KR20050031938A - 광픽업 장치 및 광정보 기록 재생 장치 - Google Patents

광픽업 장치 및 광정보 기록 재생 장치 Download PDF

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KR20050031938A
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기무라도오루
모리노부요시
노무라에이지
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코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
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Abstract

광픽업 장치는 제1 내지 제3 광원과, 패키지 다중 광원 유닛과, 제1 내지 제3 광원 중 적어도 2개의 광원의 발광점이 1개의 하우징에 수납된 패키지 다중 광원 유닛과, 광원으로부터 사출된 광속을 적어도 3 종류의 광디스크의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 광학계와, 액튜에이터와 가동 렌즈군을 구비하고 패키지 다중 광원 유닛과 대물 광학계 사이의 광로에 배치된 배율 조정용 광학 유닛을 포함하며, 가동 렌즈군은 패키지 다중 광원 유닛으로부터 사출되는 광속의 파장에 따라 대물 광학계의 배율을 변화시키도록 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 광픽업 장치.

Description

광픽업 장치 및 광정보 기록 재생 장치 {OPTICAL PICK-UP DEVICE AND OPTICAL INFORMATION RECORDING REPRODUCING APPARATUS}
본 발명은 광픽업 장치 및 광정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.
최근, 영상 정보 등의 광기록 매체로서 급속하게 보급되고 있는 DVD(디지털 버서타일 디스크)는, 파장 650 ㎚의 적색 반도체 레이저와 개구수(NA) 0.65의 대물 광학계를 사용함으로써 1면당 4.7 GB의 정보를 기록이 가능하지만, 보다 고밀도인 정보를 높은 전송율로 기록/재생하기 위해 고밀도화 및 대용량화의 요망이 한층 강해지고 있다. 광디스크의 고밀도화 및 대용량화를 달성하기 위해서는, 주지와 같이 대물 광학계에서 집광되는 스폿의 직경을 작게 하면 좋고, 그를 위해서는 레이저 광원의 단파장화나 대물 광학계의 고개구수화가 필요해진다.
레이저 광원의 단파장화에 관해서는, 파장 405 ㎚의 청자색 반도체 레이저나 청자색 SHG 레이저 등이 실용화되고 있고, 이들 청자색 레이저 광원과 NA 0.65의 대물 광학계의 조합에 의해, 직경 12 ㎝의 광디스크에 대해 1면당 15 GB 정도의 정보의 기록이 가능해진다(이하, 본 명세서에서는 청자색 레이저 광원을 사용하는 광디스크를 총칭하여 「고밀도 광디스크」라 함).
또한, 대물 광학계의 고NA화에 관해서는 청자색 레이저 광원으로부터의 광속을 NA 0.85의 대물 광학계에 의해 집광하여 정보의 기록/재생을 행하는 광디스크의 규격이 제안되어 있고, 이 규격의 광디스크에서는 직경 12 ㎝의 광디스크에 대해 1면당 23 GB 정도의 정보의 기록이 가능하다.
또한, NA 0.85의 대물 광학계를 사용하는 고밀도 광디스크에서는, 광디스크의 기울기(스큐우)에 기인하여 발생하는 코마 수차가 증대되기 때문에, DVD에 있어서의 경우보다도 보호층을 얇게 설계하여(DVD의 0.6 ㎜에 대해, 0.1 ㎜) 스큐우에 대한 코마 수차량을 저감시키고 있다.
그런데, 이러한 고밀도 광디스크에 대해 적절하게 정보의 기록/재생을 할 수 있다고 하는 것만으로는, 광디스크 플레이어의 제품으로서의 가치는 충분한 것이라고는 할 수 없다. 현재에 있어서, 다종 다양한 정보를 기록한 DVD나 CD(콤팩트 디스크)가 판매되고 있는 현실에 입각하면 고밀도 광디스크에 대해 정보의 기록/재생을 할 수 있는 것만으로는 충분하지 않고, 예를 들어 사용자가 소유하고 있는 DVD나 CD에 대해서도 마찬가지로 적절하게 정보의 기록/재생을 할 수 있도록 하는 것이 고밀도 광디스크용 광디스크 플레이어로서의 상품 가치를 높이는 것과 상통하는 것이다. 이러한 배경으로부터, 고밀도 광디스크용 광디스크 플레이어에 탑재되는 광픽업 장치는 고밀도 광디스크, DVD 및 CD 중 어느 하나에 대해서도 호환성을 유지하면서 적절하게 정보를 기록/재생할 수 있는 성능을 갖는 것이 요망된다.
고밀도 광디스크, DVD 및 CD 중 어느 하나에 대해서도 호환성을 유지하면서 적절하게 정보를 기록/재생할 수 있도록 하는 방법으로서, 고밀도 광디스크용 광학 부품과 DVD나 CD용 광학 부품의 정보를 기록/재생하는 광디스크의 기록 밀도에 따라서 선택적으로 절환하는 방법을 생각할 수 있지만, 복수의 광학 부품이 필요해지므로 소형화에 불리하며 또한 비용이 증대된다.
따라서, 광픽업 장치의 구성을 간소화하여 저비용화를 도모하기 위해서는, 호환성을 갖는 광픽업 장치에 있어서도 고밀도 광디스크용 광학 부품과 DVD나 CD용 광학 부품을 공통화하여 광픽업 장치를 구성하는 광학 부품 개수를 가능한 한 줄이는 것이 바람직하고, 대물 광학계를 공통화하는 것이 가장 바람직하다고 할 수 있다.
또한, 최근의 광디스크 플레이어의 저가격화에 수반하여 광픽업 장치의 저비용화가 진행되고 있고, 그를 위해 광픽업 장치를 구성하는 광학 부품 개수를 가능한 한 감소시키는 노력이 각 제조 메이커에서 행해지고 있다. 그러한 움직임 중에서, 기록/재생용 파장이 서로 다른 복수 종류의 광디스크에 대해 호환성을 갖는 광픽업 장치에 최적의 레이저 광원으로서 1개의 칩 내에 파장이 다른 파장의 레이저 광속을 발광시키는 발광점을 형성한 레이저 광원이 개발되고 있다. 또한, 본 명세서 중에서는 발진 파장이 서로 다른 복수의 발광점을 1개의 하우징에 수납한 레이저 광원을「패키지 광원 유닛」이라 하고, 1개의 칩 상에 발진 파장이 서로 다른 복수의 발광점을 형성한 광원 유닛 외에, 발진 파장이 서로 다른 복수의 광원을 1개의 하우징에 수납한 광원 유닛도 포함하는 것으로 한다.
이와 같이 발광점이 근접하여 설치되어 있는 패키지 광원 유닛과 조합하여 사용 가능한 대물 광학계는, 이하의 참고 문헌(특허 문헌 1)에 개시되어 있다. 이 대물 광학계에 있어서는, 근접하여 설치된 발광점으로부터 사출된 파장 660 ㎚의 레이저 광속과 파장 785 ㎚의 레이저 광속을 각각 DVD와 CD의 정보 기록면에 수렴시키기 위해, 각각의 파장에 대한 대물 광학계의 배율을 거의 동일하게 설정하고 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 제2001-76367호 공보
그러나, 고밀도 광디스크, DVD 및 CD의 3 종류의 광디스크에 대해 호환성을 갖는 대물 광학계에 있어서, 각각의 파장에 대한 대물 광학계의 배율을 대략 동일하게 설정하면 광학 특성의 개선에 사용할 수 있는 광학 설계의 자유도를 빼앗길 수 있으므로, 대물 광학계의 광학 설계의 과정에 있어서 각각의 파장에 대해 양호한 광학 성능을 얻을 수 없다는 문제가 현저해진다.
