KR20030030888A - 광 픽업 장치의 광학계 - Google Patents

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KR20030030888A
KR20030030888A KR1020020061114A KR20020061114A KR20030030888A KR 20030030888 A KR20030030888 A KR 20030030888A KR 1020020061114 A KR1020020061114 A KR 1020020061114A KR 20020061114 A KR20020061114 A KR 20020061114A KR 20030030888 A KR20030030888 A KR 20030030888A
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Abstract

본 발명은 파장(λ1)의 제1 광원으로부터의 광속을 두께(t1)의 보호 기판을 거쳐서 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 동시에, 파장(λ2)(λ1 < λ2)의 제2 광원으로부터의 광속을 두께(t2)(t1 < t2)의 보호 기판을 거쳐서 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치의 광학계에 관한 것입니다.
본 발명에 따르면, 광학계에 이용하는 광학 소자의 광학 기능면 중, 상기 제1 광정보 기록 매체와 상기 제2 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 공용 영역은 가상적인 모비구면 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할하고, 인접하는 링형끼리를 소정 파장(λs)(λ1 < λs < λ2)의 대략 정수배의 광로차가 생기도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜 형성된 광로차 부여 구조를 갖고, 상기 가상적인 모비구면 굴절면은 상기 제1 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 언더가 되고, 상기 제2 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 오버가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 합니다.

Description

광 픽업 장치의 광학계{OPTICAL SYSTEM OF OPTICAL PICK-UP DEVICE}
본 발명은 광 픽업 장치에 사용되는 대물 렌즈, 광 픽업 장치에 관한 것으로, 특히, 다른 종류의 광 정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생을 행할 수 있는 광 픽업 장치용 대물 렌즈 및 광 픽업 장치에 관한 것이다.
DVD와 CD 등 다른 종류의 광 정보 기록 매체에 대하여 정보를 기록하거나, 재생할 수 있는 광 픽업 장치가 개발되어, 여러가지 용도로 사용되고 있다. 이와 같은 광 픽업 장치에 있어서는, 양측 기록 매체(이후, 광 디스크라고도 함)에 대하여 바람직한 정보의 재생·기록이 가능할 것이 요구되고 있다.
여기에서, 광 픽업 장치의 광원으로서는, 반도체 레이저가 이용되고 있는데, DVD에 대하여 정보의 기록 또는 재생에 이용하기 위한 최적의 파장은 635㎚ 또는 650㎚ 전후이며, CD에 대하여 정보의 기록 또는 재생에 이용하기 위한 최적의 파장은 780㎚ 전후이기 때문에, 통상 DVD용의 광원과 CD용의 광원 2개를 구비하고 있다.
또한, CD-R을 포함하는 CD계의 광 정보 기록 매체(이후, 광 디스크라고도 함)의 기록 및/또는 재생을 위하여, NA(개구수)가 0.45 내지 0.55인 대물 렌즈, 및 보호기판 두께가 1.2㎜인 광 디스크가 사용된다. 한편, DVD계의 광 디스크의 기록및/또는 재생에는 NA가 0.6 내지 0.65인 대물 렌즈, 및 보호기판 두께가 0.6㎜인 광 디스크가 사용된다.
이 때문에, 예를 들면 어느 한쪽의 파장이나 보호기판 두께에 특화한 렌즈를 작성한 경우, 다른쪽의 보호기판 두께에 대하여 구면수차가 발생한다는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하고, 바람직한 정보의 기록·재생을 가능하게 하기 위하여, 여러가지 방법이 제안되어 있으며, 그 중의 하나로서 위상 보정 방식이 있다.
이것은 크게 링형(輪帶) 위상 보정 대물 렌즈 방식과, 대물 렌즈와는 별도로, 기판상에 복수의 동심원상의 링형면을 형성한 소자를 배치하는 위상제어 소자 방식으로 나누어진다.
링형 위상 보정 대물 렌즈 방식은 예를 들면 일본 특허공개 평11-2759호와 특허공개 평11-16190호에 그 실시예가 기재되어 있다.
일본 특허공개 평11-2759호에 기재되어 있는 것은 상술한 바와 같이 기본적인 대물 렌즈의 면형상을 DVD의 기록 재생에 있어서 최적이 되도록 설정하고, CD의 기록 재생을 위하여 위상 보정 방식에 의한 보정을 행하는 경우이다. 즉 DVD계에서 파면수차(波面收差)가 최소가 되도록 설계된 대물 렌즈의 링형 형상으로 단차를 형성하고, DVD계에서의 파면수차 증대를 억제하면서 CD계에서의 파면수차를 감소시키는 것이다.
이 기술에서는 DVD 파장에 대하여 위상제어 소자는 위상 분포를 거의 변화시키지 않기 때문에, RMS 파면수차는 DVD계에 최적으로 설계된 대물 렌즈의 값을 유지하고, CD계의 RMS 파면수차를 저감하도록 작용하기 때문에, 기록 재생 성능이 파면수차에 민감한 DVD계에 대하여 유효하다.
또한 이것과는 반대로 기본적인 대물 렌즈의 광학 성능을, CD의 기록 재생에 있어서 최적이 되도록 설정하고, DVD의 기록 재생을 위하여 위상 보정 방식에 의한 보정을 행하는 경우가 일본 특허공개 평10-334504호에 기재되어 있다.
이들 모두 DVD의 기록 재생, CD의 기록 재생에 모두, 그 RMS(Root Mean Square) 파면수차는 개선되어 있다.
링형 위상 보정 대물 렌즈의 경우, 예를 들면 일본 특허공개 평11-16190호에는, CD와 DVD의 중간의 기판 두께의 광 디스크를 상정하여, 이와 같은 광 디스크의 기록 재생에 최적이 되도록 기본적인 대물 렌즈의 면형상을 설정하고, 또한 위상 보정 방식에 의해 DVD와 CD 양자의 RMS(Root Mean Square) 파면수차 보정을 행하는 경우에 대하여 기재되어 있다.
또한, 일본 특허공개 평2001-51192호에서는, 각 링형의 단차량과 면형상을 바꿈으로써, RMS(Root Mean Square) 파면수차를 작게 하고, 광선의 집광 위치를 한 점으로 하는 기술이 개시되어 있다.
상기에 열거한 각 기술은 모두 대물 렌즈의 면형상은 DVD, CD, 또는 그 중간 두께의 광 디스크를 통해 집광시킨 경우에 광선수차가 최적이 되도록 설계되며, 그 밖의 사용하는 광 디스크에 대응하기 위한 보정 기술로서, 렌즈면의 일부를 광축방향으로 슬라이드시켜서 위상를 발생시키거나, 또는 위상차판(位相差板)을 광로 중에 두어 위상 보정을 행하는 것이다.
