KR20080008259A - 대물렌즈 및 광픽업 광학계 - Google Patents

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KR20080008259A
KR20080008259A KR1020070071172A KR20070071172A KR20080008259A KR 20080008259 A KR20080008259 A KR 20080008259A KR 1020070071172 A KR1020070071172 A KR 1020070071172A KR 20070071172 A KR20070071172 A KR 20070071172A KR 20080008259 A KR20080008259 A KR 20080008259A
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미츠히로 미야우치
고이치로 와카바야시
요시카즈 미츠이
야스유키 스기
유타카 마키노
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 복수종의 광기록매체에 대하여 고광이용 효율 및 트랙킹시의 파면수차의 열화를 억제한 양호한 기록재생을 실현하는 대물렌즈 및 광픽업 광학계를 제공하는 것이다.
이를 위하여 본 발명은 파장(λ1)을 가지는 제 1 광속을 제 1 광기록매체의 정보기록면 위에 집광시키고, 또한 파장(λ1)보다 긴 파장(λ2)을 가지는 제 2 광속을 제 2 광기록매체의 정보기록면에 집광시키고, 또한 λ2보다 긴 파장(λ3)을 가지는 제 3 광속을 제 3 광기록매체의 정보기록면에 집광시키는 대물렌즈로서, 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면은 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간으로 분할되어 대물렌즈에서의 제 1 광속에서의 결상배율을 m1, 제 2 광속에서의 결상배율을 m2, 제 3 광속에서의 결상배율을 m3이라 하였을 때에,
m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
이라 하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.

Description

대물렌즈 및 광픽업 광학계{OBJECTIVE LENS AND OPTICAL PICK-UP SYSTEM}
본 발명은 대물렌즈 및 광픽업 광학계에 관한 것이다. 특히 복수종류의 단색광을 사용하는 다파장용 광학계로서 여러가지 광기록매체에 대응할 수 있는 호환형 기록재생장치에 이용되는 대물렌즈 및 광픽업 광학계에 관한 것이다.
최근, 청색 레이저를 이용한 고밀도 광디스크(Blu-ray, HD-DVD)가 실용화되기 시작하고 있다. 광디스크의 기록밀도는 정보기록면에 집광하는 광스폿 지름에 의존한다. 이 광스폿 지름은 λ를 광원으로부터 출사되는 광의 파장, NA를 대물렌즈의 상측 개구수로 하여 λ/NA에 비례한다. 따라서 광디스크의 고밀도화는 광픽업용 레이저광의 단파장화 및 대물렌즈에서의 고 NA화에 의하여 실현할 수 있다.
이와 같은 청색 레이저를 사용한 고밀도 광디스크장치에서는 CD나 DVD 등의 기존의 광디스크를 기록·재생할 수 있도록 호환성을 가지고 있는 광디스크장치인 것이 바람직하다. 이와 같은 호환성을 가지는 광디스크장치로서는 각각의 광디스크에 대응하는 광원을 사용할 필요가 있다. 또 광픽업에 있어서도 광디스크의 종류마다 대물렌즈를 설치하여 사용하는 광디스크의 종류에 따라 대물렌즈를 교환하기도 하고, 광디스크의 종류마다 광픽업장치를 설치하여 사용하는 광디스크의 종류 에 따라 광픽업장치를 교환하기도 하는 것을 생각할 수 있다.
그러나 비용면이나 장치의 소형화를 실현하기 위하여 어느 쪽의 광디스크에 서도 동일한 광픽업 렌즈가 사용되는 광디스크장치인 것이 바람직하다. 이와 같은 호환형 광디스크장치의 예로서는 특허문헌 1 등을 들 수 있다.
특허문헌 1에서는 제 1 디스크에 대하여 수차가 저감되도록 설계된 대물렌즈를 구비하고, 제 2, 제 3 디스크에 대해서는 각 광원으로부터 대물렌즈까지의 광로길이를 각각 변화시킨 구성으로 함으로써 수차를 저감, 또는 홀로그램소자를 이용하고, 회절효과를 이용하여 수차를 저감함으로써 동일한 대물렌즈로 모든 디스크에 대하여 기록·재생을 가능하게 하고 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2000-348376호 공보
그러나 특허문헌 1에서는 이하의 문제점을 가지고 있다. 각각의 광디스크에 대하여 각 광원으로부터 대물렌즈까지의 광로길이차를 설치한 경우, 광검출기도 각각의 광디스크에 대응한 광검출기가 필요하게 되어 복수의 광검출기가 필요하게 된다. 특허문헌 1에도 기재되어 있는 바와 같이 광원, 콜리메이트 렌즈 및 대물렌즈로 구성되는 광픽업장치를 생각하는 경우, 제 1 디스크, 제 2 디스크에 대하여 광원으로부터 콜리메이트 렌즈 입사면까지의 거리에 따라 광로길이차를 설치하기 때문에, 광검출기는 각각 따로 준비하지 않으면 안된다. 예를 들면 3종류의 디스크 의 호환을 생각한 경우, 광검출기는 3개 필요하게 된다. 이것은 저비용화, 소형화의 관점에서 생각하면 광검출기의 수는 적은 쪽이 바람직하기 때문에 광검출기도 공통의 것을 사용할 수 있도록 한 쪽이 좋다.
또한, 트랙킹시의 대물렌즈 시프트의 문제가 있다. 일반적으로 대물렌즈에 대하여 평행광이 입사하는 경우, 트랙킹에 의하여 대물렌즈가 평행광에 대하여 수직으로 시프트하여도 수차는 거의 발생하지 않는다. 그러나 각 광원으로부터 콜리메이트 렌즈까지의 광로길이차에 의해서는 대물렌즈에의 입사광은 발산광 또는 수속광이 되기 때문에, 트랙킹에 의하여 대물렌즈가 광축에 대하여 수직으로 시프트한 경우, 수차가 생긴다. 특허문헌 1에서는 CD에 대응하는 광원이 콜리메이트 렌즈에 입사되는 광에 발산광을 전제로 하고 있기 때문에, 트랙킹시의 대물렌즈의 광축에 대한 시프트에 의하여 수차가 생긴다.