본 발명의 과제는 상술한 문제를 고려한 것으로, 레이저 광원 파장이 다른 고밀도 광디스크, DVD 및 CD 등의 복수 종류의 광디스크에 대해 호환성을 갖는 대물 광학계를 구비한 광픽업 장치이며, 대물 광학계의 광학 설계의 자유도를 희생시키는 일 없이 서로 파장이 다른 복수의 레이저 광속을 발광 가능한 레이저 광원을 사용 가능함으로써, 저비용화 및 소형화에 유리한 광픽업 장치를 제공하는 것이다. 또한, 이 광픽업 장치를 탑재한 광정보 기록 재생 장치를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 및 형태를 설명한다.
제1항에 기재된 구성은, 파장(λ1)의 제1 광속을 사출하는 제1 광원과, 상기 파장(λ1)보다도 긴 파장(λ2)의 제2 광속을 사출하는 제2 광원과, 상기 파장(λ2)보다도 긴 파장(λ3)의 제3 광속을 사출하는 제3 광원과, 상기 파장이 서로 다른 적어도 3 종류의 광원으로부터 사출된 광속을 기록 밀도가 서로 다른 적어도 3 종류의 광디스크의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 광학계와, 배율 조정용 광학 유닛으로 구성되는 광픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광원 내지 상기 제3 광원 중 적어도 2개의 광원은 각각의 발광점이 1개의 하우징에 수납된 패키지 광원 유닛이며, 상기 배율 조정용 광학 유닛은 상기 패키지 광원 유닛과 상기 대물 광학계 사이의 광로 중에 배치되는 동시에 액튜에이터와 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 가동 렌즈군으로 구성되고, 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 상기 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 광속의 파장에 따라서 상기 대물 광학계의 배율을 변화시킨다.
제1항에 기재된 구성에 따르면, 패키지 광원 유닛과 대물 광학계 사이의 광로 중에 배치된 배율 조정용 광학 유닛의 구성 렌즈군 중, 적어도 1개의 렌즈군을 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동시킴으로써 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속의 발산각을 각각의 파장에 대한 대물 광학계의 배율에 따른 각도로 변환하는 것이 가능해진다. 이는, 가동 렌즈군에 의해 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 광속의 파장에 따라서 대물 광학계의 배율을 변화시키는 것과 같은 의미이다.
이에 의해, 각각의 파장에 대한 배율이 서로 다른 대물 광학계를 탑재하는 경우라도, 패키지 광원 유닛을 사용 가능해지므로 광픽업 장치의 광학 부품 개수의 삭감에 의한 저비용화 및 소형화를 실현할 수 있다.
본 명세서에 있어서는, 정보의 기록/재생용 광원으로서 청자색 반도체 레이저나 청자색 SHG 레이저를 사용하는 광디스크를 총칭하여「고밀도 광디스크」라 하고, NA 0.85의 대물 광학계에 의해 정보의 기록/재생을 행하고 보호층의 두께가 0.1 ㎜ 정도인 규격의 광디스크 외에, NA 0.65의 대물 광학계에 의해 정보의 기록/재생을 행하고 보호층의 두께가 0.6 ㎜ 정도인 규격의 광디스크도 포함하는 것으로 한다. 또한, 이러한 보호층을 그 정보 기록면 상에 갖는 광디스크 외에 정보 기록면 상에 수 내지 수십 ㎚ 정도의 두께의 보호막을 갖는 광디스크나, 이들의 보호층 혹은 보호막의 두께가 0인 광디스크도 포함하는 것으로 한다. 또한 본 명세서에 있어서는, 고밀도 광디스크에는 정보의 기록/재생용 광원으로서 청자색 반도체 레이저나 청자색 SHG 레이저를 사용하는 광자기 디스크도 포함되는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서는 DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD＋R, DVD＋RW 등의 DVD 계열의 광디스크를 총칭하여「DVD」라 하고, CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW 등의 CD 계열의 광디스크를 총칭하여「CD」라 한다.
제2항에 기재된 구성은, 제1항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 적어도 2개의 렌즈군으로 구성되고, 이들의 렌즈군 중 적어도 1개의 렌즈군이 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동된다.
제3항에 기재된 구성은, 제2항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 적어도 1개의 마이너스 렌즈군과 적어도 1개의 플러스 렌즈군으로 구성된다.
각각의 파장에 대한 대물 광학계의 물점 위치를 광축 방향으로 가변 조정하는 경우, 가동 렌즈군의 이동량이 지나치게 크면 광픽업 장치가 대형화된다고 하는 문제를 초래한다. 그래서, 제2항에 기재된 구성에 있는 바와 같이 가동 렌즈군을 2개 이상의 렌즈군으로 구성함으로써 이동량을 작게 할 수 있으므로, 광픽업 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 그를 위해서는 제3항에 기재된 구성과 같이 가동 렌즈군을 적어도 1개의 마이너스 렌즈군과 적어도 1개의 플러스 렌즈군으로 구성하는 것이 보다 바람직하다.
제4항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 제1 광원 내지 제3 광원 중 상기 제2 광원과 상기 제3 광원이 상기 패키지 광원 유닛이다．
제4항에 기재된 구성에 따르면, 예를 들어 655 ㎚ 근방의 광속과 785 ㎚ 근방의 광속을 사출하는 발광점을 1개의 칩 내에 형성한 레이저 광원(예를 들어, 샤프 가부시끼가이샤제의 GH30707A2D 등)이 사용 가능해진다.
제5항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 패키지 광원 유닛으로부터 사출된 파장이 서로 다른 광속에 의해 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광디스크는 정보 기록면을 보호하기 위한 보호층의 두께가 서로 다르고, 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 상기 광디스크의 보호층의 두께의 차이에 기인하는 구면 수차를 보정한다.
제6항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속에 의해 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 광디스크 중, 기록 밀도가 큰 광디스크는 상기 광원 유닛측으로부터 차례로 광학적 투명층과 정보 기록면이 서로 적층된 다층 구조를 갖고, 상기 다층 구조에 있어서 상기 광원 유닛에 가장 가까운 정보 기록면으로부터 차례로 제1 정보 기록면, 제2 정보 기록면, …, 제n 정보 기록면으로 하였을 때, 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 상기 대물 광학계가 상기 제i 정보 기록면으로부터 상기 제j 정보 기록면으로 포커스 점프할 때에 발생하는 구면 수차를 보정한다.
제7항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 대물 광학계는 플라스틱 렌즈를 적어도 1개 갖고, 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 상기 대물 광학계 중의 플라스틱 렌즈의 환경 온도 변화에 수반되는 굴절율 변화 및/또는 굴절율 분포에 기인하는 구면 수차를 보정한다.
제8항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 상기 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속의 파장차에 기인하여 상기 대물 광학계에서 발생하는 구면 수차를 보정한다.
제9항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 상기 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속 중 가장 파장이 짧은 광속의 파장이 ± 10 ㎚의 범위 내에서 변화하였을 때에 상기 대물 광학계의 색 수차에 기인하여 발생하는 구면 수차를 보정한다.
가동 렌즈군을 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동할 수 있도록 구성함으로써 대물 광학계의 배율에 따라서 물점 위치를 광축 방향으로 가변 조정하는 기능에다가, 제5항에 기재된 발명과 같은 광디스크 보호층의 두께의 차이에 기인하는 구면 수차나, 제6항에 기재된 발명과 같은 다층 디스크의 층간 포커스 점프시에 발생하는 구면 수차를 보정하는 기능을 갖게 할 수 있다.
