KR20060054109A - 위상 보상판부착 픽업 렌즈 및 그것을 사용한 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파면수차가 저감된 상태를 보증하고, 집광 렌즈의 광축과 입사광의 광축의 어긋남에 기인하는 수차가 발생하지 않는 픽업 렌즈를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 픽업 렌즈는 집광 렌즈와 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈로서, 상기 집광 렌즈의 적어도 하나의 면에는 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 상기 위상 보상판은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하는 것이다. 이와 같은 구성에 의하여 사용 파장이 다른 3종류의 정보기록매체 각각에 대하여 가능한 한 파면수차가 저감된 상태를 보증할 수 있다.

Description

위상 보상판부착 픽업 렌즈 및 그것을 사용한 광픽업장치{PICKUP LENS WITH PHASE COMPENSATION PLATE OPTICAL PICKUP LENS USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따르는 광픽업의 개략도,

도 2는 본 발명에 따르는 집광 렌즈 및 위상 보상판의 개략도,

도 3은 본 발명에 따르는 광픽업으로 HD-DVD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 4는 본 발명에 따르는 광픽업으로 DVD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 5는 본 발명에 따르는 위상 보상판을 사용하지 않고 CD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 6은 본 발명에 따르는 위상 보상판을 구성하는 각 위상 보상요소가 주는 위상차를 나타내는 도,

도 7은 본 발명에 따르는 광픽업으로 CD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 8은 본 발명에 따르는 광픽업의 렌즈 데이터로, 디스크가 HD-DVD인 경우를 나타내는 도,

도 9는 본 발명에 따르는 광픽업의 렌즈 데이터로, 디스크가 DVD인 경우를 나타내는 도,

도 10은 본 발명에 따르는 광픽업의 렌즈 데이터로, 디스크가 CD인 경우를 나타내는 도,

도 11은 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 12는 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 13은 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 14는 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 광로 길이 차를 나타내는 도,

도 15는 본 발명에 따르는 광픽업의 개략도,

도 16은 본 발명에 따르는 광픽업으로 HD-DVD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 17은 본 발명에 따르는 광픽업으로 DVD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 18은 본 발명에 따르는 광픽업으로 CD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포(제한개구내)를 나타내는 도,

도 19는 본 발명에 따르는 광픽업으로 CD를 기록 또는 재생한 경우의 파면수차 분포를 나타내는 도,

도 20은 본 발명에 따르는 광픽업의 렌즈 데이터로, 디스크가 HD-DVD인 경우를 나타내는 도,

도 21은 본 발명에 따르는 광픽업의 렌즈 데이터로, 디스크가 DVD인 경우를 나타내는 도,

도 22는 본 발명에 따르는 광픽업의 렌즈 데이터로, 디스크가 CD인 경우를 나타내는 도,

도 23은 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 24는 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 25는 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 26은 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 광로 길이 차를 나타내는 도,

도 27은 본 발명에 따르는 위상 보상판의 구조를 나타내는 도,

도 28은 본 발명에 따르는 집광 렌즈 및 위상 보상판의 개략도,

도 29는 렌즈 좌표축을 나타내는 도,

도 30은 본 발명에 따르는 블루레이의 파면수차 분포의 계산결과를 나타내는 도,

도 31은 본 발명에 따르는 DVD에 있어서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타내는 도,

도 32는 본 발명에 따르는 CD에 있어서의 동공면에서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타내는 도,

도 33은 본 발명에 따르는 CD에 있어서의 동공면에서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타내는 도,

도 34는 본 발명에 따르는 렌즈 모듈과 디스크의 렌즈 데이터를 나타내는 도,

도 35는 본 발명에 따르는 렌즈 모듈과 디스크의 렌즈 데이터를 나타내는 도 ,

도 36은 본 발명에 따르는 렌즈 모듈과 디스크의 렌즈 데이터를 나타내는 도,

도 37은 본 발명에 따르는 위상 보상판의 비구면 형상을 수식으로 표현한 도,

도 38은 본 발명에 따르는 위상 보상판의 비구면 형상을 수식으로 표현한 도,

도 39는 본 발명에 따르는 위상 보상판의 비구면 형상을 수식으로 표현한 도,

도 40은 본 발명에 따르는 위상 보상판의 비구면 형상을 수식으로 표현한 도,

도 41은 본 발명에 따르는 위상 보상판의 비구면 형상을 수식으로 표현한 도,

도 42는 본 발명에 따르는 위상 보상판의 비구면 형상을 수식으로 표현한 도,

도 43은 본 발명에 따르는 블루레이/DVD 공통 사용영역 및 블루레이 전용 사용영역에 상당하는 개략 광로 길이의 어긋남을 나타내는 도,

도 44는 본 발명에 따르는 위상 보상판의 구조를 나타내는 도,

도 45는 본 발명에 따르는 집광 렌즈의 면형상을 나타내는 도,

도 46은 본 발명에 따르는 집광 렌즈 위상 보상판의 개략도,

도 47은 본 발명에 따르는 위상 보상판에 있어서의 α의 허용범위를 나타내는 표,

도 48은 본 발명에 따르는 위상 보상판에 있어서의 α의 허용범위를 나타내는 표이다.

※ 도면의 주요부분에 있어서의 부호의 설명

100 : 3파장 레이저 101 : 레이저광

102 : 편광빔 스프리터 103 : 콜리메이터 렌즈

104 : 렌즈 모듈 105 : 제한 개구

106 : 위상 보상판 107 : 1/4 파장판

108 : 집광 렌즈 109 : 광디스크

110 : 검출기 120 : 렌즈 모듈

121 : 제한 개구 122 : 위상 보상판

123 : 집광 렌즈 125 : 1/4 파장판

본 발명은 복수종류의 단색광을 사용하는 다파장용 광학계로서, 예를 들면 CD (Compact Disc : CD-R 등의 CD도 포함한다), DVD(Digital Versatile Disc), 블루레이, HD-DVD(High-Definition DVD) 등, 종류가 다른 광기록매체에 대응할 수 있는 호환형의 기록 재생장치에 사용될 수 있는 위상 보상판부착 픽업 렌즈 및 그것 을 사용한 광픽업에 관한 것이다.

종래부터 CD나 DVD 등, 수종의 광디스크를 하나의 장치로 기록 또는 재생할 수 있게 한 호환형 광디스크장치가 제안되어 있다.

이와 같은 호환형 광디스크장치에서는 CD나 DVD 등(이하, 이들을 정리하여 광디스크라 한다), 각각의 광디스크에 기억된 정보신호를 기록 또는 재생하기 위하여 광원으로부터의 레이저빔을 각각의 광디스크의 정보기록면에 투명기판을 거쳐 집광시킬 필요가 있다. 그러나 (1) CD의 기록 또는 재생시에 사용되는 레이저빔의 파장과 DVD의 기록 또는 재생시에 사용되는 레이저빔의 파장과는 달리, (2) CD의 투명기판의 두께는 1.2 mm 인 데 대하여 DVD의 투명기판의 두께는 0.6 mm 이기 때문에 종래부터 사용되고 있는 집광 렌즈를, 그대로 호환형 광디스크장치에 있어서 CD와 DVD에서 공용하였다면, 상기 (1) 및 (2)를 기인으로 하여 발생하는 수차에 의하여 CD와 DVD에서 각각 사용되는 레이저빔을 각각의 광디스크의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 집광시킬 수 없다.

또, 최근 제안되어 있는 초고밀도 기록대응의 광디스크(블루레이, HD-DVD) 대응 장치는, 정보의 기록 또는 재생을 위하여 파장 405 nm 정도의 청색 레이저를 사용하고 있다. 따라서 이후의 호환형 광디스크장치에서는 CD나 DVD의 기록 또는 재생뿐만 아니라, 초고밀도 기록 대응의 광디스크의 기록 또는 재생도 할 수 있는 것이 기대된다. 즉, 종래의 호환형 광디스크장치에서는 2종류의 광원 파장과 2종류의 두께가 다른 투명기판을 고려하고 있었으나, 이후의 호환형 광디스크장치에서는 최대 3종류의 광원 파장과 최대 3종류의 두께가 다른 투명기판을 고려할 필요가 있다고 하게 된다.

이와 같은 경우, 호환형 광디스크장치로서는 그 구성부품인 픽업에 광디스크의 종류마다 수차가 발생하지 않는 집광 렌즈를 설치하여 사용하는 광디스크의 종류에 따라 집광 렌즈를 교환하거나, 또는 광디스크의 종류마다 픽업을 설치하여 사용하는 광디스크의 종류에 따라 픽업을 교환하거나 하는 것이 생각된다. 그러나 비용면이나 장치의 소형화를 실현하기 위해서는, 집광 렌즈로서 광디스크의 어느 종류에도 동일한 렌즈를 사용할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 집광 렌즈의 제 1 예로서, 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 상기 특허문헌 1에 의하면, 제 2 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ1의 광원과, 제 1 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ2(λ1 < λ2) 의 광원과, 제 1 광매체 및 제 2 광매체보다도 두꺼운 기판의 제 3 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ3(λ2 < λ3)의 광원과, 각 광원으로부터의 광속을 각 광매체에 집광시키는 집광 렌즈를 구비하여 제 2 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ1의 광속을 집광 렌즈(1)에 평행광으로서 입사하고, 제 1 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ2의 광속을 집광 렌즈에 평행광으로서 입사하고, 제 3 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ3의 광속을 집광 렌즈에 발산광으로서 입사하는 것을 특징으로 한다.

이 문헌에 기재된 집광 렌즈는, 양의 파워를 가지는 굴절 렌즈의 한쪽 면에 둥근 띠형상의 미세한 단차가 치밀하게 설치되어 이루어지는 회절 렌즈구조가 형성된 것이다. 이와 같은 회절 렌즈구조는, 평행광속으로서 집광 렌즈에 입사된(이하, 무한계라 함) 파장 λ1의 레이저빔을 두께가 얇은 기판을 가지는 제 2 광매체 의 정보기록면에 집광시키고, 또한 무한계의 파장 λ2의 레이저빔을 동일한 두께의 기판을 가지는 제 1 광매체의 정보기록면에 집광시키도록 설계되어 있다.