또, 홀로그램소자를 사용함으로써 회절효과를 일으키게 하는 방법에 있어서는 회절효율의 저하라는 문제가 생긴다. 특히 HD-DVD, DVD, 및 CD의 호환에서는 사용파장 영역이 광대역(400 nm∼800 nm 정도)이 되기 때문에, HD-DVD와 DVD, CD 각각의 회절효율의 확보가 곤란하게 된다. 따라서 HD-DVD, DVD, CD 모두에서 높은 광이용 효율을 얻을 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 복수종의 광기록매체에 대하여 높은 광이용 효율, 또한 트랙킹시의 파면수차의 열화를 억제한 양호한 기록재생을 실현하는 대물렌즈 및 소형이고 저비용의 광픽업 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 형태에 관한 대물렌즈에서는 파장(λ1)을 가지는 제 1 광속을 제 1 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키고, 또한 상기 파장(λ1)보다 긴 파장(λ2)을 가지는 제 2 광속을 제 2 광기록매체의 정보기록면에 집광시키고, 또한 상기 λ2보다 긴 파장 λ3을 가지는 제 3 광속을 제 3 광기록매체의 정보기록면에 집광시키는 대물렌즈로서, 상기 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면은 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간으로 분할되고, 상기 대물렌즈에서의 상기 제 1 광속에서의 결상배율을 m1, 상기 제 2 광속에서의 결상배율을 m2, 상기 제 3 광속에서의 결상배율을 m3이라 하였을 때에,
m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
이라 하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이와 같이 함으로써 제 1 광속과 제 2 광속에서의 수차를 저감시키고, 또한 제 3 광속에서의 물체거리를 길게 할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 관한 대물렌즈에서는 상기한 대물렌즈로서 상기 구간의 경계에 단차를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 단차에 의하여 제 1 광속을 검지하는 광검출기와 제 2 광속을 검지하는 광검출기를 동일한 것으로 할 수 있다. 본 발명의 제 3 형태에 관한 대물렌즈에서는 상기한 대물렌즈로서 상기 대물렌즈는 아베수(vd)가 50 이상인 재료에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 대물렌즈의 아베수를 50 이상으로 함으로써 색분산을 작게 할 수 있고, 제 1 광속 및 제 2 광속에서의 수차를 저감시키기 위한 단차를 적게 할 수 있 다.
본 발명의 제 4 형태에 관한 대물렌즈에서는 제 3 형태에 관한 대물렌즈로서 상기 재료는 플라스틱 또는 유리인 것을 특징으로 하는 것이다. 이것은 대물렌즈를 용이하게 작성할 수 있다. 본 발명의 제 5 형태에 관한 대물렌즈에서는 상기한 대물렌즈로서, 상기 구간은 각각 다른 비구면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 제 6 형태에 관한 대물렌즈에서는 상기한 대물렌즈로서 상기 구간의 수는 2 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 7 형태에 관한 대물렌즈에서는 상기한 대물렌즈로서 상기 제 1 광기록매체의 투명기판의 두께를 t1, 상기 제 2 광기록매체의 투명기판의 두께를 t2, 상기 제 3 광기록매체의 투명기판의 두께를 t3이라 하였을 때에
t1 = t2 < t3
이라 하는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 제 8 형태에 관한 대물렌즈에서는 상기한 대물렌즈로서 상기 λ1은 380 nm 이상 430 nm 이하이고, 상기 λ2는 630 nm 이상 690 nm 이하이고, 상기 λ3은 760 nm 이상 810 nm 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 9 형태에 관한 광픽업장치에서는 파장(λ1)을 가지는 제 1 광속을 출사하는 제 1 광원과, 파장(λ1)보다 긴 파장(λ2)을 가지는 제 2 광속을 출사하는 제 2 광원과, 파장(λ2)보다 긴 파장(λ3)을 가지는 제 3 광속을 출사하는 제 3 광원과, 상기 제 1 광속을 제 1 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키고, 또한 상기 제 2 광속을 제 2 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키고, 또한 상기 제 3 광속을 제 3 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키는 대물렌즈를 구비한 광픽업 광학계로서, 상기 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면은 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간으로 분할되고, 상기 대물렌즈에서의 상기 제 1 광속에서의 결상배율을 m1, 상기 제 2 광속에서의 결상배율을 m2, 상기 제 3 광속에서의 결상배율을 m3이라 하였을 때에,
m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
이라 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 10 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서, 상기 제 1 광원과 상기 대물렌즈의 거리와, 상기 제 2 광원과 상기 대물렌즈의 거리가 대략 같은 것을 특징으로 하는 것이다. 이것에 의하여 제 1 광원으로부터의 제 1 광속과 제 2 광원으로부터의 제 2 광속에서의 수차를 용이하게 저감할 수 있다. 본 발명의 제 11 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서 상기 구간의 경계에 단차를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 제 12 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서 상기 대물렌즈는 아베수(vd)가 50 이상인 재료에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 제 13 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 제 12 형태에 관한 광픽업 광학계로서 상기 재료는 플라스틱 또는 유리인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 14 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서, 상기 구간은 각각 다른 비구면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명 제 15 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서 상기 구간 의 수는 2 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 16 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서, 상기 제 1 광기록매체의 투명기판의 두께를 t1, 상기 제 2 광기록매체의 투명기판의 두께를 t2, 상기 제 3 광기록매체의 투명기판의 두께를 t3이라 하였을 때에,
t1 = t2 < t3
이라 하는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 제 17 형태에 관한 광픽업 광학계에서는 상기한 광픽업 광학계로서, 상기 λ1은 380 nm 이상 430 nm 이하이고, 상기 λ2는 630 nm 이상 690 nm 이하이며, 상기 λ3은 760 nm 이상 810 nm 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 18 형태에 관한 광헤드에서는 제 1 형태 내지 제 8 형태에 관한 대물렌즈 또는 제 9 형태 내지 제 17 형태에 관한 광픽업 광학계를 가지는 것이다. 본 발명의 제 19 형태에 관한 광디스크장치에서는 제 1 형태 내지 제 8 형태에 관한 대물렌즈 또는 제 9 형태 내지 제 17 형태에 관한 광픽업 광학계를 가지는 것이다.