또한, 다층 디스크의 정보 기록면 사이의 포커스 점프에 기인하여 발생하는 구면 수차는 정보 기록면 사이의 거리, 대물 광학계의 상측 개구수, 기록/재생시의 파장을 변수로서 발생시키지만, 이들 변수는 광디스크의 규격에 의해 결정되어 있다. 따라서, 포커스 점프시에 발생하는 구면 수차는 광디스크의 종류에 따라 그 양이 정해져 있으므로, 그 때에 필요한 가동 렌즈군의 이동량은 광디스크의 종류와 가동 렌즈군의 사양에 의해 하나로 결정된다. 즉, 다층 디스크의 정보 기록면 사이의 포커스 점프시에 있어서는, 광디스크의 종류와 포커스 점프의 방향(예를 들어, 제1 정보 기록면 → 제2 정보 기록면, 혹은 제2 정보 기록면 → 제1 정보 기록면)을 검출하여, 그 결과에 의해 결정되는 방향으로 소정의 양만큼 가동 렌즈군을 이동시키면 좋다.
또한 제7항에 기재된 구성과 같은 대물 광학계 중의 플라스틱 렌즈의 환경 온도 변화에 수반하는 굴절율 변화 및/또는 굴절율 분포에 기인하는 구면 수차를 보정하는 기능이나, 제8항에 기재된 구성과 같은 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속의 파장차에 기인하여 대물 광학계에서 발생하는 구면 수차를 보정하는 기능이나, 제9항에 기재된 발명과 같은 예를 들어 발광점의 제조 오차 등에 기인하여 가장 파장이 짧은 광속의 파장이 ± 10 ㎚의 범위 내에서 변화하였을 때에, 대물 광학계의 색 수차에 기인하여 발생하는 구면 수차를 보정하는 기능을 갖게 할 수 있다.
또한, 발광점의 제조 오차에 의한 파장 변동에 기인하여 발생하는 구면 수차는, 광픽업 장치의 제조 공정에 있어서 가동 렌즈군의 위치를 조정하면 되므로, 광디스크에 대한 기록/재생시에 이를 보정할 필요는 없다.
제10항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트되도록 그리고/또는 광축에 대해 경사지도록 추가로 구동된다.
제11항에 기재된 구성은, 제10항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트되도록 그리고/또는 광축에 대해 경사지도록 구동됨으로써 상기 대물 광학계의 트랙킹 구동에 의해 발생되는 코마 수차를 저감시킨다.
제11항에 기재된 구성에 따르면, 대물 광학계의 트랙킹 구동에 의해 발생되는 코마 수차를 가동 렌즈군의 시프트되도록 그리고/또는 경사지도록 구동하므로써 발생되는 코마 수차로 상쇄시킬 수 있다.
제12항에 기재된 구성은, 제10항 또는 제11항에 기재된 광픽업 장치에 있어서 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해, 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트 구동 및/또는 광축에 대해 틸트 구동됨으로써 상기 광디스크의 기울기에 의해 발생되는 코마 수차를 저감시킨다.
제12항에 기재된 구성에 따르면, 광디스크의 기울기에 의해 발생되는 코마 수차를 가동 렌즈군의 시프트되도록 그리고/또는 경사지도록 구동함으로써 발생되는 코마 수차로 상쇄시킬 수 있다.
제13항에 기재된 구성은, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치에 있어서, 상기 가동 렌즈군은 상기 액튜에이터에 의해 상기 광디스크의 회전에 추종하여 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트 구동 및/또는 광축에 대해 틸트 구동된다.
제14항에 기재된 구성은, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 광픽업 장치를 탑재한다.
제14항에 기재된 구성에 따르면, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저 광원 파장이 다른 고밀도 광디스크, DVD 및 CD 등의 복수 종류의 광디스크에 대해 호환성을 갖는 대물 광학계를 구비한 광픽업 장치이며, 대물 광학계의 광학 설계의 자유도를 희생시키는 일 없이 서로 파장이 다른 복수의 레이저 광속을, 발광 가능한 레이저 광원을 사용 가능하게 함으로써 저비용화 및 소형화에 유리한 광픽업 장치 및 이 광픽업 장치를 탑재한 광정보 기록 재생 장치를 얻을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 광픽업 장치(PU1 내지 PU4)에 있어서의 대물 광학계(OBJ)의 제1 광속, 제2 광속, 제3 광속에 대한 배율을 각각 m1, m2, m3이라 한 경우, 광픽업 장치(PU1 및 PU4)에 있어서는 m1 ＝ m2 ＝ 0, m3 ＜ 0이고, 광픽업 장치(PU2 및 PU3)에 있어서는, m1 ＝ 0, m3 ＜ m2 ＜ 0이다.
[제1 실시 형태]
도1은, 고밀도 광디스크(HD)(제1 광디스크)와 DVD(제2 광디스크)와 CD(제3 광디스크) 중 어느 하나에 대해서도 적절하게 정보의 기록/재생을 행할 수 있는 제1 광픽업 장치(PU1)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 고밀도 광디스크(HD)의 광학적 사양은, 파장(λ1) ＝ 408 ㎚, 보호층(PL1)의 두께(t1) ＝ 0.0875 ㎜, 개구수(NA1) ＝ 0.85이고, DVD의 광학적 사양은 파장(λ2) ＝ 658 ㎚, 보호층(PL2)의 두께(t2) ＝ 0.6 ㎜, 개구수(NA2) ＝ 0.67이고, CD의 광학적 사양은 파장(λ3) ＝ 785 ㎚, 보호층(PL3)의 두께(t3) ＝ 1.2 ㎜, 개구수(NA3) ＝ 0, 51이다. 단, 파장, 보호층의 두께 및 개구수의 조합은 이에 한정되지 않는다.
광픽업 장치(PU1)는 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 408 ㎚의 레이저 광속(제1 광속)을 사출하는 청자색 반도체 레이저(LD1)와 광검출기(PD1)가 일체화된 고밀도 광디스크(HD)용 모듈(MD1), DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 658 ㎚의 레이저 광속(제2 광속)을 사출하는 제1 발광점(EP1)과, CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 785 ㎚의 레이저 광속(제3 광속)을 사출하는 제2 발광점(EP2)과, DVD의 정보 기록면(RL2)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제1 수광부(DS1)와, CD의 정보 기록면(RL3)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제2 수광부(DS2)와, 프리즘(PS)으로 구성된 DVD/CD용 레이저 모듈(LM1)(패키지 광원 유닛), 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈[제1 렌즈(MR1)]와, 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈[제2 렌즈(MR2)]의 2매의 렌즈로 구성되는 가동 렌즈군과, 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛(MR), 수차 보정 소자(L1)와 이 수차 보정 소자(L1)를 투과한 레이저 광속을 정보 기록면(RL1, RL2, RL3) 상에 집광시키는 기능을 갖는 양면이 비구면이 된 집광 소자(L2)로 구성된 대물 광학계(OBJ), 2축 액튜에이터(AC2), 액정 소자(LC), 편광 빔 스플리터(BS), 콜리메이트 렌즈(COL), 조리개(STO)로 구성되어 있다.
또한, 액정 소자(LC)는 고밀도 광디스크(HD)의 정보 기록면 사이의 포커스 점프시에 발생하는 구면 수차, 환경 온도 변화에 수반하는 굴절율 변화/굴절율 분포에 기인하여 대물 광학계(OBJ)에서 발생되는 구면 수차, 청자색 반도체 레이저(LD1)의 제조 오차에 의한 파장 변동에 기인하여 대물 광학계(OBJ)에서 발생되는 구면 수차 등을 보정하기 위한 소자이다.
광픽업 장치(PU1)에 있어서, 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 도1에 있어서 실선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 우선 청자색 반도체 레이저(LD1)를 발광시킨다. 청자색 반도체 레이저(LD1)로부터 사출된 발산 광속은 콜리메이트 렌즈(COL)를 투과시킴으로써 평행 광속으로 변환된 후, 편광 빔 스플리터(BS) 및 액정 소자(LC)를 차례로 통과하여 대물 광학계(OBJ)에 의해 고밀도 광디스크(HD)의 보호층(PL1)을 거쳐서 정보 기록면(RL1) 상에 형성되는 스폿이 된다.