한편, 집광 렌즈는 파장 λ3에 관하여 전혀 고려되어 있지 않기 때문에 파장 λ3의 레이저빔으로 제 3 광매체에 정보를 기록 재생하는 경우에는 파면수차가 발생한다. 그 때문에 상기 레이저빔을 평행광속에 콜리메이트하는 것이 아니고, 발산광으로서 집광렌즈에 입사시킨다(이하, 유한계라 함). 그 입사광의 발산정도, 즉 기하 광학적으로 말하는 집광 렌즈에 있어서의 물체거리를 바꿈으로써 구면 수차가 변화하는 것을 사용하고 있다.

이와 같은 집광 렌즈의 제 2 예로서, 특허문헌 2에 기재된 것이 있다. 상기 특허문헌 2에 의하면, 제 1 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ1의 광원과, 제 2 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ2(λ1 < λ2)의 광원과, 제 3 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ3(λ2 < λ3)의 광원과, 각 광원으로부터의 광속을 각 광매체에 집광시키는 집광 렌즈를 구비하여 제 1 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ1의 광속을 집광 렌즈(1)에 평행광으로서 입사하고, 제 2 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ2의 광속을 집광 렌즈에 발산광으로서 입사하고, 제 3 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ3의 광속을 집광 렌즈에 발산광으로서 입사하는 것을 특징으로 한다.

이 경우의 집광 렌즈는, 양의 파워를 가지는 굴절 렌즈의 한쪽 면에 둥근 띠형상의 미세한 단차가 치밀하게 설치되어 이루어지는 회절 렌즈구조가 형성된 것이다. 단, 이 집광 렌즈는 파장 λ1에서는 무한계로 하고, 파장 λ2 및 λ3에서는 유한계로서 설계되어 있다. 이것은 문헌 2에도 개시되어 있는 바와 같이 λ2 및 λ3에서 유한계로 하고, 제 2, 제 3 광디스크에 대하여 발산광속을 입사하도록 하면 회절구조가 보정하지 않고서는 안되는 다른 종류의 광디스크의 기판 두께의 차이에 기인하여 발생하는 수차량을 경감할 수 있기 때문에, 인접하는 둥근 띠의 간격을 넓힐 수 있어 둥근 띠형상의 제조 오차에 의한 회절효율의 저하를 완화할 수 있기 때문이다.

또한 상기 특허문헌 2에 의하면, 제 1 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ1의 광원과, 제 2 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ2(λ1 < λ2)의 광원과, 제 3 광매체에 정보를 기록 재생하는 파장 λ3(λ2 < λ3) 의 광원과, 각 광원으로부터의 광속을 각 광매체에 집광시키는 집광 렌즈를 구비하여 제 1 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ1의 광속을 집광 렌즈(1)에 평행광으로서 입사하고, 제 2 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ2의 광속을 집광 렌즈에 평행광으로서 입사하고, 제 3 광매체에 기록 재생할 때에는 파장 λ3의 광속을 집광 렌즈에 평행광으로서 입사하는 것을 특징으로 한다.

이 경우의 집광 렌즈는 파장 λ1과 제 1 광매체의 기판 두께에 대해서만 파면수차가 작아지도록 설계되어 있고, 양의 파워를 가지는 굴절 렌즈의 한쪽 면에 둥근 띠형상의 미세한 단차가 치밀하게 설치되어 이루어지는 회절 렌즈구조는 형성되어 있지 않다. 그 때문에 파장 λ2에서 제 2 광매체에 정보를 기록하는 경우에는 파면수차가 발생하나, 동심원형상의 복수의 둥근 띠로 이루어지는 회절구조가 형성된 커플링 렌즈를 파장 λ2의 광만이 통과하는 광로 중에 사용하고, 이 커플링 렌즈에 의하여 파면수차를 보정한다. 마찬가지로 파장 λ3으로 제 3 광매체에 정보를 기록하는 경우에는 파면수차가 발생하나, 동심원형상의 복수의 둥근 띠로 이루어지는 회절구조가 형성된 커플링 렌즈를 파장 λ3의 광만이 통과하는 광로중에 사용하고, 이 커플링 렌즈에 의하여 파면수차를 보정한다. 다른 방법으로서, 파장 λ2와 파장 λ3으로 이루어지는 2파장 레이저를 사용하여 상기 동심원형상의 복수의 둥근 띠로 이루어지는 회절구조가 형성된 커플링 렌즈를 파장 λ2와 파장 λ3에서 공용으로 하는 방법도 개시되어 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2004-6005호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2004-79146호 공보

상기 종래예에서도 공통의 집광 렌즈를 사용할 수 있기 때문에 집광 렌즈를 포함하여 각종 광디스크마다 사용부재를 교환하기 위한 수단 등이 불필요하게 되어 비용면이나 구성의 간략화의 점에서 유리하게 된다.

그러나 상기 특허문헌 1에서는 파장 λ3의 레이저빔으로 제 3 광매체에 정보를 기록 재생하는 경우에는 유한계를 사용하여 발생하는 수차를 보정하고 있으나, 파장 λ1의 레이저빔으로 제 2 광매체에 정보를 기록 재생하는 경우, 또한 파장 λ2의 레이저빔으로 제 1 광매체에 정보를 기록 재생하는 경우의, 무한계의 광학계와 부품을 공유화하는 것이 어렵고, 또 λ1, λ2, λ3의 파장을 하나의 소자로서 가지는 3파장 레이저를 사용하는 경우에서는 특히 파장 λ3의 레이저빔으로 제 3 광매 체에 정보를 기록 재생하는 경우에만 유한계로 하는 것은 곤란하고, 이들 이유에 의하여 간소한 광학계를 실현할 수 없다는 문제점이 있었다. 이 문제점에서는 특허문헌 2에 기재된 파장 λ1의 레이저빔으로 제 1 광매체에 정보를 기록 재생하는 경우에만 유한계로 하는 경우에도 동일하다.

또한 발산광을 집광 렌즈에 입사하여, 그 집광 렌즈를 엑츄에이터에 탑재하여 트랙 서보를 행한 경우에는, 집광 렌즈의 광축과 입사광의 광축의 어긋남에 기인하는 유한계 특유의 수차가 발생하여 광디스크의 정보기록면에 레이저빔을 충분히 집광할 수 없다라는 등의 문제점이 있었다.

한편, 특허문헌 2에는 모두를 무한계로 구성하는 방법도 개시되어 있으나, 파장 λ2 또는 파장 λ3의 광만이 통과하는 광로중에 파면수차를 보정하기 위한 커플링 렌즈를 삽입할 필요가 있고, 상기 3파장 레이저를 사용하는 경우에는 광학계의 구성이 복잡하게 된다고 한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해소하는 것에 있다. 즉, 사용파장이 다른 복수종의 광디스크 각각에 대하여 간소한 광학계로 가능한 한 파면수차가 저감된 상태를 보증하고, 또한 엑츄에이터로 트랙 서보를 행한 경우에도 집광 렌즈의 광축과 입사광의 광축의 어긋남에 기인하는 유한계 특유의 수차가 발생하지 않는 위상 보상판부착 픽업 렌즈 및 그것을 사용한 광픽업을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 관한 픽업 렌즈는, 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위 상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈로서, 상기 집광 렌즈의 적어도 하나의 면에는 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 상기 위상 보상판은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하는 것이다. 이와 같은 구성에 의하여 사용파장이 λ1, λ2, λ3인 다른 3종의 정보기록매체 각각에 대하여 간소한 광학계로 가능한 한 파면수차가 저감된 상태를 보증할 수 있다.

또, 위상 보상판을 액정수차 보정소자로 할 수 있다. 이에 의하여 위상 보상판을 전기적인 동작 제어할 수 있기 때문에, 위상 보상판은 이것에 대응한 파장의 파면수차만을 확실하게 보상할 수 있다.

또한 위상 보상판을, 계단형상의 둥근 띠구조를 가지는 소자로 하여도 좋다. 이때 위상 보상판의 둥근 띠구조에 있어서의 CD에 있어서의 위상을 보상하기 위한 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D = α×λ1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 이 식에 있어서 α는, 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것이 바람직하다.

적합하게는 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이다. 또 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이어도 좋다. 이에 의하여 CD, DVD, 블루레이, HD-DVD 등 종류가 다른 광기록매체에 대응할 수 있다.

본 발명에 관한 픽업장치는, 파장 λ1, λ2, λ3의 광원으로 각각 두께 t1, t2, t3의 기판을 가지는 정보기록매체에 기록 재생을 행하는 광픽업장치로서,

상기 광픽업은, 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈를 사용하여 정보기록매체에 정보의 기록 재생을 행하고, 상기 집광 렌즈의 적어도 하나의 면에는 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 상기 위상 보상판은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하는 것이다.

또, 위상 보상판을 액정 수차 보정소자로 할 수 있다. 이에 의하여 위상 보상판을 전기적인 동작 제어할 수 있기 때문에, 위상 보상판은 이것에 대응한 파장의 파면수차만을 확실하게 보상할 수 있다.

또한 위상 보상판을, 계단형상의 둥근 띠구조를 가지는 소자로 하여도 좋다. 이때 위상 보상판의 둥근 띠구조에 있어서의 CD에 있어서의 위상을 보상하기 위한 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D = α×λ1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 이 식에 있어서 α는 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것이 바람직하다.

적합하게는 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이다. 또 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이어도 좋다. 이에 의하여 CD, DVD, 블루레이, HD-DVD 등 종류가 다른 광기록매체에 대응할 수 있다.

본 발명에 관한 픽업 렌즈는, 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈로서, 상기 집광 렌즈의 양면은 연속한 비구면 형상으로 이루어지고, 또한 상기 위상 보상판의 제 1 면은 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 제 2 면은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있는 것이다.

적합하게는 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이다. 또 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이어도 좋다. 이에 의하여 CD, DVD, 블루레이, HD-DVD 등 종류가 다른 광 기록매체에 대응할 수 있다. 위상 보상판의 둥근 띠구조에 있어서의 CD에 있어서의 위상을 보상하기 위한 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D =α×λ1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 이 식에 있어서 α는 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 광픽업장치는, 파장 λ1, λ2, λ3의 광원으로, 각각 두께 t1, t2, t3의 기판을 가지는 정보기록매체에 기록 재생을 행하는 광픽업장치로서, 상기 광픽업은 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈를 사용하여 정보기록매체에 정보의 기록 재생을 행하고, 상기 집광 렌즈의 양면은 연속한 비구면 형상으로 이루어지며, 또한 상기 위상 보상판의 제 1 면은 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 제 2 면은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있는 것이다.