본 발명에 관한 대물렌즈 및 그 대물렌즈를 사용한 광픽업 광학계에 의하면, 복수종의 광기록매체에 대하여 높은 광이용 효율, 또한 트랙킹시의 파면수차의 열화를 억제한 양호한 기록재생을 실현하는 대물렌즈 및 소형이고 저비용의 광픽업장치의 제공이 가능하게 된다.
이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이 실시형태는 본 발명을 대물렌즈 및 광픽업 광학계에 적용한 것이다. 본 실시형태에 관한 대물렌즈에서는 제 1 파장(λ1)의 레이저광과, λ1보다 긴 제 2 파장(λ2)의 레이저광과, λ2보다 긴 제 3 파장(λ3)의 레이저광에서 λ1, λ2, λ3 각각에서의 결상배율을 m1, m2, m3이라 하고, m1 > m2 > 0 및 -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020이라 하고 있다.
이것에 의하여 파장(λ1)과 파장(λ2)의 레이저광을 수속광으로 하고, 파장(λ3)의 레이저광을 발산광으로 하여 대물렌즈에 입사한다. 이것에 의하여 파장(λ3)에서의 물체거리를 길게 할 수 있다. 또 파장 λ3에서의 물체거리를 길게 함으로써, 유한계에서의 트랙킹 서보 등일 때에 생기는 사입사(斜入射)에 의한 수차를 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한 m1 > m2이기 때문에 파장 λ1의 레이저광과 파장 λ2의 레이저광에서의 광기록매체의 기록면에서의 수차를 저감시킬 수 있다.
즉, 본 실시형태에 관한 대물렌즈에서는 결상배율을 제어함으로써 수차를 저감시키고, 각각의 파장의 광속에서의 결상배율을 상기한 범위로 함으로써 트랙킹 서보 등 일때에 생기는 사입사에 의한 수차를 저감시킬 수 있다. 또 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면이 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간으로 분할되고, 각각의 구간의 경계에 단차를 설치함으로써 파장 λ1과 파장 λ2의 광속의 광검출기를 동일한 것으로 할 수 있다. 이하에서는 3종류의 광디스크, HD-DVD, DVD 및 CD를 예로 하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 관한 광픽업 광학계(1)의 개략 구성도이다. 도 1에 나타내는 광픽업 광학계(1)는 HD-DVD용 광원(11), DVD용 광원(12), 제 1 광검출기를 가지는 CD용 광원(13), 제 1 빔 스프리터(14), 제 2 빔 스프리터(15), 제 3 빔 스프리터(16), 발산각 변환 렌즈(17), 개구 제한소자(18), 대물렌즈(19), HD-DVD 디스크(20a), DVD 디스크(20b), CD 디스크(20c), 검출렌즈(21), 제 2 광검출기(22)로 구성되어 있다.
HD-DVD용 광원(11)은 파장 380 nm 이상 430 nm 이하의 광속을 발생한다. 또DVD용 광원(12)은 파장 630 nm 이상 690 nm 이하의 광속을 발생한다. 또한 CD용 광원(13)은 파장 760 nm 이상 810 nm 이하의 광속을 발생한다. 또한 본 발명은 이 파장에 한정되는 것이 아니다. 또 CD용 광원(13)은 CD용 광원(13)으로부터 발진한 레이저광이 CD 디스크(20c)를 반사하여 온 광을 검출하는 제 1 광검출기를 가지고 있다.
제 1 빔 스프리터(14)는, HD-DVD용 광원(11)과 DVD용 광원(12)으로부터의 광을 공통의 광로로 유도하기 위하여 설치되어 있다. 즉, 도 1에 나타내는 바와 같이 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속은 제 1 빔 스프리터(14)를 투과하고, DVD용 광원(12)으로부터의 광속은 제 1 빔 스프리터(14)를 반사함으로써, 공통의 광로로 유도된다.
또 제 2 빔 스프리터(15)는, HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속을 투과하고, HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속이 HD-DVD 디스크(20a)를 반사한 광속 또는 DVD용 광원(12)으로부터의 광속이 DVD 디스크(20b)를 반사한 광속을 검출렌즈(21)측으로 반사하고 있다. 이 제 2 빔 스프리터(15)를 반사한 광속은, 검출렌즈(21)를 투과하여 제 2 광검출기(22)에 의하여 검출된다.
또 발산각 변환 렌즈(17)는, 제 2 빔 스프리터(15)를 투과한 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속을 수속광으로 한다. 수속광이란 광속이 전파됨에 따라 광속의 폭이 줄어드는 광속의 것을 말한다. 또한 제 3 빔 스프리터(16)는 CD용 광원(13)으로부터의 광속을 반사하여 대물렌즈(19)에 입사시킨다. 이때 CD용 광원(13)으로부터의 광속은 발산광으로서 대물렌즈(19)에 입사된다. 발산광이란 광속이 전파됨에 따라 광속의 폭이 넓어지는 광속의 것을 말한다. 또 이 제 3 빔 스프리터(16)는 CD용 광원(13)으로부터의 광속이 CD 디스크(20c)를 반사하여 되돌아 온 광속을 반사하여 CD용 광원(13) 내의 제 1 광검출기에 입사한다.
개구 제한소자(18)는 대물렌즈(19)에 입사되는 광속의 실효 개구수(NA)를 제한하는 것이다. 이 개구 제한소자(18)는 입사되는 광속의 파장에 의하여 실효 개구수(NA)가 제어되도록 되어 있다. 여기서 실효 개구수(NA)는 유효지름/(2×초점거리)으로 나타낸다. 개구 제한소자(18)의 예로서는 광학 필터막이나 회절격자를 사용하여 개구수를 조정한 파장 선택 필터를 들 수 있다.