픽업 렌즈에는 광 디스크로부터의 정보를 확실하게 기록 재생하기 위하여, RMS 파면수차와, 광 디스크의 피트 위치에 광을 집광시키기 위하여, S자 특성 및 포커스 오프셋이 양호한 것이 필요하게 된다. S자 특성 및 포커스 오프셋은 픽업 렌즈의 광선수차(光線收差)에 기인하는 특성이다.
이와 같은 성능이 필요한 가운데, 상기의 각 기술에서는 모두 렌즈면의 일부를 광축 방향으로 시프트함으로써, DVD, CD 모두 RMS 파면수차를 저감하는 것을 가능하게 하고 있다. 한편, 광선수차는 DVD, CD를 동시에 보정할 수 없다.
따라서, 본원 발명은 대물 렌즈를 포함하는 광학 소자의 DVD와 CD의 양쪽에 이용되는 영역에 있어서, 렌즈면의 일부를 광축 방향으로 시프트하는 동일 수단을 이용하면서, DVD, CD 모두 RMS 파면수차와 광선수차를 만족하는 기술을 발견하여 실현된 것이다.
특히 대물 렌즈를 포함하는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, CD와 DVD의 양쪽에 이용되는 영역에 착안하여, 이 영역에 대하여 구면수차(球面收差)를 안정되게 하고, 또한 매크로한 파면을 보정하면, DVD, CD 각각에 대하여 바람직한 광학 성능을 달성할 수 있다는 것을 발견하여 실현된 것이다.
본원 발명은 파장마다 다른 광로차를 선택적으로 부여하고, 각각의 파장의 광선을 바람직한 구면수차 상태로 하여, DVD와 CD의 호환을 달성하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 따른 광학계의, 모비구면(母非球面)(굴절면)에 상당하는 광학 소자와, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 상당하는 위상차판과의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면.
도2의 (a)는 본 발명에 따른 제1 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 별체(別體)의 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종(縱)구면수차를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도2의 (b)는 본 발명에 따른 제1 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우의, DVD/CD 공용 영역에 있어서의 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면.
도3의 (a)는 본 발명에 따른 제1∼제3 발명에 공통의 DVD 전용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도3의 (b)는 본 발명에 따른 제1∼제3 발명에 공통의 DVD 전용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면.
도4의 (a)는 본 발명에 따른 제1 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도4의 (b)는 본 발명에 따른 제1 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, DVD/CD 공용 영역에 대하여 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면.
도5의 (a)는 본 발명에 따른 제1∼제3 발명에 공통인 DVD 전용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도5의 (b)는 본 발명에 따른 제1∼제3 발명에 공통인 DVD 전용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적을 나타낸 도면.
도6의 (a)는 본 발명에 따른 제2 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도6의 (b)는 본 발명에 따른 제2 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체(一體) 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면.
도7의 (a)는 본 발명에 따른 제2 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우의, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도7의 (b)는 본 발명에 따른 제2 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, DVD/CD 공용 영역에 대하여 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면.
도8의 (a)는 본 발명에 따른 제3 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도8의 (b)는 본 발명에 따른 제3 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우의, 모비구면(굴절면)의 종구면수차를 모식적으로 나타낸 도면.
도9의 (a)는 본 발명에 따른 제3 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 별체의 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도9의 (b)는 본 발명에 따른 제3 발명의 DVD/CD 공용 영역에 있어서, DVD/CD 공용 영역에 대하여 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체 소자에 마련되어 있는 경우에, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 종구면수차가 무수차 상태에 가까워지는 작용을 모식적으로 나타낸 도면.
도10은 본 발명에 따른 광학계에 있어서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체화되어 마련되어 있는 대물 렌즈의 형상의 일례이다.
도11은 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체화된 경우의 대물 렌즈에 있어서의, 각 링형의 내주·외주 반경과 광축 방향의 변위량.
도12는 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체화된 경우의 대물 렌즈에 있어서의 렌즈 데이터.
도13은 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체화된 경우의 대물 렌즈 형상을 나타낸 비구면 계수 형상식.
도14는 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, 굴절 기능과 광로차 부여 기능이 일체화된 경우의 대물 렌즈 형상을 나타낸 비구면 데이터.
도15는 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, DVD/CD 공용 영역에 있어서의 CD 파장의 광속이 모비구면(굴절면)을 통과하였을 때의 종구면수차도.
도16은 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, DVD/CD 공용 영역에 있어서의 DVD 파장의 광속이 모비구면(굴절면)을 통과하였을 때의 종구면수차도.
도17은 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, CD 개구내 영역에 있어서의 CD 파장의 광속이 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 무수차 상태에 가까워진 상태를 나타낸 도면.
도18은 본 발명에 따른 제1 발명의 실시예로서, DVD 개구내 영역에 있어서의 DVD 파장의 광속이 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)에 의해 무수차 상태에 가까워진 상태를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 렌즈
2 : 위상차판
(1) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치의 광학계에 있어서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역을 통과하는 광선에 대하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 언더가 되고, 상기 제2 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버가 되는 굴절 기능을 가짐과 아울러, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되며, 서로 이웃하는 링형끼리가 소정 파장 λs(λ1＜λs＜λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되며, 또한 광축으로부터 주변을 향함에 따라서, 광선의 광로 길이가 점차 길어지도록 형성되어 있는 광로차 부여 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(2) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치의 광학계에 있어서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역을 통과하는 광선에 대하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버 또는 최적이 되는 굴절 기능을 가짐과 아울러, 광축으로 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되며, 서로 이웃하는 링형끼리가 소정 파장 λs(λ1＝λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되며, 또한 광축으로부터 주변을 향함에 따라서, 광선의 광로 길이가 점차 길어지도록 형성되어 있는 광로차 부여 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(3) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치의 광학계에 있어서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역을 통과하는 광선에 대하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 언더가 되고, 상기 제2 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버 또는 최적이 되는 굴절 기능을 가짐과 아울러, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되며, 서로 이웃하는 링형끼리가 소정 파장 λs(λs＝λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되며, 또한 광축으로부터 주변을 향함에 따라서, 광선의 광로 길이가 점차 길어지도록 형성되어 있는 광로차 부여 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(4) 상기 광로차 부여 기능에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체상의 구면수차와, 상기 제2 광 정보 기록 매체상의 구면수차가, 모두 최적이 되는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(5) 상기 굴절 기능에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 멀리 떨어진 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.013㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(6) 상기 굴절 기능에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 멀리 떨어진 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.020㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 (2)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(7) 상기 굴절 기능에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 멀리 떨어진 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.030㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(8) 상기 광학계는 상기 굴절 기능을 갖는 광학 소자와, 이것과는 별도로 형성된, 상기 광로차 부여 기능을 갖는 광학 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (7)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(9) 상기 광학계는 상기 굴절 기능과, 상기 광로차 부여 기능을 일체로 구비한 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (7)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(10) 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역 중에서, 상기 광로차 부여 기능을 갖는 광학 소자에 형성된 상기 링형은 링형 수가 3∼7인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (9)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(11) 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역의 상기 광로차 부여 기능은, 회절 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (10)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(12) 상기 굴절 기능에 의해 구면수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속 및 상기 굴절 기능에 의해 구면수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(13) 상기 굴절 기능에 의해 구면수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(14) 상기 굴절 기능에 의해 구면수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(15) 상기 회절 구조는 광축으로부터의 수직 거리가 h인 링형을 통과하는 광선에 대하여,
[수학식 1]
m: 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci: 상수. 적어도1개는 Ci≠0
으로 표시되는 광로 길이 Φ(h)를 부가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (11) 내지 (14)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(16) 상기 회절 구조의 링형 수는 7∼100인 것을 특징으로 하는 (11) 내지 (15)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(17) 상기 회절 구조의 링형 수는 11∼30인 것을 특징으로 하는 (11) 내지 (16)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(18) 상기 광 픽업 장치의 광학계에 포함되는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역의 주변에 위치하는, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은, 굴절면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (17)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(19) 상기 광 픽업 장치의 광학계에 포함되는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역의 주변에 위치하는, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은, 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버 또는 최적이 되는 제2 굴절 기능을 가짐과 아울러, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되고, 서로 이웃하는 링형끼리가 상기 파장 λ1의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되며, 또한, 광축으로부터 주변을 향함에 따라서, 광선의 광로 길이가 점차 길어지도록 형성되어 있는 제2 광로차 부여 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (18)에 기재된 광 픽업 장치.