적합하게는 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이다. 또 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 이어도 좋다. 이에 의하여 CD, DVD, 블루레이, HD-DVD 등, 종류가 다른 광 기록매체에 대응할 수 있다. 위상 보상판의 둥근 띠구조에 있어서의 CD에 있어서의 위상을 보상하기 위한 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D =α×λ1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 이 식에 있어서 α는 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것이 바람직하다.

발명의 실시형태 1.

이하, 본 발명에 따르는 제 1 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따르는 광픽업의 일례를 나타낸 것이다. 개략 설명하면, 3파장 레이저(100)는 HD-DVD용 광원(파장 λ = 405 nm), DVD용 광원(λ= 655 nm), CD용 광원(λ= 790 nm)을 구비한다. 3파장 레이저(100)로부터 출사된 레이저광(101)은 각각 일정한 발산각을 가지는 발산광이고, 편광빔 스프리터(102)를 통과하여 콜리메이터 렌즈(103)에 의하여 대략 평행광으로 변환된다. 그 평행광이 본 발명의 특징인 렌즈 모듈(104)에 공급되어 광디스크(109)의 정보기록면에 회절한계 가까이까지 집광된다. 광디스크(109)의 정보록면에서 반된 레이저빔은 다시 렌즈 모듈(104)을 통하여 편광빔 스프리터(102)에 공급되고, 편광빔 스프리터(102)에 의하여 반사된 후, 검출기(110)에 의하여 광전변환된다. 광디스크장치는 이 광전변환에 의하여 얻어지는 전기신호에 의거하여 포커스 서보신호, 트랙 서보신호 및 재생신호 등을 생성한다. 또한 HD-DVD용, DVD용, CD용 광디스크의 투명기판 두께는, 각각 0.6 mm, 0.6 mm, 1.2 mm 이다.

다음에 본 발명의 특징인 렌즈 모듈(104)에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태에서 나타낸 렌즈 모듈(104)은, 제한개구(105)와, 위상 보상판(106)과, 1/4파장판(107)과, 집광 렌즈(108)로 이루어진다. 포커스 서보시 및 트랙 서보시에는 렌즈 모듈(104)이 일체가 되어 도시 생략한 엑츄에이터에 의하여 동작한다.

제한개구(105)는 종래부터 사용되고 있는 소자이며, 렌즈 모듈(104)의 실효 개구수를 결정한다. 즉, 광디스크(109)가 HD-DVD인 경우는, 렌즈 모듈(104)의 실효 개구수가 약 0.65가 되도록 제한 개구(105)가 동작하고, 광디스크(109)가 DVD인 경우는 렌즈 모듈(104)의 실효 개구수가 약 0.60이 되도록 제한 개구(105)가 동작하고, 광디스크(109)가 CD 인 경우는, 렌즈 모듈(104)의 실효 개구수가 약 0.44가 되도록 제한 개구(105)가 동작한다. 제한 개구(105)로서는 예를 들면 일본국 특개평9-54977공보에 기재된 파장선택 필터를 사용하면 좋다.

위상 보상판(106)은 집광 렌즈(108)에 의하여 저감할 수 없는 파면수차 성분을 저감하도록 보상하는 것으로, 본 실시형태에 있어서는 광디스크가 CD인 경우에만 그 동작을 하는 소자이다. 그 상세는 뒤에서 설명한다.

1/4 파장판(107)은, 레이저광의 직선 편광을 원 편광으로 변환하기 위한 소자이다. 집광 렌즈(108)는, 레이저빔을 광디스크(109)의 정보기록면에 집광하는 역활을 하는 소자이며, 도 2에 나타낸 바와 같이 그 한쪽 면은 불연속한 비구면 형상을 가진다. 이 불연속한 비구면 형상은, HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 억제하도록 결정된다. 그 구체적인 결정법에 대해서는 선출원되어 있는 일본국 특개2004-127510호 공보에 기재되어 있다.

도 8, 도 9, 도 10은, 도 1에 있어서 나타낸 렌즈 모듈(104)과 디스크(109)의 렌즈 데이터이고, 도 8은 HD-DVD, 도 9는 DVD, 도 10은 CD인 경우에 상당한다. 본 실시형태의 위상 보상판(106)으로서는, 뒤에서 설명하는 바와 같이 액정수차 보정소자를 사용하기 때문에, 그 재질은 유리 상당으로 하였다. 또한 집광 렌즈(108)의 재질은 플라스틱 상당으로 하고, 디스크(109)의 투명기판은 폴리카보네이트(PC)로 하였다. 이들 재질의 파장마다의 굴절율은 도 8, 도 9, 도 10에 나타낸 바와 같다. 또「AIR」이란, 면과 면과의 사이가 공기로 채워져 있는 것을 의미한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 렌즈 모듈(104)에는 1/4 파장판(107)도 포함하나, 1/4 파장판(107)은, 단지 광의 편광면을 조작하는 기능만을 가지는 평판소자이고, 렌즈 모듈(104)을 구성하는 다른 광학소자의 면형상을 결정하는 데 있어서 영향을 미치는 것은 아니기 때문에, 도 8, 도 9, 도 10의 각 렌즈 데이터에 있어서는 간편을 위하여 그 기재를 생략하였다.

도 11, 도 12, 도 13은 집광 렌즈(108)의 비구면 형상을 수식으로 표현한 것이다. 일반적으로 도 29에 나타낸 좌표계에 있어서 렌즈의 비구면의 형상은, 이른바 새그(z)의 표현으로 하기 수학식 1과 같이 나타낸다. 또한 c = 1/R 이다.

이 수학식 1의 파라미터를 사용하여 집광 렌즈(108)의 물체측의 면을 표기하면, 도 11, 도 12, 도 13에서 나타낸 바와 같이 된다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같 이 집광 렌즈(108)의 물체측의 면은 불연속한 비구면 형상을 가지기 때문에, 그 불연속한 비구면 형상을 구성하는 영역마다 그 비구면 형상이 표기된다. 도 11, 도 12, 도 13에 있어서의 「영역의 범위」란, 각 영역에 있어서 수학식 1로 나타내는 비구면 형상이 유효한 렌즈 반경(단위는 mm)을 나타낸다. 또 도 11, 도 12, 도 13에 있어서의 「B」는 광축상의 새그량(단위는 mm)을 나타낸다. 연속한 비구면 형상으로 이루어지는 상측의 면은 도 13에서 나타낸다. 또한 도 11, 도 12, 도 13에서 나타내는 각 파라미터의 값은 HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된 결과이다.

도 11, 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이 집광 렌즈(108)의 물체측의 면은 10개의 둥근 띠형상의 영역으로 이루어지고, 광축을 포함하는 영역으로부터 렌즈 바깥쪽 방향으로 세어 7번째까지의 영역은, HD-DVD와 DVD의 기록 재생시에 있어서 함께 사용하는 영역이기 때문에, 이하, HD-DVD/DVD 공통 사용영역이라 부르고, 또 8번째부터 10번째까지의 영역은, HD-DVD에서만 사용하는 영역이기 때문에 이하 HD-DVD 전용 사용영역이라 부르기로 한다.

도 14에는 도 11, 도 12, 도 13에 나타낸 각 비구면부에 있어서, 제 1 구간의 개략의 광로 길이를 기준으로 하였을 때에 HD-DVD/DVD 공통 사용영역과 HD-DVD 전용 사용영역에 상당하는 제 2 ∼ 제 10 구간의 개략 광로 길이가, 각각 개략으로 파장(λ)의 몇배 어긋나 있는지가 나타나 있다.

도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 ∼ 제 10 구간이 파장 405 nm의 HD-DVD에 대해서는 2 mλ의 차, 파장 655 nm의 DVD 및 파장 790 nm의 CD에 대해서는 m λ의 차(m은 정수)로 되어 있다. 이것은 짧은 쪽의 파장 λ1이 380∼430 nm의 사이에, 긴 쪽의 파장 λ2가 파장 630∼680 nm의 사이에 있고, λ3이 파장 790 nm 부근에 있기 때문에, 상기한 개략 광로 길이의 차의 관계를 만족하기 쉽기 때문이다.

불연속한 비구면 형상의 최적화를 행한 경우의 HD-DVD의 파면수차 분포의 계산결과를 도 3에, DVD에 있어서의 파면수차 분포의 계산결과를 도 4에 나타낸다. 도 3과 도 4는 모두 정보기록면상에서 생기고 있는 파면수차를 광선 추적에 의하여 집광 렌즈(108)의 동공면에서의 파면수차로 환산한 것으로, 가로축은 집광 렌즈의 반경으로 규격화한 집광 렌즈의 규격화 반경을 나타낸다. HD-DVD에 있어서의 파면수차의 rms 값은 0.034, DVD에 있어서의 파면수차의 rms 값은 0.035가 되어, 어느쪽의 경우도 광디스크의 정보기록면에 회절한계 가까이까지 레이저빔을 집광할 수 있다.

한쪽에서 CD의 파면수차 분포와 동일한 계산결과는 도 5의 실선으로 나타낸 바와 같이 된다. 이와 같은 파면수차의 rms 값은 0.177이고, HD-DVD와 DVD의 경우와 비교하면 매우 커서, CD의 경우에는 디스크의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 레이저빔을 집광할 수 없다. 이것은 집광 렌즈(108)의 불연속한 비구면 형상이 어디까지나 HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 억제하도록 결정된 것에 불과하고, CD의 파면수차에 관해서는 전혀 고려되어 있지 않기 때문이다. 그러나 집광 렌즈(108)의 면형상에 의하여 파면수차를 제어할 수 있는 파장의 수는 최대 2개까지이고, 2종류 이상의 파장에 대하여 파면수차를 저감하기 위해서는 다시 별도의 수단을 사용할 필요가 있다. 또한 도 5의 실선으로 나타낸 파면수차 분 포가 불연속점을 포함하는 것은, 집광 렌즈(108)의 한쪽 면에 HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 억제하기 위한 불연속한 비구면 형상이 있기 때문이다.

위상 보상판(106)은, CD의 기록 또는 재생시에 집광 렌즈(108)에 의하여 저감할 수 없는 도 5의 실선으로 나타낸 파면수차 성분을 저감하는 역활을 한다. 즉 위상 보상판(106)은 그 투과하는 레이저빔에 도 5에 있어서의 파선으로 나타낸 위상차와 역부호의 위상차를 주어, 결과적으로 도 7에 나타낸 바와 같은 파면수차가 되는 동작을 한다. 이하, 위상 보상판(106)의 동작에 대하여 설명한다.