본 실시형태에 관한 대물렌즈(19)의 개략 구조도를 도 2에 나타낸다. 도 2(a)는 대물렌즈(19)의 정면도, 도 2(b)는 대물렌즈(19)의 단면도이다. 대물렌 즈(19)에서는 적어도 한쪽의 렌즈면은 광축을 중심으로 한 동심원상의 복수의 구간으로 분할되어 있다. 또 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속에서의 결상 배율을 m1, DVD용 광원(12)으로부터의 광속에서의 결상 배율을 m2, CD용 광원(13)으로부터의 광속에서의 결상 배율을 m3이라 하였을 때에,
m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
이라 하고 있다.
여기서 결상배율의 부호는 수속 유한계의 경우를 양(+)으로 하고, 발산 유한계의 경우가 음(-)이 된다. 즉, HD-DVD 용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속은, m1 및 m2가 양의 수이기 때문에 수속광이 대물렌즈(19)에 입사됨으로써 HD-DVD 디스크(20a) 또는 DVD 디스크(20b)의 기록면에 집광된다. 또 CD용 광원(13)으로부터의 광속은 m3이 음의 수이기 때문에 대물렌즈(19)에 발산광이 입사됨으로써 CD 디스크(20c)의 기록면에 집광된다.
이와 같이 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속이 수속광으로 대물렌즈(19)에 입사되기 때문에 CD용 광원(13)으로부터의 광속에 있어서의 물체거리를 길게 할 수 있다. CD용 광원(13)으로부터의 광속에서의 물체거리가 길어지면 평행광에 가까워지기 때문에 트랙킹기구 등에 의하여 생기는 사입사일 때에 발생하는 수차를 저감시킬 수 있다. 여기서 말하는 수차를 저감한다란, RMS 파면 수차값이 마레셜의 평가기준 0.070 λrms 이하, 바람직하게는 0.040 λrms 이하를 가리킨다.
또, 본 실시형태에 관한 대물렌즈(19)에서는 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속에서의 결상배율과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속에서의 결상배율을 제어함으로써 수차를 저감시키고 있다. 즉, m1 > m2인 것에 의하여 수차를 저감시키고 있다. 여기서 말하는 수차를 저감하는 것은 RMS 파면수차값이 마레셜의 평가 기준 0.070 λrms 이하, 바람직하게는 0.040 λrms 이하를 가리킨다.
또한 대물렌즈(19)에 있어서 적어도 한쪽의 렌즈면이 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간으로 분할되어 있고, 이 구간 각각의 경계에는 단차가 설치되어 있다. 이 단차에 의하여 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속이 HD-DVD 디스크(20a)를 반사하여 온 광속을 검출하는 광검출기와, DVD용 광원(12)으로부터의 광속이 DVD 디스크(20b)를 반사하여 온 광속을 검출하는 광검출기를 동일한 것으로 할 수 있다.
또, 각 구간은 각각 다른 곡률반경, 비구면계수를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속과 CD용 광원(13)으로부터의 광속에서의 수차를 더욱 저감시키도록 설계할 수 있다. 이 실시예에 대해서는 뒤에서 설명한다.
또한 본 실시형태에 관한 대물렌즈에서는 아베수(vd)가 50 이상인 유리나 플라스틱을 이용하여 작성되는 것이 바람직하다. 이것은 아베수(vd)가 50보다 작은 값이면 파장이 다른 레이저광이 대물렌즈에 입사되면 파장차에 의한 수차가 커지기 때문이다.
수차 저감을 위해서는 대물렌즈상에 설치하는 동심원형상의 구간수를 늘리지 않으면 안되어 대물렌즈의 면형상이 복잡해지기 때문에 제조가 곤란해진다. 또 대 물렌즈상에 설치하는 동심원형상의 구간수가 증가하면 각 구간의 경계에서의 광량 손실이 증대하여 광이용 효율의 저하를 초래한다. 즉, 본 실시형태에 관한 대물렌즈(19)에서는 아베수(vd)를 50 이상으로 함으로써 대물렌즈(19)상에 설치된 구간의 수를 저감시킬 수 있다. 또 유리나 플라스틱을 사용함으로써 용이하게 원하는 형상으로 성형할 수 있다.
또한 대물렌즈(19)상에 설치하는 동심원형상의 구간수는, 2 이상 10 이하인 것이 바람직하다. 이것은 구간수를 이 범위로 함으로써 광이용 효율이 높은 대물렌즈로 할 수 있다. 또 HD-DVD 디스크(20a)의 두께를 t1, DVD 디스크(20b)의 두께를 t2 및 CD 디스크(20c)의 두께를 t3이라 하였을 때, t1 = t2 < t3으로 하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 관한 대물렌즈를 사용한 광픽업 광학계에서는 HD-DVD용 광원(11)으로부터 대물렌즈(19)까지의 거리와 DVD용 광원(12)으로부터 대물렌즈(19)까지의 거리를 대략 동일하게 하고 있다. 이것에 의하여 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광이 HD-DVD 디스크(20a)를 반사하여 온 광을 검출하는 광검출기와 DVD용 광원(12)으로부터의 레이저광이 DVD 디스크(20b)를 반사하여 온 광을 검출하는 광검출기를 동일하게 하는 것을 용이하게 행할 수 있다. 이것에 의하여 광검출기의 수를 HD-DVD 용및 DVD 용의 광검출기인 제 1 검출기(22)와 CD 용 검출기인 제 2 검출기의 2개로 할 수 있다. 이것은 비용면 및 광검출을 위한 얼라인먼트의 용이성 등의 이유로부터 이점이 있다.
다음에 각각의 광원으로부터 발진한 레이저광의 움직임에 대하여 도 1을 사 용하여 설명한다. HD-DVD용 광원(11)으로부터 조사된 광속은, 제 1 빔 스프리터(14)를 통과하여 제 2 빔 스프리터(15)에 입사된다. 또 DVD용 광원(12)으로부터 조사된 광속은 제 1 빔 스프리터(14)를 반사하여 제 2 빔 스프리터(15)에 입사된다. 이때의 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속은 공통의 광로에 유도된다.