(20) 상기 제2 광로차 부여 기능은 회절 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (19)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(21) 상기 제2 굴절 기능에 의해 구면수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 제2 광로차 부여 기능을 구성하는 회절 구조에 의해 오버 상태 그대로인 것을 특징으로 하는 (20)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(22) 상기 제2 광로차 부여 기능을 구성하는 회절 구조는 광축으로부터의 수직 거리가 h인 링형을 통과하는 광선에 대하여,
[수학식 2]
m: 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci: 상수. 적어도1개는 Ci≠0
으로 표시되는 광로 길이 Φ(h)를 부가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (20) 및 (21)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(23) 상기 제2 광로차 부여 기능을 구성하는 상기 회절 구조의 링형 수는 7∼100인 것을 특징으로 하는 (20) 내지 (22)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(24) 상기 제2 광로차 부여 기능을 구성하는 상기 회절 구조의 링형 수는 11∼30인 것을 특징으로 하는 (20) 내지 (23)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(25) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치의 광학계에 있어서, 상기 광학계의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은, 가상적인 모비구면(母非球面) 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할하고, 서로 이웃하는 링형끼리를 소정 파장 λs(λ1＜λs＜λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜서 형성된 광로차 부여 구조를 가지며, 상기 가상적인 모비구면 굴절면은 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 언더가 되고, 상기 제2 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(26) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치의 광학계에 있어서, 상기 광 픽업 장치에 사용하는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은, 가상적인 모비구면 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할하고, 서로 이웃하는 링형끼리를 소정 파장 λs(λs＝λ1)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜서 형성된 광로차 부여 구조를 가지며, 상기 가상적인 모비구면 굴절면은 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버 또는 최적이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(27) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치의 광학계에 있어서, 상기 광 픽업 장치에 사용하는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은, 가상적인 모비구면 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로한 복수의 링형으로 분할하고, 서로 이웃하는 링형끼리를 소정 파장 λs(λ2＝λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜서 형성된 광로차 부여 구조를 가지며, 상기 가상적인 모비구면 굴절면은 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 언더가 되고, 상기 제2 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버 또는 최적이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(28) 상기 광로차 부여 구조에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체상의 구면수차와, 상기 제2 광 정보 기록 매체상의 구면수차가, 모두 최적이 되는 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (27)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(29) 상기 가상적인 모비구면 굴절면에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 굴절면 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 멀리 떨어진 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.013㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 (25)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(30) 상기 가상적인 모비구면 굴절면에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 굴절면 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 멀리 떨어진 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.020㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 (26)에 기재된 광 픽업 장치의광학계.
(31) 상기 가상적인 모비구면 굴절면에 의하여, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 굴절면 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 멀리 떨어진 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.030㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 (27)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(32) 상기 광 픽업 장치는 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능을 갖는 광학 소자와, 이것과는 별도로 형성된, 상기 광로차 부여 구조를 갖는 광학 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (31)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(33) 상기 광 픽업 장치는 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능과, 상기 광로차 부여 기능을 일체로 구비한 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (32)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(34) 상기 광로차 부여 구조는 상기 링형 수가 3∼7인 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (33)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(35) 상기 광로차 부여 구조는 회절 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (34)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(36) 상기 가상적인 모비구면과 광학적으로 등가인 굴절 기능에 의해 구면수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속 및 상기 굴절 기능에 의해 구면수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 (35)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(37) 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능에 의해 구면수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 (35)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(38) 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능에 의해 구면수차가 오버가 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 (35)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(39) 상기 회절 구조는 광축으로부터의 수직 거리가 h인 링형을 통과하는 광선에 대하여,
[수학식 3]
m: 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci: 상수. 적어도1개는 Ci≠0
으로 표시되는 광로 길이 Φ(h)를 부가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (35) 내지 (38)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(40) 상기 회절 구조의 링형 수는 7∼100인 것을 특징으로 하는 (35) 내지 (39)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(41) 상기 회절 구조의 링형 수는 11∼30인 것을 특징으로 하는 (35) 내지 (40)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(42) 상기 광 픽업 장치에 포함되는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역의 주변에 위치하는, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록/또는 재생에 이용되는 영역은, 굴절면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (41)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(43) 상기 광 픽업 장치에 포함되는 광학 소자의 광학 기능면 중에서, 상기 제1 광 정보 기록 매체와 상기 제2 광 정보 기록 매체의 양쪽에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역의 주변에 위치하는, 상기 제1 광 정보 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은, 상기 제1 광 정보 기록 매체상에서 구면수차가 오버 또는 최적이 되는 제2 굴절 기능을 가짐과 아울러, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되고, 서로 이웃하는 링형끼리가 상기 파장 λ1의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되며, 또한, 광축으로부터 주변을 향함에 따라서, 광선의 광로 길이가 점차 길어지도록 형성되어 있는 제2 광로차 부여 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 (25) 내지 (42)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(44) 상기 제2 광로차 부여 구조는 회절 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (43)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(45) 상기 제2 굴절 기능에 의해 구면수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 제2 광로차 부여 기능을 구성하는 회절 구조에 의해 오버 상태그대로인 것을 특징으로 하는 (44)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(46) 상기 제2 광로차 부여 구조를 구성하는 회절 구조는 광축으로부터의 수직 거리가 h인 링형을 통과하는 광선에 대하여,
[수학식 4]
m: 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci: 상수. 적어도1개는 Ci≠0
으로 표시되는 광로 길이 Φ(h)를 부가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (44) 및 (45)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(47) 상기 회절 구조의 링형 수는 7∼100인 것을 특징으로 하는 (44) 내지 (46)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(48) 상기 회절 구조의 링형 수는 11∼30인 것을 특징으로 하는 (44) 내지 (47)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(49) 파장 λ1인 제1 광원으로부터의 광속을, 두께 t1인 보호기판을 통해 제1 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능함과 아울러, 파장 λ2(λ1＜λ2)인 제2 광원으로부터의 광속을, 두께 t2(t1＜t2)인 보호기판을 통해 제2 광 정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 광 픽업 장치에 포함되는 대물 렌즈의 광학 기능면은 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되고, 서로 이웃하는 링형끼리를 소정 파장 λs의 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되며, 당해 링형이 7 이상 100 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 광학계.
