KR20100106223A - 광 픽업 장치 및 대물 렌즈 - Google Patents

광 픽업 장치 및 대물 렌즈 Download PDF

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KR20100106223A
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료이치 카와사키
토오루 홋타
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산요덴키가부시키가이샤
산요 옵테크 디자인 가부시끼가이샤
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Abstract

광 픽업 장치이며, 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드로부터의 레이저광이 광디스크의 보호층을 통해서 신호 기록층에 집광되도록 상기 레이저 다이오드와 상기 광디스크 사이의 상기 레이저광의 광로에 배치되는 합성 수지제의 대물 렌즈와, 상기 레이저 다이오드와 상기 대물 렌즈 사이의 상기 레이저광의 광로에 개재(介在)하고 상기 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차를 보정하도록 동작하는 수차 보정 소자를 구비한다.

Description

광 픽업 장치 및 대물 렌즈{OPTICAL PICKUP DEVICE AND OBJECTIVE LENS}
본 발명은 광디스크에 기록되어 있는 신호의 판독 동작이나 광디스크에 신호의 기록 동작을 레이저광에 의해 행하는 광 픽업 장치와, 광 픽업 장치에 사용되는 대물 렌즈에 관한 것이다.
광 픽업 장치로부터 조사되는 레이저광을 광디스크의 신호 기록층에 조사함으로써 신호의 재생 동작이나 신호의 기록 동작을 행할 수 있는 광디스크 장치가 알려져 있다. 광디스크 장치로서는 CD나 DVD로 불리는 광디스크를 사용하는 것이 일반에 알려져 있지만 최근에는 기록 밀도를 향상시킨 광디스크, 즉 Blu-ray 규격의 광디스크를 사용하는 것이 개발되어 있다.
CD 규격의 광디스크에 기록되어 있는 신호의 판독 동작을 행하는 레이저광으로서는 파장이 780㎚인 적외광이 사용되고, DVD 규격의 광디스크에 기록되어 있는 신호의 판독 동작을 행하는 레이저광으로서는 파장이 650㎚인 적색광이 사용되고 있다.
이러한 CD 규격 및 DVD 규격의 광디스크에 대하여 Blu-ray 규격의 광디스크에 기록되어 있는 신호의 판독 동작을 행하는 레이저광으로서는 파장이 짧은 레이저광, 예를 들면 파장이 405㎚인 청자색광이 사용되고 있다.
Blu-ray 규격의 광디스크에 있어서의 신호 기록층의 상면에 형성되어 있는 보호층 두께는 0.1㎜이며, 이 신호 기록층으로부터 신호의 판독 동작을 행하기 위해서 사용되는 대물 렌즈의 개구수는 0.85로 설정되어 있다.
Blu-ray 규격의 광디스크에 형성되어 있는 신호 기록층에 기록되어 있는 신호의 재생 동작이나 이 신호 기록층에 신호를 기록하기 위해서 레이저광을 집광함으로써 생성되는 레이저 스팟의 직경을 작게 할 필요가 있다. 소망의 레이저 스팟 형상을 얻기 위해서 사용되는 대물 렌즈는 개구수가 커질뿐만 아니라 초점 거리가 짧아지므로 대물 렌즈의 곡률 반경이 작아진다.
광 픽업 장치에는 전술한 각 규격에 대응한 파장의 레이저광을 방사하는 레이저 다이오드나 이 레이저 다이오드로부터 방사되는 레이저광을 각 광디스크에 형성되어 있는 신호 기록층에 집광하는 대물 렌즈가 장착되어 있다. 이러한 대물 렌즈의 재료로서는 일반적으로는 유리가 사용되지만 염가로 제조하기 위해서 최근에는 합성 수지가 사용되는 경우가 많다.
또한, 광 픽업 장치로부터 조사되는 레이저광의 스팟을 광디스크상의 신호 기록층에 합초(合焦)시키는 제어 동작, 즉 포커싱 제어 동작이나 신호 트랙에 레이저광의 스팟을 추종시키는 제어 동작, 즉 트래킹 제어 동작을 행할 수 있게 구성되어 있다.