또, 이 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속은, 제 2 빔 스프리터(15)를 투과하여 발산각 변환렌즈(17)에 입사된다. 이때 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속과 DVD용 광원(12)으로부터의 광속은 발산각 변환 렌즈(17)에 의하여 수속광으로 변환된다. 이들 광속은 개구 제한소자(18)를 통과함으로써 실효 개구수(NA)가 제어되어 대물 렌즈(19)에 입사된다. 대물렌즈(19)에 입사된 광속은 대물렌즈(19)에 의하여 수속하고, HD-DVD 디스크(20a) 또는 DVD 디스크(20b)의 정보기록면상에 집광되어 광스폿을 형성한다.
HD-DVD 디스크(20a), DVD 디스크(20b)의 정보기록면에서 반사된 광속은 다시 대물렌즈(19), 개구 제한소자(18), 제 3 빔 스프리터(16) 및 발산각 변환 렌즈(17)를 통과한다. 발산각 변환 렌즈(17)를 투과한 광속은, 제 2 빔 스프리터(15)로 검출 렌즈(21)측에 반사된다. 이들 광속은 검출 렌즈(21)를 투과하여 제 2 광검출기(22)로 검출되고, 광전 변환됨으로써 포커스 서보신호, 트랙 서보신호, 및 재생신호 등을 생성한다.
또 CD용 광원(13)으로부터의 광속은, 제 3 빔 스프리터(16)에 의하여 반사되어 개구 제한소자(18)에 입사된다. CD용 광원(13)으로부터의 광속은, 개구 제한소 자(18)에 의하여 실효 개구수(NA)가 제어되고, 대물렌즈(19)에 입사된다. 이때 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광속이나 DVD용 광원(12)으로부터의 광속과 공통의 광로에 유도된다. 이때 대물렌즈(19)에 입사되는 광속은 발산광이 된다. 대물렌즈(19)에 입사된 광속은 대물렌즈(19)에 의하여 수속되고, CD 디스크(20c)의 정보기록면상에 집광되어 광스폿을 형성한다.
CD 디스크(20c)의 정보기록면에서 반사된 광속은 다시 대물렌즈(19) 및 개구 제한소자(18)를 통과한다. 개구 제한소자(18)를 통과한 광속은 제 3 빔 스프리터(16)에 의하여 CD용 광원(13)측으로 반사된다. 이 광속은 CD용 광원(13) 내의 제 1 광검출기에 의하여 검출되고, 광전 변환됨으로써 포커스 서보신호, 트랙 서보신호 및 재생신호 등을 생성한다.
이하, 상기한 실시형태에 의거하여 본 발명에 의한 대물렌즈 및 광픽업 광학계의 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 1)
먼저, 본 실시예의 대물렌즈에서의 렌즈 데이터를 도 3에 나타낸다. 도 3(a)는 HD-DVD의 경우이다. 도 3(b)는 DVD의 경우이다. 도 3(c)는 CD의 경우이다. 또 본 실시예에서는 대물렌즈(19)를 아베수 vd = 57의 플라스틱으로 작성하였다. 조리개면은 개구 제한소자(18)가 위치하는 면에 상당한다. 또한 디스크 광원 측면이 광디스크(20)에서의 표면에 상당하고, 디스크 기록면은 광디스크(20) 내의 정보가 기록되는 면이다. 도 3에서는 각각의 면에 대하여 곡률반경, 면간거리, 다음면과의 사이의 재질 및 굴절율이 기술되어 있다.
HD-DVD, DVD 및 CD 에서의 결상배율 m1, m2, m3은 각각 m1 = 0.0427, m2 = 0.0380, m3 = -0.0446이고, 상기한 실시형태에서의 대물렌즈의 조건인, m1 > m2 > 0, 및 -0.060 < m3 < -0.020을 만족하고 있다. 여기서 배율의 부호는 광원으로부터 조리개면까지의 면간격이 음, 이른바 수속 유한계의 경우를 양으로 하고, 광원으로부터 조리개면까지의 면간격이 양, 이른바 발산 유한계의 경우가 음이 된다.
또, 도 3에 나타낸 렌즈 데이터에 의거하여 설계된 대물렌즈(19)의 렌즈면에서의 비구면형상을 하기의 수학식 (1)로 나타내고 있다.
Figure 112007051625774-PAT00001
수학식 (1)에서 광축으로부터의 높이가 h가 되는 비구면상의 좌표점에서의 비구면의 광축상에서의 접평면으로부터의 거리(새그량)를 Zj(h), 비구면의 광축상에서의 곡률(1/곡률반경)을 C, 코닉계수를 K, 4차부터 16차까지의 비구면계수를 각각 A4, A6, A8, A10, A12, A14, A16으로 하고 있다. 또 B는 광축상의 새그량을 나타내고 있다.
본 실시예에서의 대물렌즈(19)의 광원(11∼13)측의 렌즈면과 광디스크(20)측의 렌즈면에서의 비구면형상을 상기한 식으로 나타내는 계수표를 도 4에 나타낸다. 대물렌즈(19)의 광원(11∼13)측의 렌즈면에서는 3개의 구간으로 분할되어 있다. 이 3개의 구간은 윤대형상으로 설치되어 있고, 각각의 구간에서의 윤대의 위치도 기술되어 있다. 또 각 구간의 곡률반경(R)(1/C), 비구면계수는 다르고, HD-DVD, DVD에서 모두 파면수차가 저감되도록 설정되어 있다. 이와 같이 함으로써 각 구간의 경계에서의 광이용 효율의 저하를 가급적으로 억제하는 구성으로 하였다.