또한, 대물 광학계(OBJ)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL1)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 액정 소자(LC), 편광 빔 스플리터(BS), 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 광검출기(PD1)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 광검출기(PD1)의 출력 신호를 이용하여 고밀도 광디스크(HD)에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한 DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도1에 있어서 점선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제1 발광점(EP1)을 발광시킨다. 제1 발광점(EP1)으로부터 사출된 발산 광속은 프리즘(PS)에서 반사된 후, 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)를 통과함으로써 평행 광속으로 변환되어 편광 빔 스플리터(BS)에서 반사되고, 액정 소자(LC)를 통과하여 대물 광학계(OBJ)에 의해 DVD의 보호층(PL2)을 거쳐서 정보 기록면(RL2) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC2)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL2)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 편광 빔 스플리터(BS), 액정 소자(LC)를 통과하여 편광 빔 스플리터(BS)에서 분기되고, 제2 렌즈(MR2) 및 제1 렌즈(MR1)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제1 수광부(DS1)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제1 수광부(DS1)의 출력 신호를 이용하여 DVD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한 CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록, 구체적으로는 상기 DVD에 대한 기록/재생시보다도 짧아지도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도1에 있어서 이점 쇄선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제2 발광점(EP2)을 발광시킨다. 제2 발광점(EP2)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사된 후 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)를 통과함으로써 대물 광학계(OBJ)의 파장(λ3)에 대한 배율(m3)에 대응하는 발산 광속으로 변환되어 편광 빔 스플리터(BS)에서 반사되고, 액정 소자(LC)를 통과하여 대물 광학계(OBJ)에 의해 CD의 보호층(PL3)을 거쳐서 정보 기록면(RL3) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고 대물 광학계(OBJ)는, 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC2)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL3)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 편광 빔 스플리터(BS), 액정 소자(LC)를 통과하여 편광 빔 스플리터(BS)에서 분기되고, 제2 렌즈(MR2) 및 제1 렌즈(MR1)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제2 수광부(DS2)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제2 수광부(DS2)의 출력 신호를 이용하여 CD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
다음에, 대물 광학계(OBJ)의 구성에 대해 설명한다. 또한, 대물 광학계(OBJ)는, 후술하는 제2 내지 제4 실시 형태에 있어서도 동일한 구성으로 되어 있다.
대물 광학계(OBJ1)는, 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 수차 보정 소자(L1)와이 수차 보정 소자(L1)를 투과한 레이저 광속을 광디스크의 정보 기록면 상에 집광시키는 기능을 갖는 양면이 비구면이 된 집광 소자(L2)로 구성되어 있다. 수차 보정 소자(L1)와 집광 소자(L2)는 모두 플라스틱 렌즈로, 각각의 광학 기능부의 주위에는 광학 기능부와 일체적으로 성형된 플랜지부(FL1, FL2)가 형성되어 있고, 이러한 플랜지부(FL1, FL2)의 일부끼리 끼워 맞춤으로써 일체화되어 있다.
수차 보정 소자(L1)의 광원측의 광학 기능면(S1)은, 도3의 (a)에 도시한 바와 같이 DVD의 개구수 0.67까지의 영역에 대응하는 제1 영역(AREA1)과, DVD의 개구수 0.67로부터 고밀도 광디스크(HD)의 개구수 0.85까지의 영역에 대응하는 제2 영역(AREA2)으로 분할되어 있고, 그 내부에 계단 구조가 형성된 복수의 윤대가 광축을 중심으로 하여 배열된 구조인 계단형 회절 구조(HOE)가 제1 영역(AREA1)에 형성되어 있다.
제1 영역(AREA1)에 형성된 계단형 회절 구조(HOE)에 있어서, 각 윤대 내에 형성된 계단 구조의 1단당 깊이(d0)는, d0 ＝ 2 × λ1/(n1 - 1)(㎛)로 산출되는 값으로 설정되고, 각 윤대의 분할수(N)는 5로 설정되어 있다. 단, λ1은 청자색 반도체 레이저로부터 사출되는 레이저 광속의 파장을 미크론 단위로 나타낸 것으로(여기서는, λ1 ＝ 0.408 ㎛), n1은 수차 보정 소자(L1)의 파장(λ1)에 대한 굴절율이다(여기서는, n1 ＝ 1.5242).
이 계단형 회절 구조(HOE)에 대해 파장(λ1)의 레이저 광속이 입사한 경우, 인접하는 계단 사이에서는 2 × λ1(㎛)의 광로차가 발생하여 파장(λ1)의 레이저 광속은 실질적으로 위상차가 부여되지 않으므로, 회절되지 않고 그대로 투과한다. 또한, 이하의 설명에서는 계단형 회절 구조에 의해 실질적으로 위상차가 부여되지않고 그대로 투과하는 광속을 0차 회절광이라 한다.
한편, 이 계단형 회절 구조(HOE)에 대해 적색 반도체 레이저로부터 사출되는 파장(λ2)(여기서는, λ2 ＝ 0.658 ㎛)의 레이저 광속이 입사한 경우, 인접하는 계단 사이에서는 d0 × (n2 - 1) - λ2 ＝ 0.13 ㎛의 광로차가 발생하게 되어 5분할된 윤대 1개분에서는 0.13 × 5 ＝ 0.65 ㎛로 파장(λ2)의 1파장분의 광로차가 발생하기 때문에, 인접하는 윤대를 투과한 파면이 각각 1파장 어긋나 겹쳐지게 된다. 즉, 이 계단형 회절 구조(HOE)에 의해 파장(λ2)의 광속은 1차 방향으로 회절되는 회절광이 된다. 또한, n2는 수차 보정 소자(L2)의 파장(λ2)에 대한 굴절율이다(여기서는, n2 ＝ 1.5064). 이 때의 파장(λ2)의 레이저 광속의 1차 회절광의 회절 효율은 87.5 ％가 되지만, DVD에 대한 정보의 기록/재생에는 충분한 광량이다. 대물 광학계(OBJ)에서는, 계단형 회절 구조(HOE)의 작용에 의해 고밀도 광디스크(HD)와 DVD의 보호층의 두께의 차이에 기인하는 구면 수차를 보정하고 있다.
또한, 이 계단형 회절 구조에 대해 적외 반도체 레이저로부터 사출되는 파장(λ3)(여기서는, λ3 ＝ 0.785 ㎛)의 레이저 광속이 입사한 경우 λ3 ≒ 2 × λ1이므로, 인접하는 계단 사이에서는 1 × λ3(㎛)의 광로차가 발생하여 파장(λ3)의 레이저 광속도 파장(λ1)의 레이저 광속과 같이 실질적으로 위상차가 부여되지 않으므로, 회절되지 않고 그대로 투과한다(0차 회절광). 대물 광학계(OBJ)에서는, 파장(λ1)과 파장(λ3)에 대한 배율을 다르게 함으로써 고밀도 광디스크(HD)와 CD의 보호층 두께의 차이에 기인하는 구면 수차를 보정하고 있다.
또한, 수차 보정 소자(L1)의 광디스크측의 광학 기능면(S2)은 도3의 (c)에 도시한 바와 같이, DVD의 개구수 0.67 내의 영역에 상당하는 광축을 포함하는 제3 영역(AREA3)과, DVD의 개구수 0.67로부터 고밀도 광디스크(HD)의 개구수 0.85까지의 영역에 상당하는 제4 영역(AREA4)으로 분할되어 있고, 브레이즈형 회절 구조(DOE1, DOE2)가 각각 제3 영역(AREA3)과 제4 영역(AREA4)에 형성되어 있다. 브레이즈형 회절 구조(DOE1, DOE2)는 청자색 영역에 있어서의 대물 광학계(OBJ)의 색 수차를 보정하기 위한 구조이다.