(50) 상기 소정 파장 λs는 λ1＜λs＜λ2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 (49)에 기재된 광 픽업 장치의 광학계.
(51) 상기 링형이 11 이상 30 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (49) 및 (50)에 기재된 광 픽업 장치의 광학 소자의 광학계.
(52) 상기 광학 소자가 대물용 광학 소자인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (51)에 기재된 광 픽업 장치의 광학 소자의 광학계.
이하, 도면에 의거하여 본 발명의 내용을 상세히 설명하겠으나, 본 발명의 실시 형태는 이들에 한정되는 것은 아니다.
(제1 실시 형태)
먼저, 제1 본 발명의 광학적 작용의 개요에 관하여 도1, 도2 내지 도4를 참조하여 설명한다.
이것은 상기 (1) 또는 (25)의 발명에 관한 것이다.
도1에서, 참조번호 1은 굴절면인 모비구면을 갖는 렌즈, 2는 광로차 부여 기능을 갖는 위상차판이며, 이들 양측가 조합됨으로써, DVD/CD의 양쪽에 대해 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광 픽업 광학계의 대물용 광학계를 구성하고 있다. 도시하지 않은 광원은 DVD에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광원은 655㎚(λ1), CD에 대하여 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광원은 785㎚(λ2)의 것을 사용하고 있다.
렌즈(1)의 광학 기능면 중에서, 광축을 중심으로 한 NA(개구수)가 0.45인 영역은 DVD/CD의 양쪽에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는데 이용되는 공용 영역(A)이며, 그 주변에 위치하는 NA(개구수)가 0.45∼0.6인 영역은 DVD에 대해서만 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는데 이용되는 전용 영역(B)로 되어 있다.
이 예에 있어서의 렌즈(1)는 λ1, λ2의 양쪽에 대해 구면수차가 발생하도록 하는 굴절면(비구면)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 도2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 렌즈(1) 단독에 대하여 광선을 통과시킨 경우, 공용 영역(A)을 통과한 λ1의 광속은 구면수차가 언더가 되고, λ2의 광속은 구면수차가 오버가 되는 굴절면이 형성되어 있다.
참조번호 2의 위상차판은 광축을 중심으로 한 복수의 동심원상의 링형으로 분할되어 있으며, 광축으로부터 멀어짐에 따라서, 두께가 늘어나도록 형성되어 있다. 이들 링형 사이의 단차는 어떤 링형을 통과하는 광속과, 그와 이웃하는 링형을 통과하는 광속이, 소정 파장의 대략 정수배의 광로차를 발생하지만, 파면 어긋남이 생기지 않는 길이로 설정되어 있다. 여기에서, 소정 파장은 λ1과 λ2의 중간 파장으로 설정하고 있다.
이 때문에, 이 위상차판에 파장 λ1의 파면이 입사되면, 동위상의 파면을 잇는 포락선을 새로운 파면으로 하는 광선은 수렴광(收束光)이 되고, 한편 이 위상차판에 파장 λ2의 파면이 입사되면, 동위상의 파면을 잇는 포락선을 새로운 파면으로 하는 광선은 발산광이 되도록 할 수 있다.
따라서, 렌즈(1)과 위상차판(2)를 조합하여 하나의 광학계로 한 경우, 도4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 렌즈(1)의 공용 영역(A)을 통과한 광속에 대해서 살펴보면, 파장 λ1의 광속은 당초 비구면에 의해 구면수차가 언더가 되었던 바, 위상차판(2)의 작용에 의해 구면수차가 오버가 되는 작용을 받으며, 무수차 상태에 가까워지고, 최적의 구면수차 상태가 된다.
그리고, 파장 λ2의 광속은 당초 비구면에 의해 구면수차가 오버이었던 바, 위상차판(2)의 작용에 의해 구면수차가 언더가 되는 작용을 받으며, 무수차 상태에 가까워지며, 최적의 구면수차 상태가 되고, 어느 파장의 광속도 양호한 구면수차를 얻을 수 있다.
한편, 굴절 기능과 광로차 부여 기능을 대물 렌즈에 일체화한 경우의 렌즈 형상을 나타낸 것이 도10이다. 도2의 (b)는 이 대물 렌즈의 굴절 기능에 의한 파장 λ1과 λ2의 광속의 구면수차이며, 도4의 (b)는 대물 렌즈를 통과한 광속의 최종적인 파장 λ1과 λ2의 광속의 구면수차를 나타내고 있다. 그리고 소정 파장이 λ1과 λ2의 중간 파장인 경우에, 파장 λ1, λ2에서 모두 무수차가 되기 위한 굴절면 형상은 특정된다. 공용 영역의 경계를 통과하는 파장 λ1의 광선이, 근축광선이 광축과 교차하는 위치에서부터 0.013㎜ 이내의 영역에서 교차하도록 설계되는 것이 바람직하다.
이들 광학적 작용을 청구항 1의 문언에 끼워맞춰보면, 렌즈(1)이 "굴절 기능"을 가지고 있으며, 위상차판(2)이 "광로차 부여 기능"을 갖고 있다.
굴절 기능과 광로차 부여 기능을 대물 렌즈에 일체화한 경우, 굴절 기능을 갖는 모비구면의 면형상을, 간단히 광로 길이만큼, 광축 방향으로 시프트시킴으로써, 단일체의 광학 소자로서 양자의 광학적 작용을 겸비한 것이 얻어지는 경우가있으나, 개구수가 커지면, 광로 길이를 엄밀히 고려할 필요가 있기 때문에, 간단히 광축 방향으로 면을 이동시킨 것만으로는 의미를 가질 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 굴절면의 형상도 변화시켜서, 당초의 굴절 기능과 광로차 부여 기능을 양립시킨다.
그리고, 광로차 부여 기능, 또는 광로차 부여 구조를 갖는 공용 영역(A)의 링형 수는 3∼7인 것이 바람직하다.
링형 수가 이것보다도 적으면, 위상차판을 통과한 파면은 동위상의 파면을 잇는 포락선으로 근사(近似)할 수 없기 때문에, 특히 광선수차 성능이 미달될 우려가 있다. 반대로, 링형 수가 늘어나면, 광축으로부터 멀어짐에 따라서 링형의 폭이 작아져서 성형이 곤란하게 된다.