도 5에 본 실시예에서의 대물렌즈를 사용한 경우의 HD-DVD, DVD, CD의 파면수차도를 나타낸다. 도 5(a)는 HD-DVD 에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 5(b)는 DVD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 5(c)는 CD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 5에서는 가로축은 유효 개구수(NA)이고, 세로축은 상기한 파면수차이다. 도 5에 나타내는 바와 같이 HD-DVD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0304 λrms, DVD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0320 λrms, CD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0135 λrms가 된다. 따라서 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms, 더욱 바람직한 0.040 λrms를 하회하고 있고, 어느 것이나 충분히 파면수차가 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
트랙킹시의 대물렌즈 시프트 0.3 mm의 RMS 파면 수차값[() 내는 COMA3]은 HD-DVD일 때에 0.0312(0.0017)λrms, DVD일 때에 0.0348(0.0130)λrms, CD일 때에 0.0451(0.0441)λrms가 되고, 어느 것이나 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms를 하회하고 있다.
다음에 본 실시예에서의 대물렌즈에 있어서, HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광과 DVD용 광원(12)으로부터의 광에 주목하여 광픽업 광학계에서의 검출기를 동일하게 한 경우의 파면수차도를 계산한다. HD-DVD와 DVD에서 검출기를 동일하게 하기 위하여 광원으로부터 발산각 변환 렌즈면까지의 거리를 동일하게 하고 있다. 본 실시예에서는 HD-DVD용 광원(11)과 DVD용 광원(12)은 별체로 하고 있으나, 양 광원이 동일 패키지에 형성된 2파장 레이저유닛을 사용하여 상기 거리를 같게 할 수도 있다. 도 6은 본 실시예에서의 대물렌즈를 탑재한 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계의 개략도이다. 이 광학계에서는 HD-DVD용 광원(11), DVD용 광원(12), 제 1 빔 스프리터(14), 발산각 변환 렌즈(17), 개구 제한소자(18), 대물렌즈(19), HD-DVD 디스크(20a), DVD 디스크(20b)로 구성되어 있다.
이 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계에서의 구성을 나타내는 표가 도 7이고, 발산각 변환 렌즈(17)에서의 비구면 데이터가 도 8이다. 도 7에서는 각각의 면에서의 곡률반경, 다음면까지의 면간거리, 다음면과의 사이의 재질, 그 재질에서의 굴절율이 기술되어 있다. 또 도 8에서는 발산각 변환 렌즈(17)의 광원(11, 12)측과 광디스크(20a, 20b)측에서의 상기한 수학식 (1)에서의 비구면계수, 코닉계수(K), 곡률반경(R)이 기술되어 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이 광원으로부터 발산각 변환 렌즈면까지의 거리는 HD-DVD, DVD에서 동일하게 하고 있다. 이에 의하여 HD-DVD와 DVD의 검출기의 공통화가 가능하게 된다. 도 9에 이 픽업광학계에서의 HD-DVD, DVD의 파면수차도를 나타낸다. 도 9(a)는 HD-DVD 에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 9(b)는 DVD 에서의 파면수차분포의 계산결과이다. HD-DVD에서의 RMS 파면수차값은 0.0305 λrms, DVD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0316 λrms가 된다. 이 RMS 파면수차값은 마레셜의 평가기준값 0.070 λrms, 보다 바람직한 0.040 λrms를 하회하고 있고, 모두 충분히 파면수차가 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
먼저, 본 실시예의 대물렌즈에서의 렌즈 데이터를 도 10에 나타낸다. 도 10 (a)는 HD-DVD의 경우이다. 도 10(b)는 DVD의 경우이다. 도 10(c)는 CD의 경우이다. 또 본 실시예에서는 대물렌즈(19)를 아베수 vd = 57의 플라스틱으로 작성하였다. 조리개면은 개구 제한소자(18)가 위치하는 면에 상당한다. 또한 디스크광원 측면이 광디스크(20)에서의 표면에 상당하고, 디스크기록면은 광디스크(20) 내의 정보가 기록되는 면이다. 도 3에서는 각각의 면에 대하여 곡률반경, 면간거리, 다음면과의 사이의 재질 및 굴절율이 기술되어 있다.
본 실시예의 대물렌즈는 HD-DVD와 DVD의 NA가 모두 0.65로 되어 있고, HD-DVD의 유효영역밖에 DVD에 대해서만 수차가 저감되는 구간을 설치하는 구성으로 하였다. 즉, 본 실시예에서의 대물렌즈는 4개의 윤대로 나뉘어져 있고, HD-DVD용 광원으로부터의 광속에서의 유효영역을 안에서 3개의 윤대로 하고, DVD용 광원으로부터의 광속에서의 전용영역에 최외부의 윤대를 이용하고 있다.
HD-DVD, DVD, CD의 결상배율 m1, m2, m3은 각각 m1 = -0.0469, m2 = -0.0418, m3 = 0.0429이고, 상기한 실시형태에서의 대물렌즈의 조건인 m1 > m2 > 0 및 -0.060 < m3 < -0.020을 만족하고 있다.
본 실시예에서의 대물렌즈(19)의 광원(11∼13)측의 렌즈면과 광디스크(20)측의 렌즈면에서의 비구면형상을 상기한 식으로 나타내는 계수표를 도 11에 나타낸다. 대물렌즈(19)의 광원(11∼13)측의 렌즈면에서는 4개의 구간으로 분할되어 있다. 이 4개의 구간은 윤대형상으로 설치되어 있고, 각각의 구간에서의 윤대의 위치도 기술되어 있다. 또 각 구간의 곡률반경(R)(1/C), 비구면계수는 다르고, HD- DVD, DVD에서 모두 파면수차가 저감되도록 설정되어 있다. 또한 본 실시예에서는 제 1 구간 ∼ 제 3 구간은 HD-DVD, DVD에서 모두 파면수차가 저감되고, 제 4 구간은 상기한 바와 같이 DVD에 대해서만 파면수차가 저감되도록 설정되어 있다. 실시예 2의 대물렌즈의 구간수는 4이고, 각 구간의 경계에서의 광이용 효율의 저하를 가급적으로 억제하는 구성으로 하였다.