또한, 각 실시 형태의 광픽업 장치는 CD에 대해 기록/재생을 행할 때의 개구 제한을 행하기 위한 다이크로익 필터(DFL)를 구비하고 있고, 이 다이크로익 필터(DFL)는 보유 유지 부재(HM)을 거쳐서 대물 광학계(OBJ)와 일체가 되어 광축에 수직인 방향으로 2축 액튜에이터(AC2)에 의해 구동된다.
이상과 같이, 본 실시의 형태의 광픽업 장치(PU1)에 따르면 패키지 광원 유닛과 대물 광학계(OBJ) 사이의 광로 중에 배치된 배율 조정용 광학 유닛의 구성 렌즈군 중, 제1 렌즈(MR1)를 광축 방향으로 구동시킴으로써 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속의 발산각을 각각의 파장에 대한 대물 광학계(OBJ)의 배율에 따른 각도로 변환시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 광속의 파장에 따라서 대물 광학계(OBJ)의 배율을 변화시킬 수 있어, 각각의 파장에 대한 배율이 서로 다른 대물 광학계(OBJ)를 탑재하는 경우라도 패키지 광원 유닛을 사용 가능해지므로, 광픽업 장치(PU1)의 광학 부품 개수의 삭감에 의한 저비용화 및 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 가동 렌즈군을 2개 이상의 렌즈군으로 구성함으로써 가동 렌즈군의 이동량을 작게 할 수 있으므로, 광픽업 장치(PU1)의 소형화를 실현할 수 있다.
[제2 실시 형태]
다음에 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명하지만, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도4에 도시한 바와 같이, 광픽업 장치(PU2)는 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 408 ㎚의 레이저 광속(제1 광속)을 사출하는 청자색 반도체 레이저(LD1)와 광검출기(PD1)가 일체화된 고밀도 광디스크(HD)용 모듈(MD1), DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 658 ㎚의 레이저 광속(제2 광속)을 사출하는 제1 발광점(EP1)과, CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 785 ㎚의 레이저 광속(제3 광속)을 사출하는 제2 발광점(EP2)과, DVD의 정보 기록면(RL2)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제1 수광부(DS1)와, CD의 정보 기록면(RL3)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제2 수광부(DS2)와, 프리즘(PS)으로 구성된 DVD/CD용 레이저 모듈(LM1)(패키지 광원 유닛), 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈[제1 렌즈(MR1)]와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈[제2 렌즈(MR2)]의 2매의 렌즈로 구성되는 가동 렌즈군과, 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛(MR), 수차 보정 소자(L1)와 이 수차 보정 소자(L1)를 투과한 레이저 광속을 정보 기록면(RL1, RL2, RL3) 상에 집광시키는 기능을 갖는 양면이 비구면이 된 집광 소자(L2)로 구성된 대물 광학계(OBJ), 2축 액튜에이터(AC2), 편광 빔 스플리터(BS), 콜리메이트 렌즈(COL), 빔 익스팬더 광학계(BE), 조리개(STO)로 구성되어 있다.
빔 익스팬더 광학계(BE)는 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 제1 렌즈(BE1)와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 제2 렌즈(BE2)로 구성되어 있고, 제1 렌즈(BE1)는 1축 액튜에이터(AC3)에 의해 광축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 빔 익스팬더 광학계(BE)는 고밀도 광디스크(HD)의 정보 기록면 사이의 포커스 점프시에 발생하는 구면 수차, 환경 온도 변화에 수반하는 굴절율 변화/굴절율 분포에 기인하여 대물 광학계(OBJ)에서 발생기는 구면 수차, 청자색 반도체 레이저(LD1)의 제조 오차에 의한 파장 변동에 기인하여 대물 광학계(OBJ)에서 발생하는 구면 수차 등을 보정하기 위한 소자이다.
광픽업 장치(PU2)에 있어서, 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는 도4에 있어서 실선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 우선 청자색 반도체 레이저(LD1)를 발광시킨다. 청자색 반도체 레이저(LD1)로부터 사출된 발산 광속은, 콜리메이트 렌즈(COL)를 투과함으로써 평행 광속으로 변환된 후, 빔 익스팬더 광학계(BE)를 통과함으로써 직경 확장되어 편광 빔 스플리터(BS)를 통과하고, 대물 광학계(OBJ)에 의해 고밀도 광디스크(HD)의 보호층(PL1)을 거쳐서 정보 기록면(RL1) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL1)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 편광 빔 스플리터(BS), 빔 익스팬더 광학계(BE), 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 광검출기(PD1)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 광검출기(PD1)의 출력 신호를 이용하여 고밀도 광디스크(HD)에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한 DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도4에 있어서 점선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제1 발광점(EP1)을 발광시킨다. 제1 발광점(EP1)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사된 후 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)를 통과함으로써 대물 광학계(OBJ)의 파장(λ2)에 대한 전율(m2)에 대응하는 발산 광속으로 변환되고, 편광 빔 스플리터(BS)에서 반사되어 대물 광학계(OBJ)에 의해 DVD의 보호층(PL2)을 거쳐서 정보 기록면(RL2) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC2)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL2)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ) 및 편광 빔 스플리터(BS)를 통과하여 편광 빔 스플리터(BS)에서 분기되고, 제2 렌즈(MR2) 및 제1 렌즈(MR1)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후 제1 수광부(DS1)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제1 수광부(DS1)의 출력 신호를 이용하여 DVD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한 CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록, 구체적으로는 상기 DVD에 대한 기록/재생시보다도 짧아지도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도4에 있어서 이점 쇄선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제2 발광점(EP2)을 발광시킨다. 제2 발광점(EP2)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사된 후 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)를 통과함으로써 대물 광학계(OBJ)의 파장(λ3)에 대한 배율(m3)에 대응하는 발산 광속으로 변환되고, 편광 빔 스플리터(BS)에서 반사되어 대물 광학계(OBJ)에 의해 CD의 보호층(PL3)을 거쳐서 정보 기록면(RL3) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC2)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL3)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 편광 빔 스플리터(BS)를 통과하여 편광 빔 스플리터(BS)에서 분기되고, 제2 렌즈(MR2) 및 제1 렌즈(MR1)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후 제2 수광부(DS2)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제2 수광부(DS2)의 출력 신호를 이용하여 CD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
[제3 실시 형태]
다음에 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명하지만, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도5에 도시한 바와 같이, 광픽업 장치(PU3)는 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 제1 광속을 사출하는 제1 발광점(EP1)과, DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 제2 광속을 사출하는 제2 발광점(EP2)과, 고밀도 광디스크(HD)의 정보 기록면(RL1)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제1 수광부(DS1)와, DVD의 정보 기록면(RL2)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제2 수광부(DS2)와, 프리즘(PS)으로 구성된 고밀도 광디스크/DVD용 레이저 모듈(LM1)(패키지 광원 유닛), CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 제3 광속을 사출하는 적외 반도체 레이저(LD3)와 광검출기(PD3)가 일체화된 CD용 모듈(MD3), 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈[제1 렌즈(MR1)]와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈[제2 렌즈(MR2)]의 2매의 렌즈로 구성되는 가동 렌즈군과, 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛(MR), 수차 보정 소자(L1)와 이 수차 보정 소자(L1)를 투과한 레이저 광속을 정보 기록면(RL1, RL2, RL3) 상에 집광시키는 기능을 갖는 양면이 비구면이 된 집광 소자(L2)로 구성된 대물 광학계(OBJ), 2축 액튜에이터(AC2), 편광 빔 스플리터(BS), 콜리메이트 렌즈(COL), 조리개(STO)로 구성되어 있다.