이 광학 성능은 이른바 회절 구조이어도 좋다. 회절 구조인 경우에는, 상기 성능을 만족하면서, 부여되는 광로차가 전 영역에서 원활하게 변화하도록 링형의 각 면형상을 변화시키고 있기 때문에, 스폿의 집광 효율이 높다.
구체적으로는, 회절 구조인 경우, 렌즈 입사면에 있어서 광축으로부터의 수직 거리가 h인 입사 광선에 대하여,
[수학식 5]
m: 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci: 상수. 적어도1개는 Ci≠0
으로 표현되는 광로 길이 Φ(h)를 부가하도록 형성되어 있으므로, 무수차로할 수 있다.
또한 이와 같은 회절 구조를 형성하는 경우의 링형 수는 7∼100, 바람직하게는 11∼30이다.
회절 구조에 의한 회절 작용을 충분히 얻기 위해서는, 링형 수가 적어서는 불충분하며, 반대로 너무 많으면 정밀도가 저하되어 광학적 성능을 달성할 수 없게 된다.
전용 영역(B)에 있어서도, 공용 영역(A)와 동일 효과를 갖는 렌즈(1)의 굴절면이 형성되고, 공용 영역(A)과 동일 효과를 갖는 위상차판(2)의 광선이 입사되지 않도록, 파장 λ1, λ2에서 모두 무수차가 된다. 이 경우에는, 파장 λ2의 광선은 입사되지 않도록 λ1의 광은 그대로 투과하고 파장 λ2의 광을 차단하는 광학 선택성 소자를 위상차판보다 광원측에 형성하거나, 또는 위상차판에 일체화하여, DVD와 CD의 NA의 차이를 만족할 수 있다.
또한, 파장 선택성 소자를 사용하지 않고, DVD와 CD의 NA의 차이를 만족할 수도 있다. 전용 영역(B)의 렌즈(1)의 굴절면은 도3의 (a)와 같이, 파장 λ1에서는 구면수차가 무수차, 파장 λ2에서는 구면수차가 오버가 되도록 형성되어 있어도 좋다. 전용 영역(B)의 위상차판은 상기 소정 파장이 λ1이라면, 위상차판에 의하여 파장 λ1의 광속은 수렴하는 작용도 발산하는 작용도 받지 않으며, 무수차의 상태로 집광한다. 파장 λ2의 광속은 위상차판의 광로차 부여 기능에 의하여 수렴하거나 또는 발산하는 작용을 받는데 여전히 수차가 잔류하고 있기 때문에, 전용 영역을 통과한 광속은 초점 위치에 집광하지 않는다. 이 소자를 나타낸 것이 도5의(a)이며, CD, CD'은 최종적인 CD의 구면수차의 변화를 나타내고 있다. 렌즈와 위상차판이 일체화되어 있는 경우에는, 일체화하기 전의 가상적인 모비구면의 굴절면은 도3의 (b)와 같이, 파장 λ1에서는 구면수차가 오버, 파장 λ2에서는 구면수차가 오버가 되도록 형성되어 있는 것이 좋다. 광로차 부여 기능에 의해 최종적으로, 파장 λ1에서는 구면수차가 최적, 파장 λ2에서는 구면수차가 오버가 된다. 이러한 모양을 나타낸 것이 도5의 (b)이며, CD, CD'는 최종적인 CD의 구면수차의 변화를 나타내고 있다. 광로차 부여 기능은 회절 구조로 하는 것도 가능하다.
구체적으로는 회절 구조인 경우, 렌즈 입사면에 있어서 광축으로부터의 수직 거리가 h인 입사 광선에 대하여,
[수학식 6]
m: 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci: 상수. 적어도1개는 Ci≠0
로 표현되는 광로 길이를 부가하도록 형성되어 있다. 회절 구조에 의한 회절 작용을 충분히 얻기 위해서는, 링형 수가 적어서는 불충분하며, 반대로 너무 많으면 정밀도가 저하되어 광학적 성능을 달성할 수 없게 된다. 이와 같은 회절 구조를 형성하는 경우의 링형 수는 7∼100, 바람직하게는 11∼30이다.
또한 전용 영역(B)은 굴절면만으로 구성해도 된다. 그렇게 하면, 광학 소자의 제조가 용이해진다.
또, 이 제1 발명을, 단일 렌즈에서 실현한 렌즈의 설계 데이터를 도11∼도18에 나타낸다. 전용 영역은 굴절면으로 되어 있다.
도11에 나타낸 것은 각 링형의 내주·외주 반경과 광축 방향의 변위량이다. 도12에 나타낸 것은 렌즈 데이터이며, 도13에 나타낸 식은 비구면 형상식이다. 또한, 도14에 나타낸 것은 비구면 데이터이다.
그리고, 이 렌즈에 의한 구면수차의 개선 효과를 도15∼도18에 나타낸다.
도15 및 도16에 나타낸 것은 렌즈(1)에 상당하는 "굴절 기능" 또는 "가상적인 모비구면 굴절면"의, DVD, CD 공용 영역의 구면수차이다. 이것은 도2의 (a)에 가상적으로 나타낸 것과 동일하며, CD에 관한 종구면수차는 오버가 되고, DVD에 관한 종구면수차는 언더가 되어 있다.
이에 비하여, 위상차판(2)에 상당하는 "광로차 부여 기능" 또는 "광로차 부여 구조"를 거친 광속의, DVD/CD 공용 영역의 구면수차는 도17 및 도18에 나타내 바와 같다.
도면으로부터 명확한 바와 같이, CD에 관한 종구면수차는 언더가 되고, DVD에 관한 종구면수차는 오버가 되고, 양자모두 거의 수차가 최적이 되고, 개선되어 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 제2 본 발명의 광학적 작용의 개요에 관하여 도1, 도6 내지 도7을 이용하여 설명한다.
이것은 상기 (2) 또는 (26)의 발명에 관한 것이다. 설명을 위하여, 별체(別體)와 일체(一體)로 나누어 설명한다.
별체인 경우를 설명한다.
렌즈(1), 위상차판(2), 및 도시하지 않은 광원의 기본적인 구성에 관해서는 제1 발명과 동일하기 때문에 설명을 생략하겠으나, 본 예에서는 렌즈(1), 위상차판(2)의 광학적 작용이 일부 다르다.
제2 발명에 있어서의 렌즈(1)는 도6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 공용 영역(A)을 통과한 λ1의 광속은 구면수차가 무수차가 되도록 형성되어 있다. 이 경우, 당연히, 파장 λ1＜λ2, 보호기판 두께 t1＜t2의 차이로부터, λ2의 광속은 구면수차가 오버가 된다.