도 12에 본 실시예에서의 대물렌즈를 사용한 경우의 HD-DVD, DVD, CD의 파면수차도를 나타내는 도 12(a)는 HD-DVD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 12(b)는 DVD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 12(c)는 CD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 12에서는 가로축은 유효개구수(NA)이고, 세로축은 상기한 파면수차이다. 도 12에 나타내는 바와 같이 HD-DVD에서의 RMS 파면수차값은 0.0324 λrms, DVD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0276 λrms, CD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0145 λrms가 된다. 따라서 마레셜의 평가기준값 0.070 λrms, 더욱 바람직한 0.040 λrms를 하회하고 있고, 모두 충분히 파면수차가 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
트랙킹시의 대물렌즈 시프트 0.3 mm의 RMS 파면수차값[( )안은 COMA3]은 HD-DVD일 때에 0.0331(0.0008) λrms, DVD일 때에 0.0382(0.0169) λrms, CD일 때에 0.0416(0.0385) λrms가 되고, 모두 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms를 하회하고 있다.
다음에 본 실시예에서의 대물렌즈에 있어서 HD-DVD용 광원(11)으로부터의 광과 DVD용 광원(12)으로부터의 광에 주목하여 광픽업 광학계에서의 검출기를 동일하 게 한 경우의 파면수차도를 계산한다. HD-DVD와 DVD에서 검출기를 동일하게 하기 위하여 광원으로부터 발산각 변환 렌즈면까지의 거리를 동일하게 하고 있다. 이때의 광픽업 광학계의 개략도는 실시예 1과 동일한 도 6이다.
이 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계에서의 구성을 나타내는 표가 도 13이고, 발산각 변환 렌즈(17)에서의 비구면 데이터가 도 14이다. 도 13에서는 각각의 면에서의 곡률반경, 다음면까지의 면간거리, 다음면과의 사이의 재질, 그 재질에 있어서의 굴절률이 기술되어 있다. 또 도 14에서는 발산각 변환 렌즈(17)의 광원(11, 12)측과 광디스크(20a, 20b)측에 있어서의 상기한 수학식 (1)에서의 비구면계수, 코닉계수(K), 곡률반경(R)이 기술되어 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이 광원으로부터 발산각 변환 렌즈면까지의 거리는 HD-DVD, DVD에서 동일하게 되어 있다. 이에 의하여 HD-DVD와 DVD의 검출기의 공통화가 가능하게 된다. 도 15에 이 픽업 광학계에서의 HD-DVD, DVD의 파면수차도를 나타낸다. 도 15(a)는 HD-DVD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. 도 15(b)는 DVD에서의 파면수차분포의 계산결과이다. HD-DVD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0324 λrms, DVD에서의 RMS 파면수차값은 0.0346 λrms가 된다. 이 RMS 파면수차값은 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms, 더욱 바람직한 0.040 λrms를 하회하고 있고, 모두 충분히 파면수차가 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
여기서 종래에서의 대물렌즈를 사용한 경우의 비교예를 나타낸다. 비교예의 대물렌즈에서의 렌즈 데이터를 도 16에 나타낸다. 도 16(a)는 HD-DVD의 경우이다. 도 16(b)는 DVD의 경우이다. 도 16(c)는 CD의 경우이다. 도 17에는 비교예에서의 대물렌즈의 비구면 데이터를 나타낸다.
본 비교예의 대물렌즈는 렌즈면 광원측 및 렌즈면 디스크측 모두 단일 비구면으로 하고, 배율을 HD-DVD, DVD, CD 각각에서 파면수차가 최소가 되도록 설정하였다. HD-DVD, DVD, CD의 배율(m1, m2, m3)은 각각 m1 = 0.000, m2 = -0.0224, m3 = -0.0936이고, 상기한 실시형태에서의 대물렌즈의 조건인 m1 > m2 > 0 및 -0.060 < m3 < -0.020을 만족하고 있지 않다.
RMS 파면수차값을 구하면 HD-DVD에서의 RMS 파면수차값은 0.0008 λrms, DVD 에서의 RMS 파면수차값은 0.0042 λrms, CD에서의 RMS 파면수차값은 0.0016 λrms가 되어, 모두 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms 이하로 되어 있다.
그런데 트랙킹시의 대물렌즈 시프트 0.3 mm 파면수차값은 CD에서 0.0898 λrms가 되고, 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms를 넘는다. 즉 트랙킹시에 있어서 대물렌즈가 시프트하면 렌즈에 의한 수차가 커진다.
다음에 본 비교예의 대물렌즈를 탑재한 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계의 구성을 도 18, 발산각 변환 렌즈의 비구면 데이터를 도 19에 나타낸다. 도 19에 나타내는 바와 같이 광원으로부터 콜리메이터 렌즈면까지의 거리는 HD-DVD, DVD에서 동일하게 하였다. 이에 의하여 HD-DVD와 DVD에서 검출기의 공통화가 가능하게 된다. 그런데 이 픽업 광학계에서의 RMS 파면수차값은 HD-DVD의 경우가 0.0009 λrms 이고, DVD의 경우가 0.1185 λrms가 된다. 이 DVD에서 마레셜의 평가 기준값 0.070 λrms를 넘는다.
이상의 것으로부터 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면은 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간으로 분할하여, 대물렌즈에서의 HD-DVD, DVD, CD에서의 결상배율을 m1, m2, m3이라 하였을 때에
m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
이라 함으로써 트랙킹시의 파면수차의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또 배율을 상기한 범위로 함으로써, 복수종의 광기록매체에 대하여 높은 광이용 효율로, 또한 수차를 억제하여 사용할 수 있는 대물렌즈를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경이 가능한 것은 물론이다.