위상 보상판(106)의 예를 도 2에 나타낸다. 위상 보상판(106)은 복수의 동심원형상의 위상 보정 요소로 이루어지고, 위상 보정 요소로서는 각각 레이저빔에 주는 위상차의 양이 다르다. 도 2에 나타낸 바와 같이 동심원형상의 위상 보정 요소를 위상 보상판(106)의 중심쪽으로부터 p1, p2, …, pn으로 하고, 그 각 외연을 b1, b2, …, bn이라 하면, 본 실시형태에서는 위상 보정 요소로 주는 위상차를 p1 = 0λ, p2 = -0.12λ, p3 = -0.24λ, p4 = -0.36λ, p5 = -0.48λ, p6 = -0.36λ, p7 = -0.24λ, p8 = -0.12λ, p9 = 0λ로 한 경우, 위상 보정 요소의 외연은, CD의 기록 또는 재생시에 있어서의 제한 개구(105)의 반경으로 규격화한 규격화 반경이라 하면, b1 = 0.204, b2 = 0.262, b3 = 0.363, b4 = 0.507, b5 = 0.549, b6 = 0.601, b7 = 0.651, b8 = 0.674, b9 = 1이 된다(도 5, 도 6 참조).

도 7은 CD의 기록 또는 재생시에 집광 렌즈(108)에 의하여 저감할 수 없는 도 5의 실선으로 나타낸 파면수차 성분을 위상 보상판(106)을 사용하여 저감한 경 우의 파면수차의 계산결과를 나타낸다. 보상전의 파면수차의 rms 값이 0.177이었던 것에 대하여, 보상후의 파면수차의 rms 값이 0.040으로 대폭으로 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 이번 위상 보정 요소로 주는 위상차를, -0.12λ의 배수로 하였으나, 예를 들면 -0.10λ의 배수로 하면, 파면수차의 rms 값을 더욱 저감하는 것이 가능하다. 단, 위상 보상판(106)을 더 많은 위상 보정 요소로 구성하지 않으면 안된다. 나아가서는 이번 각 위상 보정 요소로 주는 위상차를, 소정의 값의 배수로 하였으나, 반드시 위상 보정 요소로 주는 위상차를 소정의 값의 배수로 해야 만 하는 것은 아니다. 예를 들면 위상 보정 요소의 외연(b1, b2, …, bn)을 집광 렌즈(108)의 불연속점(λ1, λ2, …, am)(도 2 참조)과 적극 일치하지 않게 설정하는 방법도 있다. 이와 같은 경우, 위상 보상판(106)과, 집광 렌즈(108)와의 위치 어긋남에 대해서도 허용도가 증가하는 점에서 유리하다.

또, 위상 보상판(106)은 광디스크가 CD인 경우에만 상기 위상차를 발생하는 것이 아니면 안된다. HD-DVD와 DVD에 대해서는 집광 렌즈(108)의 불연속한 비구면 형상에 의하여 파면수차가 작아지도록 설계되어 있기 때문으로, 이와 같은 경우 위상 보상판(106)은 반대로 파면수차를 증대시켜 버린다. 따라서 위상 보상판(106)은 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다 할 수 있거나, 또는 전기적으로 동작시킬지의 여부를 제어할 수 있는 것이 아니면 안된다. 이 후자의 예로서는, 일본국 특개평10-269611공보 기재의 액정수차 보정소자를 사용하면 좋다.

또한 집광 렌즈(108)에 하나의 파장에 대해서만 파면수차를 저감시키는 작용을 가지게 하고, 다른 2개의 파장에 대하여 저감할 수 없는 파면수차에 대해서는 2 개의 파장 각각에 대하여 파면수차를 보상하도록 최적화된 상기 위상 보상판(106)을 2개 사용하는 방법도 생각할 수 있다. 그러나 위상 보상판은 유한의 투과율을 가지기때문에, 2개 사용한 경우에는 하나를 사용하는 경우보다도 투과율의 면에서 불리하게 된다.

발명의 실시형태 2.

이하, 본 발명에 따르는 제 2 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 제 1 실시형태에서는 위상 보상판으로서 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다할 수 있거나 또는 전기적으로 동작시킬지의 여부를 제어할 수 있는 소자가 필요하고, 그 예로서 액정 보상판을 위상 보상판으로서 사용하고 있다. 한편, 본 제 2 실시형태에서는 위상 보상판을 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다하거나 또는 전기적인 동작제어를 할 필요는 없고, 또 제 1 실시형태에 비하여 본 발명의 렌즈 모듈의 구성이 매우 간단하게 된다는 특징을 가진다.

도 15는 본 발명에 따르는 광픽업의 일례를 나타낸 것이다. 개략 설명하면 3파장 레이저(100)는, HD-DVD용 광원(파장 λ = 405 nm), DVD용 광원(λ= 655 nm), CD 용 광원(λ= 790 nm)을 구비한다. 3파장 레이저(100)로부터 출사된 레이저광(101)은 각각 일정한 발산각을 가지는 발산광으로, 편광빔 스프리터(102)를 통과하여 콜리메이터 렌즈(103)에 의하여 대략 평행광으로 변환된다. 그 평행광은 1/4 파장판(125)에 의하여 레이저광(101)의 직선 편광이 원 편광이 되게 한 후, 본 발명의 특징인 렌즈 모듈(120)에 공급되어, 광디스크(109)의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 집광된다. 광디스크(109)의 정보기록면에서 반사된 레이저빔은 다시 렌즈 모듈(120)을 통하여 1/4 파장판(125)에 의하여 광의 편광이 원 편광으로부터 입사광의 편광면에 대하여 90도 회전한 직선 편광이 되게 한다. 그후 편광빔 스프리터(102)에 공급되어 편광빔 스프리터(102)에 의하여 반사된 후, 검출기(110)에 의하여 광전변환된다. 광디스크장치는 이 광전변환에 의하여 얻어지는 전기신호에 의거하여 포커스 서보신호, 트랙 서보신호 및 재생신호 등을 생성한다. 또한 HD-DVD용, DVD용, CD용 광디스크의 투명기판 두께는, 각각 0.6 mm, 0.6 mm, 1.2 mm 이다.

다음에 본 발명의 특징인 렌즈 모듈(120)에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태에서 나타낸 렌즈 모듈(120)은, 제한 개구(121)와 위상 보상판(122)과 집광 렌즈(123)로 이루어진다. 포커스 서보시 및 트랙 서보시에는 렌즈 모듈(120)이 일체가 되어 도시 생략한 엑츄에이터에 의하여 동작한다.

또한 제 1 실시형태와 달리, 1/4 파장판(125)은 렌즈 모듈(120)에는 포함되지 않는다. 이것은, 제 1 실시형태에서 위상 보상판(106)으로서 사용한 액정 수차 보정소자는 편광특성을 가지기 때문에 1/4 파장판(107)을 위상 보상판(106)의 후단에 배치할 필요가 있는 것에 대하여, 제 2 실시형태에서 위상 보상판(122)으로서 사용하는 소자는 편광특성을 가지지 않고, 1/4 파장판(125)의 광로상의 배치위치는 위상 보상판(122)에서는 제한되지 않는다. 한편, 렌즈 모듈(120)은 일체가 되어 도시 생략한 엑츄에이터에 의하여 동작하기 때문에, 렌즈 모듈(120)은 소형 또한 경량의 쪽이, 포커스 서보 및 트랙 서보의 특성이 향상된다. 그 때문에 제 2 실시형태에서는 1/4 파장판(125)은 렌즈 모듈(120)의 밖에서, 또한 렌즈 모듈(120)보다 도 전단에 배치하고, 제 1 실시형태에 비하여 렌즈 모듈(120)의 구성의 간소화도 도모하고 있다.

제한 개구(121)는, 렌즈 모듈(104)의 실효 개구수(NA)를 결정한다. 단, 제 1 실시형태와 달리, 제한 개구(121)는 그 개구가 가동이 아니라 고정의 것을 사용하고, 그 개구지름은 광디스크(109)가 HD-DVD인 경우의 실효 개구수 NA = 약 0.65가 되도록 정해진다. 구체적으로는 개구지름 = 2 × NA× 렌즈 촛점거리의 관계로부터, 렌즈 촛점거리 = 3.102 mm 이기 때문에, 제한개구(121)의 개구지름 = 4.032 mm가 된다.

한편, 광디스크(109)가 DVD인 경우, 또는 CD인 경우에는, 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이 일반적으로는 각각 소정의 개구지름으로 바꿀 필요가 있기 때문에, 그 개구제어의 방법이 문제가 된다. 이 문제를 해결하기 위하여 먼저 광디스크(109)가 DVD인 경우에는, 렌즈 모듈(120)의 실효 개구수(NA)가 약 0.629가 되도록 설계한다. 그렇게 하면 렌즈 촛점거리 = 3.205 mm과의 관계로, HD-DVD에서 필요하게 되는 제한 개구(121)의 개구지름 = 4.032 mm와 동일하게 된다. 따라서 개구지름 = 4.032 mm 인 고정 개구의 제한 개구(121)를 HD-DVD와 DVD에서 병용할 수 있기 때문에, DVD인 경우에는 개구제어는 문제가 되지 않는다. 한편, 광디스크(109)가 CD인 경우는 뒤에서 상세하게 설명하는 위상 보상판(122)에 CD용 개구 제한의 기능도 아울러 가지게 하여 이 개구 제어의 문제를 해결한다. CD인 경우의 개구제어에 대해서는 위상 보상판(122)의 설명에서 상세하게 설명한다.

위상 보상판(122)은, 집광 렌즈(123)에 의하여 저감할 수 없는 CD의 파면수 차 성분을 저감하도록 보상하는 것으로, 본 실시형태에서는 제 1 실시형태와는 달리 위상 보상판(122)을 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다 하거나, 또는 전기적인 동작제어를 할 필요는 없고, 광디스크(109)가 HD-DVD, DVD, CD의 어느 것이어도 광로중에 고정하여 그대로 두고 사용하면 좋다. 여기서는 개략을 설명한 것에 그치고, 그 상세는 CD인 경우의 개구제어와 함께 뒤에서 설명한다.