그리고 제2 발명에서도, 위상차판(2)의 단차량은 소정 파장의 대략 정수배의 광로차를 생기게 하고, 또한 파면 어긋남이 발생하지 않는 길이로 설정되어 있는데, 여기에서 소정 파장은 λ1로 설정하고 있다.
이 위상차판을 통과한 광속 중에서 λ1의 파장의 광속은 수렴하는 작용도 발산하는 작용도 받지 않기 때문에, 굴절면은 λ1의 파장의 광속이 입사된 경우에 구면수차가 최적이라면 위상차판과 대물 렌즈를 통과한 광속도 구면수차가 최적이 된다. λ2의 파장의 광속에 대해서는, 위상차판에 의한 발산 작용과 위상차판의 두께의 효과에 의해, 무수차가 된다. 이 모양을 도시한 것이 도7의 (a)이다.
다음에, 위상차판과 대물 렌즈가 일체화되어 있는 경우에 관하여 설명한다.
가상적인 모비구면은 도6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 파장 λ1의 광속은 구면수차가 오버가 되도록 형성한다. 이 때, 당연히 파장 λ2의 광속은 구면수차가 오버로 되어 있다. 파장 λ1의 광속은 광로차 부여 기능에 의해 수렴하는 작용도발산하는 작용도 받지 않는데, 광로차 부여 기능이 부가되면, 광축으로부터 동일 높이에서 대물 렌즈에 입사되는 광선은 위상차판의 두께가 더해진 것만큼 물질중의 거리는 길어지고, 언더측에서 광축과 교차하여 결과적으로 무수차가 된다. 한편, 파장 λ2의 광속은 당초 비구면에 의해 구면수차가 오버이었던 바, 위상차판의 두께의 효과와 광로차 부여 기능이 부가되어, 구면수차는 무수차가 된다. 어느 파장의 광속도 양호한 구면수차를 얻을 수 있다. 이 모양을 도시한 것이 도7의 (b)이다.
일체인 경우도 별체인 경우도, 소정 파장이 λ1 파장인 경우에 파장 λ1, λ2에서 모두 무수차가 되기 위한 굴절면 형상은 특정된다. 공용 영역의 경계를 통과하는 파장 λ1의 광선이, 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.020㎜ 이내의 영역에서 교차하도록 설계되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 경우도 제1 발명과 마찬가지로, 광로차 부여 기능 또는 광로차 부여 구조가 회절 구조에 의하여 형성되어 있어도 좋다. 이 때에는 굴절 기능에 의하여 구면수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 이 회절 구조에 의하여 무수차가 되도록 구성되어 있다.
전용 영역(B)은 제1 발명과 거의 동일하다.
(제3 실시 형태)
또한, 제3 본 발명의 광학적 작용의 개요에 대하여 도1∼도8 내지 도9를 참조하여 설명한다.
이것은 상기 (3) 또는 (27)의 발명에 관한 것이다.
렌즈(1), 위상차판(2), 및 도시하지 않은 광원의 기본적인 구성에 관해서는 제1 발명, 제2 발명과 동일하기 때문에 설명을 생략하겠으나, 본 예에서는 렌즈(1), 위상차판(2)의 광학적 작용이 일부 다르다. 설명을 위하여, 별체와 일체로 나누어 기술하겠다.
별체의 경우를 설명한다.
단적으로 설명하자면, 제2 발명의 경우와는 반대이며, 제3 발명에 있어서의 렌즈(1)는 도8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 공용 영역(A)을 통과한 λ1의 광속은 구면수차가 언더가 되고, λ2의 광속은 구면수차가 무수차가 되는 굴절면이 형성되어 있다.
그리고, 제3 발명도 위상차판(2)의 단차량은 소정 파장의 대략 정수배의 광로차를 발생시키고, 또한 파면 어긋남이 발생하지 않는 길이로 설정되어 있으나, 여기에서 소정 파장은 λ2로 설정하고 있다.
위상 차판을 통과한 λ2의 파장의 광속은 수렴하는 작용도 발산하는 작용도 받지 않기 때문에, 위상차판과 대물 렌즈를 통과한 광속도 구면수차가 최적이 된다. 한편 λ1의 파장의 광속은 위상차판에 의한 발산 작용과 위상차판의 두께의 효과에 의해, 무수차가 된다. 이 모양을 나타낸 것이 도9의 (a)이다.
다음에, 위상차판과 대물 렌즈가 일체화되어 있는 경우에 관하여 설명한다.
가상적인 모비구면은 도8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 파장 λ1의 광속은 구면수차가 언더가 되도록 형성한다. 그리고 파장 λ2의 광속은 구면수차가 오버로 되어 있다. 파장 λ2의 광속은 광로차 부여 기능에 의해 수렴하는 작용도 발산하는 작용도 받지 않는데, 광로차 부여 기능이 부가되면, 광축으로부터 동일 높이에서 대물 렌즈에 입사되는 광선은 위상차판의 두께가 더해진 것만큼 물질중의 거리는 길어지고, 언더측에서 광축과 교차하여 결과적으로 무수차가 된다. 한편, 파장 λ1의 광속은 당초 비구면에 의해 구면수차가 언더이었던 바, 위상차판의 두께의 효과와 광로차 부여 기능이 부가되어, 구면수차는 무수차가 된다. 어느 파장의 광속도 양호한 구면수차를 얻을 수 있다. 이 모양을 도시한 것이 도9의 (b)이다.
소정 파장이 λ2 파장인 경우에, 파장 λ1, 파장 λ2에서 모두 무수차가 되기 위한 굴절면 형상은 특정된다. 공용 영역의 경계를 통과하는 파장 λ1의 광선이, 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.030㎜ 이내의 영역에서 교차하도록 설계되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 경우, 광로차 부여 기능 또는 광로차 부여 구조가 회절 구조에 의해 형성되어 있는 경우, 굴절 기능에 의하여 구면수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속은 이 회절 구조에 의하여 무수차가 되도록 구성되어 있다. 전용 영역(B)은 제1 발명과 아주 동일하다.
다음에, 상기 (49)의 발명에 관하여 설명한다.
위상차판(2)은 제1∼제3 발명과 마찬가지로, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되며, 또한 서로 이웃하는 링형끼리가, 소정 파장 λs의 정수배의 광로차를 발생하도록 광축 방향으로 변위하여 형성되어 있다.
렌즈(1)의 굴절면이 광축을 중심으로 한 링형 영역에서 크게 다른 경우, 각각의 굴절면에 대응한 위상차판에 있어서의 영역에서는, 광축 방향으로부터 멀어짐에 따라서 광선의 광로 길이가 길어지도록 형성되어 있기 때문에, 제1 발명과 같이 구면수차, 파면수차 모두 보정되어 있다. 그러나 전체 영역에서 보면, 반드시 광축 방향으로부터 멀어짐에 따라서 광선의 광로 길이가 길다고는 할 수 없다.