광픽업 장치(PU1)에 있어서, 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도5에 있어서 실선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 우선 제1 발광점(EP1)을 발광시킨다. 제1 발광점(EP1)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사되어 콜리메이트 렌즈(COL)를 투과함으로써 평행 광속으로 변환된 후, 제1 렌즈 및 제2 렌즈에 의해 직경 확장되어 편광 빔 스플리터(BS)를 통과하고, 대물 광학계(OBJ)에 의해 고밀도 광디스크(HD)의 보호층(PL1)을 거쳐서 정보 기록면(RL1) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL1)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 편광 빔 스플리터(BS), 제2 렌즈, 제1 렌즈, 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제1 수광부(DS1)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제1 수광부(DS1)의 출력 신호를 이용하여 고밀도 광디스크(HD)에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한, DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록, 구체적으로는 상기 고밀도 광디스크(HD)에 대한 기록/재생시보다도 짧아지도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도5에 있어서 점선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제2 발광점(EP2)을 발광시킨다. 제2 발광점(EP2)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사되어 콜리메이트 렌즈(COL)를 투과함으로써 평행 광속으로 변환된 후, 제1 렌즈(MR1) 및 제2 렌즈(MR2)에 의해 대물 광학계(OBJ)의 파장(λ2)에 대한 배율(m2)에 대응하는 발산 광속으로 변환되고, 편광 빔 스플리터(BS)를 통과하여 대물 광학계(OBJ)에 의해 DVD의 보호층(PL2)을 거쳐서 정보 기록면(RL2) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고 대물 광학계(OBJ)는, 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL2)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 편광 빔 스플리터(BS), 제2 렌즈(MR2), 제1 렌즈(MR1), 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제2 수광부(DS2)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제2 수광부(DS2)의 출력 신호를 이용하여 DVD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한, CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는 도5에 있어서 이점 쇄선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이, 우선 적외 반도체 레이저(LD3)를 발광시킨다. 적외 반도체 레이저(LD3)로부터 사출된 발산 광속은, 편광 빔 스플리터(BS)에서 반사되고, 대물 광학계(OBJ)에 의해 CD의 보호층(PL3)을 거쳐서 정보 기록면(RL3) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고 대물 광학계(OBJ)는, 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC2)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL3)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ)를 통과하여 편광 빔 스플리터(BS)에서 분기되고, 광검출기(PD3)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 광검출기(PD3)의 출력 신호를 이용하여 CD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
[제4 실시 형태]
다음에 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명하지만, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도6에 도시한 바와 같이, 광픽업 장치(PU4)는 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 제1 광속을 사출하는 제1 발광점(EP1)과, DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 제2 광속을 사출하는 제2 발광점(EP2)과, CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에 발광되어 제3 광속을 사출하는 제3 발광점(EP3)과, 고밀도 광디스크(HD)의 정보 기록면(RL1)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제1 수광부(DS1)와, DVD의 정보 기록면(RL2)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제2 수광부(DS2)와, CD의 정보 기록면(RL3)으로부터의 반사 광속을 수광하는 제3 수광부(DS3)와, 프리즘(PS)으로 구성된 고밀도 광디스크/DVD/CD용 레이저 모듈(LM1)(패키지 광원 유닛), 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈[제1 렌즈(MR1)]와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈[제2 렌즈(MR2)]의 2매의 렌즈로 구성되는 가동 렌즈군과, 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛(MR), 수차 보정 소자(L1)와 이 수차 보정 소자(L1)를 투과한 레이저 광속을 정보 기록면(RL1, RL2, RL3) 상에 집광시키는 기능을 갖는 양면이 비구면으로 된 집광 소자(L2)로 구성된 대물 광학계(OBJ), 2축 액튜에이터(AC2), 편광 빔 스플리터(BS), 콜리메이트 렌즈(COL), 조리개(STO)로 구성되어 있다.
광픽업 장치(PU1)에 있어서, 고밀도 광디스크(HD)에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록 제1 렌즈(MR1)를 이동시켜 둔다.
그리고, 도6에 있어서 실선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이, 우선 제1 발광점(EP1)을 발광시킨다. 제1 발광점(EP1)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사되어 콜리메이트 렌즈(C0L)를 투과함으로써 평행 광속으로 변환된 후, 제1 렌즈(MR1) 및 제2 렌즈(MR2)에 의해 직경 확장되어 대물 광학계(OBJ)에 의해 고밀도 광디스크(HD)의 보호층(PL1)을 거쳐서 정보 기록면(RL1) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고 대물 광학계(OBJ)는, 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL1)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 제2 렌즈(MR2), 제1 렌즈(MR1), 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제1 수광부(DS1)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제1 수광부(DS1)의 출력 신호를 이용하여 고밀도 광디스크(HD)에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한, DVD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록, 구체적으로는 상기 고밀도 광디스크(HD)에 대한 기록/재생시보다도 길어지도록 제1 렌즈를 이동시켜 둔다.
그리고, 도6에 있어서 이점 쇄선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제2 발광점(EP2)을 발광시킨다. 제2 발광점(EP2)으로부터 사출된 발산 광속은 프리즘(PS)에서 반사되어 콜리메이트 렌즈(COL)를 투과함으로써 평행 광속으로 변환된 후, 제1 렌즈(MR1) 및 제2 렌즈(MR2)에 의해 직경 확장되어 대물 광학계(OBJ)에 의해 DVD의 보호층(PL2)을 거쳐서 정보 기록면(RL2) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL2)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 제2 렌즈(MR2), 제1 렌즈(MR1), 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제2 수광부(DS2)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제2 수광부(DS2)의 출력 신호를 이용하여 DVD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한, CD에 대해 정보의 기록/재생을 행하는 경우에는, 우선 제1 렌즈 구동용 액튜에이터(AC1)에 의해 제1 렌즈(MR1)와 제2 렌즈(MR2)의 간격이 소정 거리가 되도록, 구체적으로는 고밀도 광디스크(HD)에 대한 기록/재생시보다도 짧아지도록 제1 렌즈(MR1)를 이동시켜 둔다.
그리고, 도6에 있어서 점선으로 그 광선 경로를 그린 바와 같이 제3 발광점(EP3)을 발광시킨다. 제3 발광점(EP3)으로부터 사출된 발산 광속은, 프리즘(PS)에서 반사되어 콜리메이트 렌즈(COL)를 투과함으로써 평행 광속으로 변환된 후, 제1 렌즈(MR1) 및 제2 렌즈(MR2)에 의해 대물 광학계(OBJ)의 파장(λ3)에 대한 배율(m3)에 대응하는 발산 광속으로 변환되고, 대물 광학계(OBJ)에 의해 CD의 보호층(PL3)을 거쳐서 정보 기록면(RL3) 상에 형성되는 스폿이 된다.
그리고, 대물 광학계(OBJ)는 그 주변에 배치된 2축 액튜에이터(AC)에 의해 포커싱이나 트랙킹을 행한다. 정보 기록면(RL3)에서 정보 피트에 의해 변조된 반사 광속은, 다시 대물 광학계(OBJ), 제2 렌즈(MR2), 제1 렌즈(MR1), 콜리메이트 렌즈(COL)를 통과하여 프리즘(PS) 내에서 2회 반사한 후, 제3 수광부(DS3)의 수광면 상에 수렴된다. 그리고, 제3 수광부(DS3)의 출력 신호를 이용하여 CD에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
또한, 도시는 생략하지만 상기 제1 내지 제4 실시 형태에 나타낸 광픽업 장치, 광디스크를 회전 가능하게 보유 지지하는 회전 구동 장치, 이들 각종 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 탑재함으로써, 광디스크에 대한 광정보의 기록 및 광디스크에 기록된 정보의 재생 중 적어도 한 쪽의 실행이 가능한 광정보 기록 재생 장치를 얻을 수 있다.
다음에, 상술한 광픽업 장치(PU1 내지 PU4)에 탑재되는 광픽업 광학계로서 적합한 광학계를 구체적인 수치를 예로 들면서 설명한다.