집광 렌즈(123)는, 레이저빔을 광디스크(109)의 정보기록면에 집광하는 역활을 하는 소자이며, 도 28에 나타낸 바와 같이 그 한쪽 면은 불연속한 비구면 형상을 가진다. 이 불연속한 비구면 형상은, HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된다.

도 20, 도 21, 도 22는 도 15에 있어서 나타낸 렌즈 모듈(120)과 디스크(109)의 렌즈 데이터이며, 도 20은 HD-DVD, 도 21은 DVD, 도 22는 CD의 경우에 상당한다. 본 실시형태에 있어서의 위상 보상판(122)의 재질은 플라스틱 상당으로 하고, 집광 렌즈(23)의 재질은 플라스틱 상당으로 하며, 디스크(109)의 투명기판은 폴리카보네이트(PC)로 하였다. 이들 재질의 파장마다의 굴절율은 도 20, 도 21, 도 22에 나타낸 바와 같다. 또 「AIR」란, 면과 면과의 사이가 공기로 채워져 있는 것을 의미한다.

도 23, 도 24, 도 25는 집광 렌즈(123)의 비구면 형상을 수식으로 표현한 것이다. 수학식 1의 파라미터를 사용하여 집광 렌즈(123)의 물체측의 면을 표기하면, 도 23, 도 24, 도 25로 나타낸 바와 같이 된다. 즉, 도 28에 나타낸 바와 같이 집광 렌즈(123)의 물체측의 면은 불연속한 비구면 형상을 가지기 때문에, 그 불 연속한 비구면 형상을 구성하는 영역마다 그 비구면 형상이 표기된다. 도 23, 도 24, 도 25에 있어서 「영역의 범위」란, 각 영역에 있어서 수학식 1로 나타내는 비구면 형상이 유효한 렌즈 반경(단위는 mm)을 나타낸다. 또 도 23, 도 24, 도 25에 있어서「B」는 광축상의 새그량(단위는 mm)을 나타낸다. 연속한 비구면 형상으로 이루어지는 상측의 면은 도 25로 나타낸다. 또한 도 23, 도 24, 도 25로 나타내는 각 파라미터의 값은 HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된 결과이다.

도 23, 도 24, 도 25에 나타내는 바와 같이 집광 렌즈(123)의 물체측의 면은 9개의 둥근 띠형상의 영역으로 이루어지고, 제 2 실시형태에서는 모든 영역은 HD-DVD와 DVD의 기록 재생시에 있어서 함께 사용하는 영역이기 때문에, 모두 HD-DVD/DVD 공통 사용영역이 된다.

도 26에는 도 23, 도 24, 도 25에 나타낸 각 비구면부에 있어서, 제 1 구간의 개략의 광로 길이를 기준으로 하였을 때에 HD-DVD/DVD 공통 사용영역에 상당하는 제 2 ∼ 제 9 구간의 개략 광로 길이가, 각각 개략으로 파장(λ)의 몇배 어긋나 있는지가 표시되어 있다.

도 26으로부터 알 수 있는 바와 같이 제 2 ∼ 제 9 구간이 파장 405 nm의 HD-DVD에 대해서는 2 mλ의 차, 파장 655 nm의 DVD 및 파장 790 nm의 CD에 대해서는 mλ의 차(m은 정수)로 되어 있다. 이것은 짧은 쪽의 파장 λ1이 380∼430 nm의 사이에, 긴 쪽의 파장 λ2이 파장 630∼680 nm의 사이에 있고, λ3이 파장 790 nm 부근에 있기 때문에 상기한 개략 광로 길이의 차의 관계를 만족하기 쉽기 때문이 다.

위상 보상판(122)은, 도 28에 나타낸 바와 같이 광축을 중심으로 하는 둥근 띠 구조를 가지고, 각 둥근 띠마다에서 광에 주는 위상차가 다른 것을 특징으로 한다. 이 효과는 둥근 띠마다 광축방향으로의 각각 다른 깊이(D)를 주어 계단형상의 둥근 띠 구조를 위상 보상판(122)에 설치함으로써 실현할 수 있다. 단, λ1 = 405 nm의 파장광을 기준광으로 하고, 그 기준광에 대응하는 위상 보상판(122)의 재료의 굴절율 (n1)과의 관계에 의거하여, 둥근 띠 깊이(D)는, D =α×λ1/(n1-1)의 식을 만족하도록 정한다. 상기한 식에 있어서의 α는 정수이다. 이것은 λ1 = 405 nm의 기준광이 소정의 둥근 띠를 통과하지 않는 경우이고, 실질적인 파면의 위상이 어긋나지 않도록 둥근 띠 깊이(D)를 설정하는 것이다. 즉, 이 식을 만족하는 위상 보상판(122)은 HD-DVD의 파장광에 대하여 불감이 된다.

또한, 깊이(D)에 의하여 생기는 DVD의 파장 λ2에서의 위상차(Δφ2)는 φ2 = D/λ2, φ2' = n2·D/λ2라 하였을 때, 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Δφ2 = φ2 - φ2'

= (n2 - 1) D/λ2

= α(λ1/λ2) (n2 - 1)/(n1 - 1)

이 Δφ2 의 값이 정수에 가까워지도록 α를 선택하면, 위상 보상판(122)은 DVD의 파장광에 대하여 불감에 가까운 상태가 된다.

또, 깊이(D)에 의하여 생기는 CD의 파장(λ3)에서의 위상차(Δφ3)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Δφ3 = φ3 - φ3'

= (n3 - 1) D/λ3

= α(λ1/λ3) (n3 - 1)/(n1 - 1)

이때, CD의 파장광에 대해서는 위상차는 위상 보상판(122)으로 보상할 수 있기 때문에, Δφ3 은 정수 근처일 필요는 없고, 경험상 다음식을 만족하는 것이 요망된다.

Δφ3 ≤ 0.20

이들 조건을 각각 만족하도록 파라미터값을 바꾸어 계산을 반복하여 최적의 값을 구한다. 본 실시형태에서는 정수(α)는 10의 배수, 즉 10, 20, 30, …이 이들조건을 만족하는 것이 확인되었다.

또한, 깊이(D)는 λ2 = 655 nm의 파장과 그 대응하는 위상 보상판(122)의 재료의 굴절율(n2)과의 관계로부터, λ2 = 655 nm의 파장의 광이 소정의 둥근 띠를 통과하지 않는 경우이고, 가능한 한 파면의 위상이 어긋나지 않도록 설정된다.

상기 조건하, 본 실시형태에 있어서는 정수(α)는 10의 배수가 되도록 설정하였다. 또한 정수(α)는 상기 λ1, n1, λ2, n2의 관계에 의하여 결정되는 값이기 때문에, 사용하는 광원의 파장이나 렌즈 재료 등에 의해서는 반드시 10의 배수에 한정하는 것이 아니라, 또 본 실시형태에 있어서도 10의 배수 이외에도 예를 들면 20의 배수로 할 수도 있다. 또한 깊이(D)는, λ2 = 655 nm의 파장을 기준광으로서 설정하여도 좋다.

본 실시형태에 있어서는, 정수(α)는 10의 배수로부터 선택하게 되나, 각 둥 근 띠마다의 구체적인 정수(α)의 값은, 상기 조건을 만족하는 범위에서 최종적으로 상기 집광 렌즈(123)에 대하여 CD에서 사용하는 파장 λ3 = 790 nm의 레이저광을 평행광으로 입사시킨 경우에, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 억제하도록 결정된다.

또한 상기한 예에서는, D =α×λ1/(n1-1)의 식에 있어서, α를 정수로 하였으나, 이것에 한정하지 않는다. 도 47, 도 48은 각각 α가 10과 20인 경우에 있어서, α = 10, 20을 중심으로 하여 그 전후의 값으로 하였을 때에 위상 어긋남의 값을 나타낸 것이다. 도 47에 나타내는 바와 같이 α= 10인 경우에 위상 어긋남(Errorλn)의 값이 0.1 미만인 것을 조건으로 하면, α의 값이 9.9 ∼ 10.1 이 이 조건을 만족하는 것을 알 수 있었다. 또 도 48에 나타내는 바와 같이 α= 20인 경우에 위상 어긋남(Error λn)의 값이 0.1 미만인 것을 조건으로 하면, α의 값이 19.94 ∼ 20.1이 이 조건을 만족하는 것을 알 수 있었다. 대략 α의 값은 정수값 ±10%이면 위상 어긋남을 원하는 범위내로 억제할 수 있다.

도 27은 상기 방법에 의하여 최적화된 위상 보상판(122)의 구조를 나타내는 도면이다. 둥근 띠수는 18이고, 각 둥근 띠의 깊이(D)는, 도 27에 나타내는 바와 같다. 단, 위상 보상판(122)은 도 27에 나타내는 바와 같이 광축을 포함하는 둥근 띠로부터 세어 17번째까지의 둥근 띠까지(b17 = 1.5162 mm)로서 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 하고, 그 바깥쪽 18번째의 둥근 띠에 있어서는 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차가 굳이 커지도록 그 면형상과 둥근 띠의 깊이(D)를 정한다. 18번째의 둥근 띠는, CD의 기록 또는 재생시의 개구 제한의 기 능을 가지게 하기 위함이다. 본 실시형태에 있어서는 18번째의 둥근 띠의 D를 0으로 하였다. 또한 위상 보상판(122)의 각 둥근 띠를 구성하는 면은 광축에 대하여 수직한 평면으로 하였다.

이상과 같이 최적화된 도 15의 광학계에 있어서, HD-DVD의 파면수차 분포의 계산결과를 도 16에, DVD에 있어서의 파면수차 분포의 계산결과를 도 17에 나타낸다. 도 16과 도 17은 모두 정보기록면상에서 생기고 있는 파면수차를 광선 추적에 의하여 집광 렌즈(123)의 동공면에서의 파면수차로 환산한 것으로, 가로축은 집광 렌즈의 반경으로 규격화한 집광 렌즈의 규격화 반경을 나타낸다. HD-DVD에 있어서의 파면수차의 rms값은 0.036, DVD에 있어서의 파면수차의 rms 값은 0.034가 되어, 어느 경우도 광디스크의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 레이저빔을 집광할 수 있다.