위상차판의 링형 수는 제1∼제3 발명과 마찬가지로 적더라도 많더라도 폐해가 있으며, 7 이상 100 이하가 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, (1) 또는 (25)의 발명에 따르면, 모비구면(굴절면)에 의한 공유 영역의 구면수차가 λ1에 대해서는 언더, λ2에 대해서는 오버이었던 것이, 소정 파장 λs(λ1＜λs＜λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하는 광로차 부여 기능(광로차 부여 구조)에 의하여 각각 무수차 상태가 되며, 공유 영역에서는 양호한 파면을 얻을 수 있다.
(2) 또는 (26)의 발명에 따르면, 모비구면(굴절면)에 의한 공유 영역의 구면수차가 λ1에 대해서는 오버 또는 최적, λ2에 대해서는 오버이었던 것이, 소정 파장 λs(λ1＝λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하는 광로차 부여 기능(광로차 부여 구조)에 의하여 무수차 상태가 되며, 공유 영역에서는 양호한 파면을 얻을 수 있다.
(3) 또는 (27)의 발명에 따르면, 모비구면(굴절면)에 의한 공유 영역의 구면수차가 λ1에 대해서는 언더, λ2에 대해서는 오버 또는 최적이었던 것이, 소정 파장 λs(λs＝λ2)의 대략 정수배의 광로차를 발생하는 광로차 부여 기능(광로차 부여 구조)에 의하여 무수차 상태가 되며, 공유 영역에서는 양호한 파면을 얻을 수있다.
(4) 및 (28)의 발명에 따르면, 굴절 작용을 받은 후, 광로차 부여 작용을 받은 광속이 각각 최적의 수차 상태가 되기 때문에, 공유 영역에서 양호한 파면을 얻을 수 있다.
(5) 및 (29)의 발명에 따르면, 공용 영역의 경계를 통과하는 파장 λ1의 광선이, 굴절 기능에 의하여 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.013㎜ 이내의 영역에서 교차하기 때문에, 광로차 부여 기능이 부가되면 파장 λ1, λ2에서 모두 무수차가 된다.
(6) 및 (30)의 발명에 따르면, 공용 영역의 경계를 통과하는 파장 λ1의 광선이, 굴절 기능에 의하여 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.020㎜ 이내의 영역에서 교차하기 때문에, 광로차 부여 기능이 부가되면, 파장 λ1, λ2에서 모두 무수차가 된다.
(7) 및 (31)의 발명에 따르면, 공용 영역의 경계를 통과하는 파장 λ1의 광선이, 굴절 기능에 의하여 근축광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.030㎜ 이내의 영역에서 교차하기 때문에, 광로차 부여 기능이 부가되면 파장 λ1, λ2에서 모두 무수차가 된다.
(8) 및 (32)의 발명에 따르면, 모비구면(굴절면)과 광로차 부여 기능(광로차 부여 구조)이 별체로 형성되어 있으므로, 각각 복잡한 형상을 형성하기 쉽다는 이점이 있다.
(9) 및 (33)의 발명에 따르면, 모비구면(굴절면)과 광로차 부여 기능(광로차부여 구조)이 일체로 형성되어 있으므로, 위치 맞춤을 위한 정밀도 조정 등의 노력이 필요하지 않고, 단일 소자로 취급하기 쉬운 광 픽업 장치의 광학 소자를 얻을 수 있다.
(10) 및 (34)의 발명에 따르면, 광로차 부여 구조(광로차 부여 기능)을 갖는 링형 수가 3∼7이므로, 성형이 용이하고 수차 성능을 달성할 수 있다.
(11) 및 (35)의 발명에 따르면, 광로차 부여 기능(광로차 부여 구조)이 회절 구조에 의하여 부여되므로, 회절 광 효과를 얻을 수 있으며, 스폿의 집광 효율이 높아진다.
(12) 및 (36)의 발명, (13) 및 (37)의 발명, (14) 및 (38)의 발명에 따르면, 회절 구조에 의하여 무수차가 되므로, DVD, CD의 어느 것에 대해서도 수차가 없고, 스폿의 집광 효율이 높은 광학 소자를 제공할 수 있다.
(15) 및 (39)의 발명에 따르면, DVD/CD 공통 영역을 통과하는 광이 집광 스폿에 기여하는 효율은 높아진다.
(16) 및 (40)의 발명, (17) 및 (41)의 발명에 따르면, 회절 효과를 얻는데 적합한 링형 수이고, 또한 너무 많은 링형 수가 아니기 때문에, 성형을 용이하게 행할 수 있다.
(18) 및 (42)의 발명에 따르면, 주변 영역이 굴절면으로 구성되어 있기 때문에, 형성이 용이하다.
(19) 및 (43)의 발명에 따르면, 주변 영역(DVD에만 사용되는 전용 영역)을 DVD용의 파장에서는 최적의 구면수차가 되고, CD용의 파장에서는 구면 수파가 오버가 되는 굴절면으로 하고 있으며, 또한 주변 영역에는 공용 영역과는 별체의 광로차 부여 기능(광로차 부여 구조)을 형성하고 있으므로, CD용의 파장은 무수차 상태가 되는 작용을 받는다.
(20) 및 (44)의 발명에 따르면, 주변 영역의 광로차 부여 기능은 회절 구조이므로, DVD 전용 영역을 통과하는 광이 집광 스폿에 기여하는 효율은 높아진다.
(21) 및 (45)의 발명에 따르면, 회절 구조에 의해 무수차가 되므로, CD용의 파장에 대해서도 수차가 없고, 스폿의 집광 효율이 높은 광학 소자를 제공할 수 있다.
(22) 및 (46)의 발명에 따르면, DVD/CD 공통 영역을 통과하는 광이 집광 스폿에 기여하는 효율은 높아진다.
(23) 및 (47)의 발명, (24) 및 (48)의 발명에 따르면, 회절 효과를 얻는데 적합한 링형 수이며, 또한 너무 많은 링형 수가 아니기 때문에, 성형을 용이하게 행할 수 있다.
(49)의 발명에 따르면, 각각의 굴절면에 대응한 위상차판에 있어서의 영역에서는, 광축 방향으로부터 멀어짐에 따라서 광선의 광로 길이가 길어지도록 형성되어 있기 때문에, 구면수차, 파면수차 모두 보정된다.
(50)의 발명에 따르면, 소정 파장 λs가 λ1＜λs＜λ2의 관계를 만족하므로, 바람직하게 수차의 보정이 행해진다.
(51)의 발명에 따르면, 링형 수가 적당한 링형 수이며, 또한 너무 많은 링형 수가 아니기 때문에, 성형을 용이하게 행할 수 있다.
(52)의 발명에 따르면, 무수차이고 스폿 효율이 좋은 광 픽업 장치의 광학 소자를 얻을 수 있다.