각 실시예에 있어서의 중첩형 회절 구조 및 회절 구조가 형성되는 광학면의 비구면은, 그 면의 꼭지점에 접하는 평면으로부터의 변형량을 X(㎜), 광축에 수직인 방향의 높이를 h(㎜), 곡률 반경을 r(㎜)이라 하면, 이후에 나타내는 표1 내지 표4 중의 계수를 다음 (수학식 1)에 대입한 수식으로 나타낸다. 단, κ를 원뿔 계수, A2i를 비구면 계수라 한다.
(수학식 1)
표1 내지 표4에 있어서 NA는 개구수, λ(㎚)는 설계 파장, f(㎜)는 촛점 거리, m은 대물 렌즈 전계의 배율, t(㎜)는 보호 기판 두께, r(㎜)은 곡률 반경, Nλ는 설계 파장에 대한 25 ℃에서의 굴절율, νd는 d선에 있어서의 아베수를 나타낸다. 또한, 비구면은 그 면의 꼭지점에 접하는 평면으로부터의 변형량을 X(㎜), 광축에 수직인 방향의 높이를 h(㎜), 곡률 반경을 r(㎜)이라 할 때, 다음 (수학식 2)로 나타낸다. 단, κ를 원뿔 계수, A2i를 비구면 계수로 한다
또한, 각 실시예에 있어서의 중첩형 회절 구조 및 회절 구조는 이들의 구조에 의해 투과 파면에 부가되는 광로차로 나타낸다. 이러한 광로차는, λ를 입사 광속의 파장, λB를 제조 파장, 광축에 수직인 방향의 높이를 h(㎜), B2j를 광로차 함수 계수, n을 회절 차수라 할 때 다음 (수학식 2)로 정의되는 광로차 함수 Øb(㎜)로 나타낸다.
(수학식 2)
[제1 실시예]
제1 실시예는 제1 광픽업 장치(PU1)에 탑재하는 광픽업 광학계로서 최적의 광학계로, 그 구체적인 수치 데이터를 표1에 나타낸다.
[표 1-1]
[표 1-2]
본 실시예에 있어서는, 파장(λ2)의 레이저 광속을 사출하는 발광점과 파장(λ3)의 레이저 광속을 사출하는 발광점을 1개의 하우징에 수납한 패키지 광원 유닛과, 대물 광학계 사이의 광로 중에 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 2매의 렌즈로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛을 배치하고 있다.
본 실시예에 있어서, DVD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 2.913 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출된 파장(λ2)의 발산 광속은, 평행 광속으로 변환되어 대물 광학계에 입사한다.
또한, CD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 0.250 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출된 파장(λ3)의 발산 광속은 대물 광학계의 파장(λ3)에 대한 배율(m3)(＝ - 1/8.000)에 대응하는 발산 광속으로 변환되어 대물 광학계에 입사한다.
[제2 실시예]
제2 실시예는 제2 광픽업 장치(PU2)에 탑재하는 광픽업 광학계로서 최적의 광학계로, 그 구체적인 수치 데이터를 표2에 나타낸다.
[표 2-1]
[표 2-2]
본 실시예에 있어서는, 파장(λ2)의 레이저 광속을 사출하는 발광점과 파장(λ3)의 레이저 광속을 사출하는 발광점을 1개의 하우징에 수납한 패키지 광원 유닛과, 대물 광학계 사이의 광로 중에 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 2매의 렌즈로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛을 배치하고 있다.
본 실시예에 있어서, DVD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 2.727 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출된 파장(λ2)의 발산 광속은, 대물 광학계의 파장(λ2)에 대한 배율(m2)(＝ - 1/21.4l3)에 대응하는 발산 광속으로 변환되어 대물 광학계에 입사한다.
또한, CD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 0.750 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출된 파장(λ3)의 발산 광속은, 대물 광학계의 파장(λ3)에 대한 배율(m3)(＝ - 1/8.000)에 대응하는 발산 광속으로 변환되어 대물 광학계에 입사한다.
[제3 실시예]
제3 실시예는 제3 광픽업 장치(PU3)에 탑재하는 광픽업 광학계로서 최적의 광학계로, 그 구체적인 수치 데이터를 표3에 나타낸다.
[표 3-1]
[표 3-2]
본 실시예에 있어서는, 파장(λ1)의 레이저 광속을 사출하는 발광점과 파장(λ2)의 레이저 광속을 사출하는 발광점을 1개의 하우징에 수납한 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 레이저 광속을 대략 평행 광속으로 변환하는 콜리메이트 렌즈와, 대물 광학계 사이의 광로 중에 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 2매의 렌즈로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛을 배치하고 있다. 본 실시예에 있어서, HD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 2.000 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출되어, 콜리메이트 렌즈에 의해 평행 광속으로 변환된 파장(λ1)의 평행 광속은 배율 조정용 광학 유닛에 의해 광속 직경이 확대되어 대물 광학계에 입사한다.
또한, DVD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 1.530 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출되어 콜리메이트 렌즈에 의해 평행 광속으로 변환된 파장(λ2)의 평행 광속은 배율 조정용 광학 유닛에 의해 대물 광학계의 파장(λ2)에 대한 배율(m2)(＝ - 1/21.413)에 대응하는 발산 광속으로 변환되어 대물 광학계에 입사한다.
[제4 실시예]
제4 실시예는 제4 픽업 장치(PU4)에 탑재하는 광픽업 광학계로서 최적의 광학계로, 그 구체적인 수치 데이터를 표4에 나타낸다.
[표 4-1]
[표 4-2]
본 실시예에 있어서는 파장(λ1)의 레이저 광속을 사출하는 발광점과, 파장(λ2)의 레이저 광속을 사출하는 발광점과, 파장(λ3)의 레이저 광속을 사출하는 발광점을 1개의 하우징에 수납한 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 레이저 광속을 대략 평행 광속으로 변환하는 콜리메이트 렌즈와, 대물 광학계 사이의 광로 중에 근축에 있어서의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 근축에 있어서의 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 2매의 렌즈로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛을 배치하고 있다.
본 실시예에 있어서, HD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 2.000 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출되어 콜리메이트 렌즈에 의해 평행 광속으로 변환된 파장(λ1)의 평행 광속은, 배율 조정용 광학 유닛에 의해 광속 직경은 확대되어 대물 광학계에 입사한다.
또한, DVD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 2.103 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출되어 콜리메이트 렌즈에 의해 평행 광속으로 변환된 파장(λ2)의 평행 광속은, 배율 조정용 광학 유닛에 의해 광속 직경이 확대되어 대물 광학계에 입사한다.
또한, CD에 대한 기록/재생시에는 배율 조정용 광학 유닛을 구성하는 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈와 굴절력이 플러스인 플라스틱 렌즈의 간격이 0.320 ㎜가 되도록 액튜에이터에 의해 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 이동시킨다. 이에 의해, 패키지 광원 유닛으로부터 사출되어 콜리메이트 렌즈에 의해 평행 광속으로 변환된 파장(λ3)의 평행 광속은, 배율 조정용 광학 유닛에 의해 대물 광학계의 파장(λ3)에 대한 배율(m3)(＝ - 1/8.000)에 대응하는 발산 광속으로 변환되어 대물 광학계에 입사한다.
또한, 상술한 제1 실시예 내지 제4 실시예에 있어서 대물 광학계에 대해 발산 광속이 입사하는 경우에는, 트랙킹 구동에 의해 대물 광학계가 광축 수직 방향으로 시프트하면 대물 광학계의 가상물점이 축외물점이 되므로 코마 수차가 발생된다. 이 코마 수차의 발생량이 크면, 광디스크에 대한 기록/재생시에 양호한 트랙킹 특성을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.
상술한 제1 실시예 내지 제4 실시예에서는, 배율 조정용 광학 유닛의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 광축 수직 방향으로 시프트시킴으로써 이러한 대물 광학계의 트랙킹 구동에 의해 발생하는 코마 수차를 보정하는 것이 가능하다.