도 1은 실시형태 1에서의 광픽업 광학계의 개략 구성도,
도 2는 실시형태 1에서의 대물렌즈의 개략 구조도,
도 3은 실시예 1의 대물렌즈에서의 렌즈 데이터,
도 4는 실시예 1의 대물렌즈에서의 광원측의 렌즈면과 광디스크측의 렌즈면에서의 비구면 데이터,
도 5는 실시예 1의 대물렌즈를 이용한 경우의 HD-DVD, DVD, CD의 파면수차도,
도 6은 실시예의 대물렌즈를 탑재한 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계의 개략 구성도,
도 7은 실시예 1의 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계에서의 구성을 나타내는 표,
도 8은 실시예 1의 발산각 변환 렌즈에서의 비구면 데이터,
도 9는 실시예 1의 광픽업 광학계에서의 HD-DVD, DVD의 파면수차도,
도 10은 실시예 2의 대물렌즈에서의 렌즈 데이터,
도 11은 실시예 2의 대물렌즈에서의 광원측의 렌즈면과 광디스크측의 렌즈면에서의 비구면 데이터,
도 12는 실시예 2의 대물렌즈를 이용한 경우의 HD-DVD, DVD, CD의 파면수차도,
도 13은 실시예 2의 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계에서의 구성을 나타내는 표,
도 14는 실시예 2의 발산각 변환 렌즈에서의 비구면 데이터,
도 15는 실시예 2의 광픽업 광학계에서의 HD-DVD, DVD의 파면수차도,
도 16은 비교예의 대물렌즈에서의 렌즈 데이터,
도 17은 비교예의 대물렌즈에서의 광원측의 렌즈면과 광디스크측의 렌즈면에서의 비구면 데이터,
도 18은 비교예의 HD-DVD, DVD 광픽업 광학계에서의 구성을 나타내는 표,
도 19는 비교예의 발산각 변환 렌즈에서의 비구면 데이터이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광픽업 광학계 11 : HD-DVD용 광원
12 : DVD용 광원 13 : CD용 광원
14 : 제 1 빔 스프리터 15 : 제 2 빔 스프리터
16 : 제 3 빔 스프리터 17 : 발산각 변환 렌즈
18 : 개구 제한소자 19 : 대물렌즈
20 : 광디스크 20a : HD-DVD 디스크
20b : DVD 디스크 20c : CD 디스크
21 : 검출 렌즈 22 : 제 2 광검출기

Claims (18)

  1. 파장 λ1을 가지는 제 1 광속을 출사하는 제 1 광원과, 파장 λ1보다 긴 파장 λ2을 가지는 제 2 광속을 출사하는 제 2 광원과, 파장 λ2보다 긴 파장 λ3을 가지는 제 3 광속을 출사하는 제 3 광원과,
    상기 제 1 광속을 제 1 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키고, 또한 상기 제 2 광속을 제 2 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키고, 또한 상기 제 3 광속을 제 3 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키는 대물렌즈를 구비한 광픽업 광학계에 있어서,
    상기 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면은, 광축으로 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간에 단차를 거쳐 분할되고, 각 구간의 경계에는 단차가 설치되며, 상기 구간은 각각 다른 비구면형상을 가지고,
    상기 대물렌즈에서의 상기 제 1 광속에서의 결상배율을 m1, 상기 제 2 광속에서의 결상배율을 m2, 상기 제 3 광속에서의 결상배율을 m3이라 하였을 때에,
    m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
    이라 하는 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면에 설치된 상기 단차와 상기 비구면형상은, 제 1 광기록매체와 제 2 광기록매체의 양쪽에 대한 구면수차를 저감하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 광원과 상기 발산각 변환 렌즈와의 광학적 거리와, 상기 제 2 광원과 상기 발산각 변환 렌즈와의 광학적 거리가 같은 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 광원 및 제 2 광원은 동일 패키지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 대물렌즈는 아베수(vd)가 50 이상인 재료에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 재료는, 플라스틱인 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구간의 수는 2 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광기록매체의 투명기판의 두께를 t1, 상기 제 2 광기록매체의 투명기판의 두께를 t2, 상기 제 3 광기록매체의 투명기판의 두께를 t3이라 하였을 때에,
    t1 = t2 < t3
    이라 하는 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 λ1은 380 nm 이상 430 nm 이하이고, 상기 λ2는 630 nm 이상 690 nm 이하이며, 상기 λ3은 760 nm 이상 810 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광픽업 광학계.
  10. 제 1항 내지 제 6항에 기재된 광픽업 광학계를 가지는 것을 특징으로 하는 광헤드.
  11. 제 1항 내지 제 6항에 기재된 광픽업 광학계를 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크장치.
  12. 제 1 광원으로부터 출사되는 파장 λ1의 광속을 제 1 광기록매체의 정보기록 면상에 집광시키고, 또한 제 2 광원으로부터 출사되는 상기 파장 λ1보다 긴 파장 λ2의 광속을 제 2 광기록매체의 정보기록면상에 집광시키고, 또한 상기 제 1 광원으로부터 출사되는 상기 λ2보다 긴 파장 λ3의 광속을 제 3 광기록매체의 정보기록면상에 집광시켜 정보의 재생 또는 기록을 행하는 광픽업장치에 이용되는 대물렌즈에 있어서,
    상기 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면은 광축을 중심으로 한 동심원형상의 복수의 구간에 단차를 거쳐 분할되고, 각 구간의 경계에는 단차가 설치되며, 상기 구간은 각각 다른 비구면형상을 가지고,
    상기 대물렌즈에서의 상기 파장 λ1의 광속에서의 결상배율을 m1, 상기 파장λ2의 광속에서의 결상배율을 m2, 상기 파장 λ3의 광속에서의 결상배율을 m3이라 하였을 때에,
    m1 > m2 > 0, -0.060 ≤ m3 ≤ -0.020
    이라 하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 적어도 한쪽의 렌즈면에 설치된 상기 단차와 상기 비구면형상은, 제 1 광기록매체와 제 2 광기록매체의 양쪽에 대한 구면수차를 저감하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 대물렌즈는 아베수(vd)가 50 이상인 재료에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 재료는, 플라스틱인 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  16. 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구간의 수는 2 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  17. 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광기록매체의 투명기판의 두께를 t1, 상기 제 2 광기록매체의 투명기판의 두께를 t2, 상기 제 3 광기록매체의 투명기판의 두께를 t3이라 하였을 때에,
    t1 = t2 < t3
    이라 하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
  18. 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 λ1은 380 nm 이상 430 nm 이하이고, 상기 λ2는 630 nm 이상 690 nm 이하이며, 상기 λ3은 760 nm 이상 810 nm 이하인 것을 특징으로 하는 대물렌즈.
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