도 19는 CD에 있어서의 동공면에서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타낸다. 한편, 도 18은 17번째의 둥근 띠에 상당하는 부분까지를 뽑아 낸 CD에 있어서의 동공면에서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타낸다. 도 18과 도 19로부터 위상 보상판(122)의 17번째의 둥근 띠에 상당하는 범위내에서는 대체로 양호한 파면수차 특성을 나타내고 있으나, 가장 바깥쪽의 18번째의 둥근 띠에 상당하는 범위에서는 파면수차가 커져 있는 것을 알 수 있다. 이것은 앞서 설명한 바와 같이 위상 보상판(122)은 도 27에 나타내는 바와 같이, 광축을 포함하는 둥근 띠로부터 세어 17번째까지의 둥근 띠까지이고, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 억제하도록 설계되는 것에 대하여, 그 바깥쪽 18번째의 둥근 띠의 설계에 있어서는, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차가 커지도록 그 면형상과 깊이(D)를 정하였기 때문이다. 이 경우, 파면수차가 커지는 18번째의 둥근 띠에 상당하는 영역을 통과한 CD에서 사용하는 파장 λ3 = 790 nm의 레이저광은, 그 수차가 크기 때문에, 이른바 플레어광이 되어 확산하기 때문에, 광디스크(109)의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 집광되지 않는다. 한편, 광축을 포함하는 둥근 띠로부터 세어 17번째까지의 둥근 띠까지를 통과한 CD에서 사용하는 파장 λ3 = 790 nm의 레이저광은, 그 수차가 충분히 작기 때문에, 광디스크(109)의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 집광된다.

구체적으로는 도 18에 의거하여 디스크(109)상에 스폿을 형성하는 데 기여하는 17번째의 둥근 띠(b17 = 1.5162 mm, 도 28 참조)에 상당하는 부분까지의 파면수차를 계산하면, 그 rms 값은 0.031이 된다. 즉 CD 에 있어서는 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 18번째의 둥근 띠는 개구 제한의 역활을 하고, 1부터 17번째의 둥근 띠를 통과한 광에 의하여 광디스크의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 레이저빔을 집광할 수 있다. 이와 같은 경우, CD 실효 개구지름 = 2 × b17 = 3.032 mm로 렌즈 촛점거리 = 3.226 mm의 관계로부터, CD의 NA는 0.47이 된다.

이와 같이, 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 18번째의 둥근 띠는 CD일 때에는 개구 제한의 역활을 하는 것을 알 수 있다.

한편, 위상 보상판(122)의 둥근 띠구조는, 18번째의 둥근 띠도 포함하고 λ1 = 405 nm의 파장의 광에 대해서는 위상 보상판(122)의 둥근 띠구조에 의하여 위상차가 생기지 않도록, 또 λ2 = 655 nm의 파장의 광에 대해서는 위상 보상판(122)의 둥근 띠구조에 의하여 가능한 한 위상차가 생기지 않도록 최적화되어 있는 것은, 앞서 설명한 바와 같다. 그 때문에 λ1 = 405 nm의 파장의 광 및 λ2 = 655 nm의 파장의 광에 있어서, 위상 보상판(122)을 그대로 사용하였다 하여도 HD-DVD나 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 현저하게 증대시키는 것이 아니다.

구체적으로는 HD-DVD의 파면수차 분포의 계산결과는 도 16에, DVD에 있어서의 파면수차 분포의 계산결과는 도 17에 나타내나, 이들의 결과는 위상 보상판(122)도 포함한 결과로서, 집광 렌즈(123)의 동공면의 전면에서 충분히 작은 파면 수차값이 얻어지고 있는 것을 나타내는 것이다.

즉, 가장 바깥쪽의 18번째의 둥근 띠도 포함하여 위상 보상판(122)의 모든 둥근 띠는, λ1 = 405 nm의 파장의 광 및 λ2 = 655 nm의 파장의 광에 대하여 개구 제한과 같은 작용을 하지 않고, 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 둥근 띠는, CD일 때에만 개구 제한의 역활을 하게 된다.

또한 CD일 때에만 개구 제한으로서 기능하는 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 둥근 띠에 대해서는 그 플레어 특성을 향상시키기 위하여 복수의 둥근 띠로 구성하여도 좋다.

이와 같이 제 2 실시형태에 따르면, (1) 각 디스크에 대응한 가변 개구를 사용할 필요는 없고, (2) 위상 보상판에 대해서도 그것을 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다 하거나, 또는 전기적인 동작제어를 할 필요는 없고, (3) 1/4 파장판은 정적인 위상판보다도 전단에 배치할 수 있기 때문에 렌즈 모듈과 일체화할 필요는 없어, 제 1 실시형태에 비하여 본 발명의 렌즈 모듈의 구성이 매우 간단하게 된다던 이점을 가진다.

또한 상기 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태는, 초고밀도 기록대응의 광디스크로서 HD-DVD를 고려한 것이나, 블루레이를 생각한 경우에도 마찬가지로 설계함으로써 실현할 수 있다. 단, 이와 같은 경우는 필요로 하는 실효 개구수의 관계로부터 집광 렌즈상에 블루레이 전용 사용영역이 반드시 존재하기 때문에, 블루레이 전용 사용영역에 DVD의 개구 제한 기능을 가지게 하는 것이 유효하다. 이 경우, 제 2 실시형태에서 설명한 바와 같이 위상 보상판에 CD의 개구 제한 기능을 가지게 함으로써 가변의 제한 개구를 사용할 필요가 없어지기 때문이다. 또한 전용 사용영역에 DVD의 개구제한 기능을 설치하는 방법에 대해서는 DVD의 파장만 플레어광으로서 확산시키는 작용을 가지는 구조를 설치하는 등, 종래의 설계방법에 따라 실현 가능하다.

발명의 실시형태 3.

이하, 본 발명에 따르는 제 3 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서는, 집광 렌즈의 물체측의 면은 불연속한 비구면 형상을 가지고 있었다. 이것은 상기한 바와 같이 HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제할 목적으로 설치된 형상이다. 한편, 본 제 3 실시형태에 있어서의 집광 렌즈의 물체측과 상측의 면은, 연속한 비구면 형상을 가지고 있고, 위상 보상판의 한쪽 면에 HD-DVD와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제할 목적으로 불연속한 비구면 형상을 설치하고, 또 한쪽의 면에는 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제할 목적으로, 광축을 중심으로 하는 둥근 띠구조를 설치하여 각 둥근 띠마다에서 광에 주는 위상차가 다르게 한 다.

본 제 3 실시형태는, 집광 렌즈의 면에 불연속한 비구면 형상을 형성하는 것이 곤란한 경우에 있어서 특히 유효하다. 예를 들면 블루레이의 기록 또는 재생에 있어서는, 위상 보상판과 집광 렌즈로 이루어지는 렌즈 모듈의 실효 개구수는, 약 0.85 정도의 값을 필요로 한다. 이와 같은 경우, 렌즈 곡율의 관점 등으로부터 집광 렌즈의 재질에는 가능한 한 굴절율이 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 유리계의 재료가 적합하다. 그러나 유리계의 재료는 굴절율은 크나, 융점이 일반적으로 600도이상으로 높기 때문에, 그 온도에 견딜 수 있는 렌즈성형의 금형으로서, 금형 표면에 미세구조를 새기는 것이 어려운 초경의 금형을 필요로 한다. 즉, 굴절율이 큰 유리계의 재료를 렌즈의 재질로서 사용하는 경우에는, 집광 렌즈의 면에 불연속한 비구면 형상을 형성하는 것이 곤란하게 된다.

따라서 본 제 3 실시형태에서는 블루레이의 기록 또는 재생에 있어서, 불연속한 비구면 형상을 형성하는 것이 곤란한 유리 렌즈를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.

도 15는 본 발명에 따르는 광픽업의 일례를 나타낸 것이다. 개략 설명하면 3파장 레이저(100)는 블루레이용 광원(파장λ=405 nm), DVD용 광원(λ=655 nm), CD용 광원(λ=790 nm)을 구비한다. 3파장 레이저(100)로부터 출사된 레이저광(101)은, 각각 일정한 발산각을 가지는 발산광이며, 편광빔 스프리터(102)를 통과하여 콜리메이터 렌즈(103)에 의하여 대략 평행광으로 변환된다. 그 평행광은 1/4 파장판(125)에 의하여 레이저광(101)의 직선 편광이 원 편광이 되게 한 후, 본 발명의 특징인 렌즈 모듈(120)에 공급되어 광디스크(109)의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 집광된다. 광디스크(109)의 정보기록면에서 반사된 레이저빔은 다시 렌즈 모듈(120)을 통하여 1/4 파장판(125)에 의하여 광의 편광이 원 편광으로부터 입사광의 편광면에 대하여 90도 회전한 직선 편광이 되게 한다. 그후 편광빔 스프리터(102)에 공급되어 편광빔 스프리터(102)에 의하여 반사된 후, 검출기(110)에 의하여 광전변환된다. 광디스크장치는, 이 광전변환에 의하여 얻어지는 전기신호에 의거하여 포커스 서보신호, 트랙 서보신호 및 재생신호 등을 생성한다. 또한 블루레이용, DVD용, CD용의 광디스크의 투명기판 두께는, 각각 0.1 mm, 0.6 mm, 1.2 mm 이다.

다음에 본 발명의 특징인 렌즈 모듈(120)에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태에서 나타낸 렌즈 모듈(120)은, 제한개구(121)와, 위상 보상판(122)과, 집광 렌즈(123)로 이루어진다. 포커스 서보시 및 트랙 서보시에는 렌즈 모듈(120)이 일체가 되어 도시 생략한 엑츄에이터에 의하여 동작한다.

또한 제 1 실시형태와 달리, 1/4 파장판(125)이 렌즈 모듈(120)에는 포함되지 않는 것은 제 2 실시형태와 동일하다. 이것은 제 3 실시형태에서 위상 보상판(122)으로서 사용하는 소자는, 제 2 실시형태와 마찬가지로 편광특성을 가지지 않고, 1/4파장판(125)의 광로상의 배치위치는 위상 보상판(122)에서는 제한되지 않기 때문이다. 이에 의하여 제 1 실시형태에 비하여 렌즈 모듈(120)의 구성의 간소화도 도모된다.

제한개구(121)는 렌즈 모듈(104)의 실효 개구수(NA)를 결정한다. 단, 제 1 실시형태와 달리 제한개구(121)는 그 개구가 가동이 아니라 고정의 것을 사용하고, 그 개구지름은 광디스크(109)이 블루레이인 경우의 실효 개구수 NA = 약 0.85가 되도록 정해진다. 구체적으로는 개구지름 = 2 × NA × 렌즈 촛점거리의 관계로부터, 렌즈 촛점거리 = 2.06 mm 이기 때문에, 제한개구(121)의 개구지름 = 3.5 mm가 된다.