도7에 제1 실시예의 광학계에 있어서 CD에 대한 기록/재생시에 대물 광학계가 광축 수직 방향으로 시프트하였을 때에 발생되는 코마 수차를 배율 조정용 광학 유닛의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 광축 수직 방향으로 시프트시킴으로써 보정한 결과를 나타낸다.
또한, 도8에 제3 실시예의 광학계에 있어서 DVD에 대한 기록/재생시에 대물 광학계가 광축 수직 방향으로 시프트하였을 때에 발생되는 코마 수차를 배율 조정용 광학 유닛의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 광축 수직 방향으로 시프트시킴으로써 보정한 결과를 나타낸다.
이들의 결과로부터, 제1 실시예 내지 제4 실시예의 광학계는 대물 광학계의 트랙킹 구동에 동기시켜 배율 조정용 광학 유닛의 굴절력이 마이너스인 플라스틱 렌즈를 광축 수직 방향으로 시프트시킴으로써 양호한 트랙킹 특성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 광픽업 장치는 제1 광원 내지 제3 광원 중 적어도 2개의 광원은 각각 발광점이 1개인 하우징에 수납된 패키지 광원 유닛 및 액튜에이터와 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 가동 렌즈군으로 구성되는 배율 조정용 광학 유닛을 구비한다. 가동 렌즈군은 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동됨으로써 패키지 광원 유닛으로부터 사출되는 광속의 파장에 따라 대물 광학계의 배율을 변화시킨다. 이에 의해, 각각의 파장에 대한 배율이 서로 다른 대물 광학계를 탑재하는 경우라도 패키지 광원 유닛을 사용 가능해지므로 광픽업 장치의 광학 부품 개수의 삭감에 의한 저비용화 및 소형화를 실현할 수 있다.
도1은 광픽업 장치의 구성을 도시한 주요부 평면도.
도2의 (a) 내지 도2의 (c)는 대물 렌즈의 구조를 도시한 도면
도3의 (a) 내지 도3의 (c)는 수차 보정 소자의 구조를 도시한 도면.
도4는 광픽업 장치의 구성을 도시한 주요부 평면도.
도5는 광픽업 장치의 구성을 도시한 주요부 평면도.
도6은 광픽업 장치의 구성을 도시한 주요부 평면도.
도7은 대물 렌즈의 시프트량과 파면 수차의 관계를 나타낸 그래프.
도8은 대물 렌즈의 시프트량과 파면 수차의 관계를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
AC : 액튜에이터
BS : 편광 빔 스플리터
COL : 콜리메이트 렌즈
DS : 수광부
EP : 발광점
FL : 플랜지부
HD : 고밀도 광디스크
L1 : 수차 보정 렌즈
LC : 액정 소자
LD : 청자색 반도체 레이저
MR : 렌즈
OBJ : 대물 광학계
PD : 광검출기
RL : 정보 기록면
PU : 광픽업 장치
PL : 보호층
PS : 프리즘
STO : 조리개

Claims (14)

  1. 파장(λ1)의 제1 광속을 사출하는 제1 광원과,
    파장(λ1)보다도 긴 파장(λ2)의 제2 광속을 사출하는 제2 광원과,
    파장(λ2)보다도 긴 파장(λ3)의 제3 광속을 사출하는 제3 광원과,
    제1 내지 제3 광원 중 적어도 2개의 광원의 발광점이 1개의 하우징에 수납된 패키지 다중 광원 유닛과,
    파장이 서로 다른 적어도 3 종류의 광원으로부터 사출된 광속을 정보 기록 밀도가 서로 다른 적어도 3 종류의 광디스크의 정보 기록면 상에 집광시키기 위한 대물 광학계와,
    액튜에이터와 가동 렌즈군을 구비하고 패키지 다중 광원 유닛과 대물 광학계 사이의 광로에 배치된 배율 조정용 광학 유닛을 포함하며,
    가동 렌즈군은 패키지 다중 광원 유닛으로부터 사출되는 광속의 파장에 따라 대물 광학계의 배율을 변화시키도록 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 광픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 가동 렌즈군은 적어도 1개의 렌즈군이 상기 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 적어도 2개의 렌즈군을 포함하는 광픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서, 가동 렌즈군은 적어도 1개의 마이너스 렌즈군과 적어도 1개의 플러스 렌즈군을 포함하는 광픽업 장치.
  4. 제1항에 있어서, 패키지 다중 광원 유닛은 제2 광원 및 제3 광원을 제공하는 광픽업 장치.
  5. 제1항에 있어서, 패키지 다중 광원 유닛으로부터 각각 사출된 파장이 서로 다른 광속에 의해 광디스크에 정보 기록 및/또는 재생하며, 광디스크는 정보 기록면을 서로 다른 두께의 보호층을 가지며, 가동 렌즈군은 광디스크의 보호층의 두께의 차이에 기인하는 구면 수차를 보정하도록 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 광픽업 장치.
  6. 제1항에 있어서, 패키지 다중 광원 유닛으로부터 각각 사출되는 파장이 서로 다른 광속에 의해 광디스크에 정보를 기록 및/또는 재생하며, 광디스크 중 최대의 기록 밀도를 갖는 광디스크는 광학적 투명층과 정보 기록면이 교번식으로 적층된 다층 구조를 포함하고, 다층 구조에 있어서 패키지 다중 광원 유닛에 가장 가까운 정보 기록면으로부터 차례로 제1 정보 기록면, 제2 정보 기록면 내지 제n 정보 기록면으로 하였을 때, 가동 렌즈군은 대물 광학계가 상기 제i 정보 기록면으로부터 제j 정보 기록면으로 포커스 점프할 때에 발생하는 구면 수차를 보정하도록 광축 방향으로 액튜에이터에 의해 구동되는 광픽업 장치.
  7. 제1항에 있어서, 대물 광학계는 적어도 1개의 플라스틱 렌즈를 포함하고, 가동 렌즈군은 대물 광학계 중의 플라스틱 렌즈의 환경 온도 변화에 수반되는 굴절율 변화 및/또는 굴절율 분포에 기인하는 구면 수차를 보정하도록 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 광픽업 장치.
  8. 제1항에 있어서, 가동 렌즈군은 패키지 다중 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속의 파장차에 기인하여 대물 광학계에서 발생하는 구면 수차를 보정하도록 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되는 광픽업 장치.
  9. 제1항에 있어서, 가동 렌즈군은 대물 광학계의 색 수차에 기인하여 발생하는 구면 수차를 보정하도록 액튜에이터에 의해 광축 방향으로 구동되고,
    광속이 패키지 다중 광원 유닛으로부터 사출되는 파장이 서로 다른 광속 중 가장 짧은 파장을 갖는 경우, 광속의 가장 짧은 파장은 ± 10 ㎚의 범위 내에서 변화하는 광픽업 장치.
  10. 제1항에 있어서, 가동 렌즈군은 액튜에이터에 의해 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트되도록 그리고/또는 광축에 대해 경사지도록 추가로 구동되는 광픽업 장치.
  11. 제1항에 있어서, 가동 렌즈군은 대물 광학계의 트랙킹에 의해 발생되는 코마 수차를 저감시키도록 액튜에이터에 의해 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트되도록 그리고/또는 광축에 대해 경사지도록 구동되는 광픽업 장치.
  12. 제10항에 있어서, 가동 렌즈군은 광디스크의 기울기에 의해 발생되는 코마 수차를 저감시키도록 액튜에이터에 의해 광축에 대해 수직 방향으로의 시프트되도록 그리고/또는 광축에 대해 경사지도록 구동되는 광픽업 장치.
  13. 제10항에 있어서, 가동 렌즈군은 광디스크의 회전에 추종하도록 액튜에이터에 의해 광축에 대해 수직 방향으로 시프트되도록 그리고/또는 광축에 대해 경사지도록 구동되는 광픽업 장치.
  14. 제1항의 광픽업 장치를 포함하는 광 정보 기록 및 재생 장치.
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