.
[표 4]
[표 5]
도 13 에 CD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 또 도 14 에 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 플라스틱을 사출성형하여, 예 3 의 형상의 대물렌즈와 보조렌즈를 제작하고, 예 3 의 광학장치를 제작하였다. DVD, CD 에 대하여 이 광학장치에 의해 기록 또는 재생을 실시한 결과, CD 에 대해서는 충실하게 기록재생할 수 있었지만, DVD 에 대해서는 충실하게 기록재생할 수 없었다.
「예 4 (실시예)」
대물렌즈의 형상은 도 1 에 나타낸 렌즈와 같은 형상으로 하고, 기본적인 사양인 표 1 상단의 사양에 대해서는 예 1 과 동일하게 하였다. 대물렌즈의 제 1 면은 예 1 에서의 대물렌즈의 제 1 면과 동일하게 하였다. 또한 각 고리 형상의 단차부의 낙차 (γ) 및 윤대 비구면 (210a) 의 낙차에 대해서는 표 6 상단에 나타내고, 각 고리 형상의 단차부의 직경에 대해서는 표 6 좌하단에 나타낸다.
예 4 의 단차와, 예 2, 3 과의 단차의 위치의 관계를 표 6 우하단에 나타낸다. 즉 예 4 의 단차의 직경과, 예 2, 3 과의 단차의 직경이 동일한 것을 나타내고, 표 6 하단에 의해 예 4 의 단차가, 예 2 의 단차와 예 3 의 단차를 합성한 것임을 나타내고 있다.
[표 6]
윤대 형상의 비구면 (21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 26a, 27a, 28a, 29a, 210a, 211a) 의 비구면의 형상에 대해 표 7 에 나타낸다.
[표 7]
도 15 에 CD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 또 도 16 에 DVD용 광학계의 축외 파면수차특성을 나타낸다. 플라스틱을 사출성형하여, 예 4 의 형상인 대물렌즈와 보조렌즈를 만들고 예 4 의 광학장치를 제작하였다.CD, DVD 에 대해 이 광학장치에 의해 기록 또는 재생을 실시한 결과, 모두 충실하게 기록재생할 수 있었다.
산업상의 이용 가능성
본 발명의 대물렌즈는 그 편면 또는 양면에 제 1 파장광 및 제 2 파장광에 대해 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 위상 시프터가 설치되어 있기 때문에, 제 1 광디스크, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에 축상의 수차, 축외의 수차 모두 양호하게 보정할 수 있다.
따라서 본 발명의 대물렌즈는 시간경과에 따른 변화에 의해 광원이나 대물렌즈가 광축으로부터 기울기 또는 축어긋남이 발생한 경우이더라도, 축상의 수차, 축외의 수차 모두 양호하고, 고정밀도화가 용이하며, 광학특성이 시간경과에 따른 변화에 의해 열화될 가능성이 적다.

Claims (10)

  1. 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장광을 제 1 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 1 광디스크의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키고, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장과 상이한 제 2 파장광을 제 2 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 2 광디스크의 정보기기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키는 광학계에 사용하는, 양면에 비구면을 갖는 대물렌즈에 있어서,
    대물렌즈의 편면 또는 양면에는, 광축을 중심으로 하는 고리형의 단차부 W 를 구비하는 위상 시프터가 설치되고, 이 위상 시프터는 제 1 파장광에 대해 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시의 수차를 저감시키는 위상차를 발생시키는 기능을 갖고,
    또한 이 위상 시프터는 제 2 파장광에 대해 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시의 수차를 저감시키는 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    대물렌즈의 편면 또는 양면에는, 제 1 파장광에 대해서만 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 단차부 X 이고, 또한 광축을 중심으로 하는 고리 형상의 단차부 X 가 구비되어 있는 대물렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    대물렌즈의 편면 또는 양면에는, 제 2 파장광에 대해서만 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 단차부 Y 이고, 또한 광축을 중심으로 하는 고리 형상의 단차부 Y 가 구비되어 있는 대물렌즈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    대물렌즈의 편면 또는 양면에, 볼록부 또는 오목부가 형성됨으로써, 단차부 W 의 일부 또는 전부가 구성되어 있는 대물렌즈.
  5. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 파장 λ1의 광에 대해 발생하는 위상차가 거리로 환산된 경우에 (i-0.1)λ2∼(i+0.1)λ2로 되도록, 또한 제 2 파장 λ2의 광에 대해 발생하는 위상차가 거리로 환산된 경우에 (j-0.1) λ1∼(j+0.1)λ1으로 되도록, 위상 시프터가 구비하는 상기 단차부 W 의 치수 및 형상이 결정되어 있는 대물렌즈.
    단, i 는 자연수, j 는 자연수이다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단차부 W 고리의 개수 NW와, 단차부 X 고리의 개수 NX와, 단차부 Y 고리의개수 NY사이에, 8 ≤NW+NX+NY≤13 의 관계가 있는 대물렌즈.
    단 NW는 자연수, NX는 0 (제로) 또는 자연수, NY는 0 (제로) 또는 자연수이다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    대물렌즈가 제 1 파장 λ1의 광과 제 2 파장의 광 λ2가 모두, 보조렌즈, 대물렌즈를 통해 광디스크의 정보기록면에 집광되는 광학계에 사용되는 대물렌즈로서,
    보조렌즈와, 대물렌즈의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과, 대물렌즈의 남는 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과의 조합이,
    제 1 광디스크의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ1∼0.25λ1으로 되도록 설정되어 있고, 또한 제 2 광디스크의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ2∼0.25λ2로 되도록 설정되어 있는 대물렌즈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    보조렌즈가 콜리메이터 렌즈인 대물렌즈.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 파장광과 제 2 파장광이 모두, 보조렌즈를 통하지 않고 대물렌즈를 통하여 광디스크의 정보기록면에 집광되는 광학계에 사용되는 대물렌즈로서,
    대물렌즈의 일방의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면과, 대물렌즈의 타방의 편면의 정점을 포함하는 면의 비구면의 조합이,
    제 1 광디스크의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ1∼0.25λ1으로 되도록 설정되어 있고, 또한 제 2 광디스크의 정보기록면의 데이터를 기록 또는 재생하는 경우에 축상 구면수차가 RMS값으로 0.08λ2∼0.25λ2로 되도록 설정되어 있는 대물렌즈.
  10. 제 1 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장광을 대물렌즈를 통해 제 1 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 1 광디스크의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키고, 제 2 광디스크의 기록 또는 재생시에, 제 1 파장과 상이한 제 2 파장광을 이 대물렌즈를 통해 제 2 광디스크의 정보기록면에 집광시켜 제 2 광디스크의 정보기록면으로부터의 반사광을 수광소자에 수광시키는 광학장치에 있어서,
    상기 대물렌즈로서 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 대물렌즈를 사용하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
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