한편, 광디스크(109)가 DVD인 경우, 또는 CD인 경우에는, 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이 일반적으로는 각각 소정의 개구지름으로 바꿀 필요가 있기 때문에 그 개구제어의 방법이 문제가 된다. 이 문제를 해결하기 위하여 위상 보상판(122)에 DVD용 개구 제한 기능과 CD용 개구 제한의 기능을 아울러 가지게 하여 이 개구 제어의 문제를 해결한다. 개구 제어에 대해서는 위상 보상판(122)의 설명에서 상세하게 설명한다.

위상 보상판(122)은, 블루레이, DVD, CD의 파면수차 성분을 저감하도록 보상하는 것으로, 본 실시형태에서는 제 1 실시형태와는 달리 위상 보상판(122)을 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다 하거나, 또는 전기적인 동작제어를 할 필요는 없고, 광디스크(109)가 블루레이, DVD, CD의 어느 것이어도 광로중에 고정하여 그대로 두고 사용하면 좋다. 여기서는 개략을 설명하는 것에 그치고, 그 상세는 DVD와 CD의 경우의 개구제어와 함께 뒤에서 설명한다.

집광 렌즈(123)는, 레이저빔을 광디스크(109)의 정보기록면에 집광하는 역활을 하는 소자이며, 도 46에 나타내는 바와 같이 그 양면은 연속한 비구면 형상을 가진다.

도 34, 도 35, 도 36은, 도 15중에 나타낸 렌즈 모듈(120)과 디스크(109)의 렌즈 데이터이며, 도 34는 블루레이, 도 35는 DVD, 도 36은 CD의 경우에 상당한다. 본 실시형태에 있어서의 위상 보상판(122)의 재질은 플라스틱 상당으로 하고, 집광 렌즈(108)의 재질은 유리상당으로 하며, 디스크(109)의 투명기판은 폴리카보네이트 (PC)로 하였다. 이들 재질의 파장마다의 굴절율은 도 34, 도 35, 도 36에 나타낸 바와 같다. 또 「AIR」란, 면과 면과의 사이가 공기로 채워져 있는 것을 의미한다. 또한 블루레이용 광디스크의 투명기판 두께는, 2층 기록매체를 고려하여 0.0875 mm로 하였다.

도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41, 도 42는, 위상 보상판(122)의 비구면 형상을 수학식으로 표현한 것이다. 수학식 1의 파라미터를 사용하여 위상 보상판(122)의 물체측의 면을 표기하면 도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41, 도 42에서 나타내는 바와 같이 된다. 위상 보상판(122)의 물체측의 면은 31개의 둥근 띠형상의 영역으로 이루어지고, 제 3 실시형태에서는 도 42에서 나타내는 가장 바깥 둘레의 둥근 띠영역에만 블루레이 전용 사용영역이 되고, 그 안쪽의 도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41에서 나타내는 영역은, 블루레이와 DVD의 기록 재생시에 있어서 함께 사용하는 영역이기 때문에 블루레이/DVD 공통 사용영역이 된다. 도 46에 나타낸 바와 같이 위상 보상판(122)의 물체측의 면은 불연속한 비구면 형상을 가지기 때문에, 그 불연속한 비구면 형상을 구성하는 영역마다 그 비구면 형상이 표기된다. 도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41, 도 42에 있어서 「영역의 범위」란, 각 영역에 있어서 수학식 1로 나타내는 비구면 형상이 유효한 렌즈반경(단위는 mm)을 나타낸다. 또 도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41, 도 42에 있어서의 「B」는 광축상의 새그량(단위는 mm)을 나타낸다.

도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41에서 나타내는 블루레이/DVD 공통 사용영역의 각 파라미터의 값은 블루레이와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된 결과이다. 한편, 도 42에서 나타내는 블루레이 전용 사용영역의 각 파라미터의 값은, 블루레이의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된 결과이며, DVD나 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차가 굳이 커지도록 설계되어 있다. 블루레이 전용 사용영역의 둥근 띠는, DVD의 기록 또는 재생시의 개구제한의 기능을 가지게 하기 위함이다.

도 43에는 도 37, 도 38, 도 39, 도 40, 도 41, 도 42에 나타낸 각 비구면부에 있어서, 제 1 구간의 개략의 광로 길이를 기준으로 하였을 때에 블루레이/DVD 공통 사용영역 및 블루레이 전용 사용영역에 상당하는 제 2 ∼ 제 31 구간의 개략 광로 길이가, 각각 개략으로 파장(λ)의 몇배 어긋나 있는지가 나타나 있다.

도 43으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 2 ∼ 제 31 구간이 파장 405 nm의 블루레이에 대해서는 2 mλ의 차, 파장 655 nm의 DVD 및 파장 790 nm의 CD에 대해서는 mλ의 차(m은 정수)로 되어 있다. 이것은 짧은 쪽의 파장 λ1이 380∼430 nm의 사이에, 긴 쪽의 파장 λ2이 파장 630∼680 nm의 사이에 있고, λ3이 파장 790 nm 부근에 있기 때문에, 상기한 개략 광로 길이의 차의 관계를 만족하기 쉽기 때문이다.

위상 보상판(122)의 또 한쪽의 면은, 도 46에 나타낸 바와 같이 광축을 중심 으로 하는 둥근 띠구조를 가지고, 각 둥근 띠마다에서 광에 주는 위상차가 다른 것을 특징으로 한다. 이 효과는 둥근 띠마다 광축방향으로의 각각 다른 깊이(D)를 주어 계단형상의 둥근 띠구조를 위상 보상판(122)에 설치함으로써 실현된다. 단, λ1 = 405 nm의 파장광을 기준광으로 하고, 그 기준광에 대응하는 위상 보상판(122)의 재료의 굴절율(n1)과의 관계에 의거하여, 둥근 띠깊이(D)는 D =α×λ1/(n1-1)의 식을 만족하도록 정한다. 상기한 식에 있어서 α는 정수이다. 이것은 λ1 = 405 nm의 기준광이, 소정의 둥근 띠를 통과하지 않는 경우로서, 실질적인 파면의 위상이 어긋나지 않도록 둥근 띠 깊이(D)를 설정하는 것이다.

또한 깊이(D)는, λ2 = 655 nm의 파장과 그 대응하는 위상 보상판(122)의 재료의 굴절율(n2)과의 관계로부터, λ2 = 655 nm의 파장의 광이, 소정의 둥근 띠를 통과하지 않는 경우이고, 가능한 한 파면의 위상이 어긋나지 않도록 설정된다.

상기 조건하의 본 실시형태에 있어서는, 정수(α)는 10의 배수가 되도록 설정하였다. 또한 정수(α)는 상기 λ1, n1, λ2, n2의 관계에 의하여 결정되는 값이기 때문에, 사용하는 광원의 파장이나 렌즈재료 등에 따라서는 반드시 10의 배수에 한정하는 것이 아니라, 또 본 실시형태에 있어서도 10의 배수 이외에도 예를 들면 20의 배수로 할 수도 있다. 또한 깊이(D)는 λ2 = 655 nm의 파장을 기준광으로서 설정하여도 좋다.

본 실시형태에 있어서는, 정수(α)는 10의 배수로부터 선택하게 되나, 각 둥근 띠마다의 구체적인 정수(α)의 값은, 상기 조건을 만족하는 범위에서 최종적으로 상기 집광 렌즈(123)에 대하여 CD에서 사용하는 파장 λ3 = 790 nm의 레이저광 을 평행광으로 입사시킨 경우에, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된다.

또한 정수(α)의 결정에 대해서는 발명의 실시형태 2에 있어서 설명한 것과 마찬가지로 하여 행할 수 있어, 그 설명을 생략한다. 또, α는 발명의 실시형태 2에 있어서 설명한 것과 마찬가지로 정수에 한정되는 것이 아니다.

도 44는 상기 방법에 의하여 최적화된 위상 보상판(122)의 구조를 나타내는 도면이다. 둥근 띠 수는 24이고, 각 둥근 띠의 깊이(D)는, 도 44에 나타내는 바와 같다. 단, 위상 보상판(122)은 도 44에 나타내는 바와 같이 광축을 포함하는 둥근 띠로부터 세어 23번째까지의 둥근 띠까지(b17 = 1.118119 mm)이고, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 하고, 그 바깥쪽의 24번째의 둥근 띠에 있어서는 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차가 굳이 커지도록 그 면형상과 둥근 띠의 깊이(D)를 정한다. 24번째의 둥근 띠는, CD의 기록 또는 재생시의 개구 제한의 기능을 가지게 하기 위함이다. 본 실시형태에 있어서는, 24번째의 둥근 띠의 D를 0으로 하였다. 또한 위상 보상판(122)의 각 둥근 띠를 구성하는 면은, 광축에 대하여 수직한 평면으로 하였다.

도 45는 집광렌즈(123)의 비구면형상을 수학식으로 표현한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 집광 렌즈(123)를 구성하는 면은, 연속한 비구면형상으로 이루어진다.

이상과 같이 최적화된 도 15의 광학계에 있어서, 블루레이의 파면수차 분포의 계산결과를 도 30에, DVD에 있어서의 파면수차 분포의 계산결과를 도 31에 나타 낸다. 도 30과 도 31은 모두 정보기록면상에서 생기고 있는 파면수차를 광선 추적에 의하여 집광 렌즈(123)의 동공면에서의 파면수차로 환산한 것으로, 가로축은 집광 렌즈의 반경으로 규격화한 집광 렌즈의 규격화 반경을 나타낸다. 블루레이에 있어서의 파면수차의 rms 값은 0.034, DVD에 있어서의 파면수차의 rms 값은 0.036이 되어, 어느 경우도 광디스크의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 레이저빔을 집광할 수 있다. 또한 DVD의 경우에 있어서 가장 바깥쪽의 블루레이 전용 사용영역에 상당하는 범위에서는 파면수차가 커지고 있다. 이것은 상기한 바와 같이 블루레이/DVD 공통 사용영역은 블루레이와 DVD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하도록 결정된 결과인 데 대하여, 블루레이 전용 사용영역의 각 파라미터의 값은 블루레이의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 작게 억제하나, DVD나 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차가 굳이 커지도록 설계되어 있기 때문이다. 블루레이 전용 사용영역의 둥근 띠는 DVD의 기록 또는 재생시의 개구제한의 기능을 가지게 하기 위함이다.