Claims (24)

  1. 파장(λ1)의 제1 광원으로부터의 광속을 두께(t1)의 보호 기판을 거쳐서 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 동시에, 파장(λ2)(λ1 < λ2)의 제2 광원으로부터의 광속을 두께(t2)(t1 < t2)의 보호 기판을 거쳐서 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치의 광학계에 있어서,
    상기 광학계에 이용하는 광학 소자의 광학 기능면 중, 상기 제1 광정보 기록 매체와 상기 제2 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 공용 영역은 가상적인 모비구면 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할하고, 인접하는 링형끼리를 소정 파장(λs)(λ1 < λs < λ2)의 대략 정수배의 광로차가 생기도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜 형성된 광로차 부여 구조를 갖고,
    상기 가상적인 모비구면 굴절면은 상기 제1 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 언더가 되고,
    상기 제2 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 오버가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  2. 파장(λ1)의 제1 광원으로부터의 광속을 두께(t1)의 보호 기판을 거쳐서 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이가능한 동시에, 파장(λ2)(λ1 < λ2)의 제2 광원으로부터의 광속을 두께(t2)(t1 < t2)의 보호 기판을 거쳐서 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치의 광학계에 있어서,
    상기 광픽업 장치에 이용하는 광학 소자의 광학 기능면 중, 상기 제1 광정보 기록 매체와 상기 제2 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 공용 영역은, 가상적인 모비구면 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할하고, 인접하는 링형끼리를 소정 파장(λs)(λs = λ1)의 대략 정수배의 광로차가 생기도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜 형성된 광로차 부여 구조를 갖고,
    상기 가상적인 모비구면 굴절면은, 상기 제1 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 오버 또는 가장 적절해지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  3. 파장(λ1)의 제1 광원으로부터의 광속을 두께(t1)의 보호 기판을 거쳐서 제1 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 동시에, 파장(λ2)(λ1 < λ2)의 제2 광원으로부터의 광속을 두께(t2)(t1 < t2)의 보호 기판을 거쳐서 제2 광정보 기록 매체의 정보 기록면에 집광시킴으로써, 정보의 기록 및/또는 재생이 가능한 광픽업 장치의 광학계에 있어서,
    상기 광픽업 장치에 이용하는 광학 소자의 광학 기능면 중, 상기 제1 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 공용 영역은 가상적인 모비구면 굴절면에 의한 굴절 기능과, 광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할하고, 인접하는 링형끼리를 소정 파장(λs)(λs = λ2)의 대략 정수배의 광로차가 생기도록, 서로 광축 방향으로 변위시켜 형성된 광로차 부여 구조를 갖고,
    상기 가상적인 모비구면 굴절면은 상기 제1 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 언더가 되고,
    상기 제2 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 오버 또는 가장 적절해지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 광로차 부여 구조에 의해 상기 제1 광정보 기록 매체 상의 구면 수차와, 상기 제2 광정보 기록 매체 상의 구면 수차가 모두 가장 적절해지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가상적인 모비구면 굴절면에 의해 상기 제1 광정보 기록 매체와 상기 제2 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 굴절면 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 벗어난 위치를 통과하는 제1 광원으로부터의 광선은,
    근축 광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.013 ㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  6. 제2항에 있어서, 상기 가상적인 모비구면 굴절면에 의해 상기 제1 광정보 기록 매체와 상기 제2 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 굴절면 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 벗어난 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은,
    근축 광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.020 ㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  7. 제3항에 있어서, 상기 가상적인 모비구면 굴절면에 의해 상기 제1 광정보 기록 매체와 상기 제2 광정보 기록 매체의 양방에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 굴절면 영역에 있어서, 가장 광축으로부터 벗어난 위치를 통과하는 상기 제1 광원으로부터의 광선은,
    근축 광선이 광축과 교차하는 위치로부터 0.030 ㎜ 이내의 영역에서 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  8. 제4항에 있어서, 상기 광학계는 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능을 갖는 광학 소자와, 이것과는 별도로 설치된 상기 광로차 부여 구조를 갖는 광학 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  9. 제4항에 있어서, 상기 광학계는 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능과, 상기 광로차 부여 구조를 일체로 구비한 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  10. 제4항에 있어서, 상기 광로차 부여 구조는 상기 링형 수가 3 내지 7인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  11. 제4항에 있어서, 상기 광로차 부여 구조는 회절 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능에 의해 구면 수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속 및 상기 굴절 기능에 의해 구면 수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은, 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  13. 제11항에 있어서, 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능에 의해 구면 수차가 언더가 되는 상기 제1 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  14. 제11항에 있어서, 상기 가상적인 모비구면 굴절면과 광학적으로 등가인 굴절 기능에 의해 구면 수차가 언더가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 회절 구조에 의해 무수차가 되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  15. 제11항에 있어서, 상기 회절 구조는 광축으로부터의 수직 거리가 h인 링형을 통과하는 광선에 대해,
    [수학식 3]
    m : 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci : 정수, 적어도 하나는 Ci0
    으로 나타내는 광로 길이[φ(h)]를 부가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  16. 제11항에 있어서, 상기 회절 구조의 링형 수는 7 내지 100인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  17. 제11항에 있어서, 상기 회절 구조의 링형 수는 11 내지 30인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  18. 제4항에 있어서, 상기 광픽업 장치에 포함되는 광학 소자의 광학 기능면 중, 상기 공용 영역의 주변에 위치하는 상기 제1 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은,
    굴절면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  19. 제4항에 있어서, 상기 광픽업 장치에 포함되는 광학 소자의 광학 기능면 중, 상기 공용 영역의 주변에 위치하는 상기 제1 광정보 기록 매체에 대해 정보의 기록 및/또는 재생에 이용되는 영역은,
    상기 제1 광정보 기록 매체 상에서 구면 수차가 오버 또는 가장 적절해지는 제2 굴절 기능을 갖는 동시에,
    광축을 중심으로 한 복수의 링형으로 분할되고, 인접하는 링형끼리가 상기 파장(λ1)의 대략 정수배의 광로차를 발생하도록, 서로 광축 방향으로 변위하여 형성되고, 또한 광축으로부터 주변을 향함에 따라 광선의 광로 길이가 차례로 길어지도록 형성되어 있는 제2 광로차 부여 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 광로차 부여 구조는 회절 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제2 굴절 기능에 의해 구면 수차가 오버가 되는 상기 제2 광원으로부터의 광속은 상기 제2 광로차 부여 기능을 구성하는 회절 구조에 의해 오버 상태인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제2 광로차 부여 구조를 구성하는 회절 구조는 광축으로부터의 수직 거리가 h인 링형을 통과하는 광선에 대해,
    [수학식 4]
    m : 회절 차수, λ: 사용 파장, Ci : 정수, 적어도 하나는 Ci0
    으로 나타내는 광로 길이[φ(h)]를 부가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  23. 제20항에 있어서, 상기 회절 구조의 링형 수는 7 내지 100인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
  24. 제20항에 있어서, 상기 회절 구조의 링형 수는 11 내지 30인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광학계.
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