도 33은, CD에 있어서의 동공면에서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타낸다. 한편, 도 32는 23번째의 둥근 띠에 상당하는 부분까지를 뽑아 낸 CD에 있어서의 동공면에서의 파면수차 분포의 계산결과를 나타낸다. 도 32와 도 33으로부터 위상 보상판(122)의 23번째의 둥근 띠에 상당하는 범위내에서는 대체로 양호한 파면수차 특성을 나타내고 있으나, 가장 바깥쪽의 24번째의 둥근 띠에 상당하는 범위에서는 파면수차가 커져 있음을 알 수 있다. 이것은 앞서 설명한 바와 같이 위상 보상판(122)은, 도 44에 나타내는 바와 같이 광축을 포함하는 둥근 띠로부터 세어 23번째까지의 둥근 띠까지로, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 적극 억제하도록 설계되는 것에 대하여, 그 바깥쪽의 24번째의 둥근 띠의 설계에 있어서는, CD의 기록 또는 재생시의 파면수차가 커지도록 그 면형상과 깊이(D)를 정하였기 때문이다. 이 경우, 파면수차가 커지는 24번째의 둥근 띠에 상당하는 영역을 통과한 CD에서 사용하는 파장 λ3 = 790 nm의 레이저광은, 그 수차가 크기 때문에, 이른바 플레어광이 되어 확산되기 때문에, 광디스크(109)의 정보 기록면에 회절 한계 가까이까지 집광되지 않는다. 한편, 광축을 포함하는 둥근 띠로부터 세어 23번째까지의 둥근 띠까지를 통과한 CD에서 사용하는 파장 λ3 = 790 nm의 레이저광은, 그 수차가 충분히 작기 때문에, 광디스크(109)의 정보 기록면에 회절 한계 가까이까지 집광된다.

구체적으로는 도 32에 의거하여 디스크(109)상에 스폿을 형성하는 데 기여하는 23번째의 둥근 띠(b23 = 1.118119 mm, 도 44 참조)에 상당하는 부분까지의 파면수차를 계산하면, 그 rms 값은 0.041이 된다. 즉 CD 에 있어서는 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 24번째의 둥근 띠는 개구 제한의 역활을 하고, 1로부터 23번째의 둥근 띠를 통과한 광에 의하여 광디스크의 정보기록면에 회절 한계 가까이까지 레이저빔을 집광할 수 있다. 이와 같은 경우, CD 실효 개구지름 = 2b17 = 2.236 mm와 렌즈 촛점거리 = 2.29283 mm의 관계로부터, CD의 NA는 0.51이 된다.

이와 같이, 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 24번째의 둥근 띠는 CD일 때에는 개구제한의 역활을 하는 것을 알 수 있다.

한편, 위상 보상판(122)의 둥근 띠구조는, 24번째의 둥근 띠도 포함시켜, λ 1 = 405 nm의 파장의 광에 대해서는 위상 보상판(122)의 둥근 띠구조에 의하여 위상차가 생기지 않도록, 또 λ2 = 655 nm의 파장의 광에 대해서는 위상 보상판(122)의 둥근 띠구조에 의하여 가능한 한 위상차가 생기지 않도록 최적화되어 있는 것은 앞서 설명한 바와 같다. 그 때문에 λ1 = 405 nm의 파장의 광 및 λ2 = 655 nm의 파장의 광에 있어서, 위상 보상판(122)을 그대로 사용하였다 하여도 블루레이나 CD의 기록 또는 재생시의 파면수차를 현저하게 증대시키는 것이 아니다.

구체적으로는 블루레이의 파면수차 분포의 계산결과는 도 30에, DVD에 있어서의 파면수차 분포의 계산결과는 도 31에 나타내었으나, 이들의 결과는 위상 보상판(122)도 포함한 결과이며, 집광 렌즈(123)의 동공면의 전면에서 충분히 작은 파면수차값이 얻어져 있음을 나타내는 것이다.

즉, 가장 바깥쪽의 24번째의 둥근 띠도 포함하여 위상 보상판(122)의 모든 둥근 띠는, λ1 = 405 nm의 파장의 광 및 λ2 = 655 nm의 파장의 광에 대하여 개구 제한과 같은 작용을 하지 않고, 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 둥근 띠는, CD일 때에만 개구제한의 역활을 하게 된다.

또한 CD일 때에만 개구제한으로서 기능하는 위상 보상판(122)의 가장 바깥쪽의 둥근 띠에 대해서는 그 플레어 특성을 향상시키기 위하여 복수의 둥근 띠로 구성하여도 좋다.

이와 같이, 제 3 실시형태에 따르면, (1) 각 디스크에 대응한 가변 개구를 사용할 필요는 없고, (2) 위상 보상판에 대해서도 그것을 기계적으로 광로중에 끼웠다 뺐다 하거나, 또는 전기적인 동작제어를 할 필요는 없으며, (3) 1/4 파장판 은 정적인 위상판보다도 전단에 배치할 수 있기 때문에 렌즈 모듈과 일체화할 필요는 없고, 제 1 실시형태에 비하여 본 발명의 렌즈 모듈의 구성이 매우 간단해진다는 이점을 가지며, 또한 집광 렌즈에 불연속한 형상을 형성할 필요가 없기 때문에, 집광 렌즈의 재질로서 높은 굴절율을 가지는 유리계의 재료를 사용할 수 있는 점에 특징을 가진다.

또한 도 46에 나타낸 위상 보상판(122)에서는 1매의 위상 보상판의 양면의 각각에 불연속한 비구면 형상과 둥근 띠구조를 설치하도록 하였으나, 2매의 위상 보상판의 한쪽의 위상 보상판에 불연속한 비구면 형상을 설치하고, 다른쪽의 위상 보상판에 둥근 띠구조를 설치하도록 하여도 된다.

본 발명에 의하면, 다른 파장으로 또한 다른 종류의 디스크에 대하여 각각 임의의 광선높이를 지나는 광로 사이에서 수차가 적은 상태로 하도록 집광 렌즈의 비구면 형상 및 수차 보정판에서의 위상 보상량을 설정함으로써 각각의 광디스크에 대하여 충분히 수차가 저감된 상태를 보증할 수 있다. 또 모든 레이저빔을 무한계로 하여 광학계를 구성할 수 있으므로, 어느 특정한 파장의 레이저빔에 대하여 집광 렌즈에 있어서의 물체거리를 바꿀 필요는 없고, 복수의 파장을 가지는 다파장 레이저에 있어서도 용이한 광학계로 실현할 수 있음과 동시에, 상기 렌즈를 탑재한 엑츄에이터로 트랙 서보를 행한 경우에도 유한계 특유의 수차가 발생하지 않기 때문에 광디스크의 정보기록면에 레이저빔을 충분히 집광할 수 있다라는 등의 이점이 있다.

Claims (20)

1. 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈에 있어서,

   상기 집광 렌즈의 적어도 하나의 면에는 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2 의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 상기 위상 보상판은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하는 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 위상 보상판은, 액정 수차 보정소자로 하는 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 위상 보상판은, 계단형상의 둥근 띠구조를 가지는 소자로 하는 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 위상 보상판의 둥근 띠구조에 있어서의 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D =α×λ1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 상기 식에 있어서 α는 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
7. 파장 λ1, λ2, λ3의 광원으로, 각각 두께 t1, t2, t3의 기판을 가지는 정보기록매체에 기록 재생을 행하는 광픽업장치에 있어서,

   상기 광픽업은, 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈를 사용하여 정보기록매체에 정보의 기록 재생을 행하고, 상기 집광 렌즈의 적어도 하나의 면에는 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2 의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 상기 위상 보상판은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 위상 보상판은, 액정 수차 보정소자로 하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 위상 보상판은, 계단형상의 둥근 띠구조를 가지는 소자로 하는 것을 특징과 하는 광픽업장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 위상 보상판의 둥근 띠구조에 있어서의 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D =α×λ1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 상기 수학식에 있어서 α는, 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
11. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
12. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
13. 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈에 있어서,

    상기 집광 렌즈의 양면은 연속한 비구면 형상으로 이루어지고, 또한 상기 위상 보상판의 제 1 면은 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 상기 위상 보상판의 제 2 면은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
16. 제 13항에 있어서,

    상기 위상 보상판의 제 1 면에 형성되는 둥근 띠구조에 있어서의 단차(D)는, 파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D =α×λ 1/(n1-1)로 나타낼 수 있고, 상기 수학식에 있어서 α는 정수 또는 정수 ±10%의 범위인 것을 특징으로 하는 위상 보상판부착 픽업 렌즈.
17. 파장 λ1, λ2, λ3의 광원으로, 각각 두께 t1, t2, t3의 기판을 가지는 정보기록매체에 기록 재생을 행하는 광픽업장치에 있어서,

    상기 광픽업은, 적어도 하나의 집광 렌즈와 적어도 하나의 위상 보상판으로 구성되는 위상 보상판부착 픽업 렌즈를 사용하여 정보기록매체에 정보의 기록 재생을 행하고, 상기 집광 렌즈의 양면은 연속한 비구면 형상으로 이루어지며, 또한 상기 위상 보상판의 제 1 면은 파장 λ1의 레이저빔으로 기판 두께 t1의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차와, 파장 λ2의 레이저빔으로 기판 두께 t2의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있고, 또한 상기 위상 보상판의 제 2 면은 파장 λ3의 레이저빔으로 기판 두께 t3의 정보기록매체에 기록 재생할 때에 생기는 파면수차를 보상하기 위한 계단형상의 둥근 띠구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.1 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
19. 제 17항에 있어서,

    상기 파장 λ1이 약 405 nm, 파장 λ2가 약 655 nm, 파장 λ3이 약 790 nm, 기판 두께 t1이 약 0.6 mm, 기판 두께 t2가 약 0.6 mm, 기판 두께 t3이 약 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
20. 제 17항에 있어서,

    상기 위상 보상판의 제 1 면에 형성되는 둥근 띠구조에 있어서의 단차(D)는,파장 λ1의 레이저빔에 대한 위상 보상판의 굴절율을 n1이라 하였을 때, D =α×λ1/ (n1-1)로 나타낼 수 있고, 상기 수학식에 있어서 α는 정수 또는 정수 ±10%의 범위 인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.

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