그리고, 광 픽업 장치에서는 광디스크의 레이저광 입사면인 디스크면과 신호 기록층 사이에 있는 보호층 두께에 기인해서 구면 수차가 발생하고, 신호의 재생 동작이나 기록 동작을 정상으로 행할 수 없다고 하는 문제가 있고, 이러한 문제를 해결하는 방법으로서 레이저 다이오드와 대물 렌즈 사이에 설치되어 있는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)를 광축 방향으로 이동시켜서 구면 수차를 보정하는 기술이 개발되어 있다 (일본 특허 공개 2005-338684호 공보, 일본 특허 공개 2004-14042호 공보 참조).
대물 렌즈를 합성 수지로 제조함으로써 광 픽업 장치의 가격을 낮출 수 있지만 합성 수지에 사용하는 레이저광의 파장에 의해 특성, 특히 투과 특성이 변화된다고 하는 특징이 있다. DVD 규격에 대응한 레이저광, 즉 파장이 650㎚인 적색인 레이저광을 집광하기 위한 대물 렌즈에 사용되는 합성 수지 재료, 예를 들면 MITSUI CHEMICALS, INC. 제조의 APEL 5014DP로 불리는 합성 수지 재료를 사용해서 Blu-ray 규격에 대응한 레이저광, 즉 파장이 405㎚인 청자색의 레이저광을 집광하기 위한 대물 렌즈를 제조했을 경우에는 청자색의 레이저광에 의해 대물 렌즈의 투과율이 조사 시간의 경과에 따라 저하된다고 하는 특성이 있다.
이러한 투과율의 저하는 레이저광의 출력이 커짐에 따라 커지게 되므로 기록 동작을 행하는 광 픽업 장치와 같이 레이저광의 고출력화가 행해지고 있는 광 픽업 장치에서는 큰 문제가 되고 있다.
대물 렌즈의 투과율이 저하되면 광디스크에 형성되어 있는 신호 기록층에 집광되는 레이저광의 강도가 감소되므로 광디스크에 기록되어 있는 신호의 재생 동작이나 신호의 기록 동작을 정상으로 행할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 대물 렌즈의 재료로서 청자색의 레이저광에 의한 영향이 적은 합성 수지 재료, 예를 들면 ZEON CHEMICALS L.P. 제품인 Zeonex 340R로 불리는 수지 재료를 사용하고 있지만 이러한 재료는 고가여서 광 픽업 장치의 가격을 낮출 수 없다고 하는 문제가 있다.
또한, 대물 렌즈의 곡률 반경을 크게(즉, 곡률을 완만하게) 해서 그 두께를 얇게 하기 위해서는 동 대물 렌즈를 고굴절률의 수지 재료로 구성할 필요가 있다. 그러나, 수지 재료는 유리 재료와 비교해서 흡습성이 높기 때문에 이러한 수지 재료로 구성된 대물 렌즈에는 그 높은 흡습성에 기인해서 구면 수차가 발생한다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 하나의 측면에 의한 광 픽업 장치는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드로부터의 레이저광이 광디스크의 보호층을 통해서 신호 기록층에 집광되도록 상기 레이저 다이오드와 상기 광디스크 사이의 상기 레이저광의 광로에 배치되는 합성 수지제의 대물 렌즈와, 상기 레이저 다이오드와 상기 대물 렌즈 사이의 상기 레이저광의 광로에 개재하고 상기 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차를 보정하도록 동작하는 수차 보정 소자를 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 대해서는 첨부 도면 및 본 명세서의 기재에 의해 명확하게 된다. 본 발명 및 그 이점의 보다 완전한 이해를 위해 이하의 설명을 첨부 도면과 함께 참조하면 좋다.
도 1은 본 발명에 의한 광 픽업 장치의 실시형태1을 나타낸 개략도이며,
도 2는 본 발명에 의한 광 픽업 장치의 실시형태2를 나타낸 개략도이며,
도 3A는 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈의 단면도이며,
도 3B는 환상 올레핀 수지를 재료로 하는 대물 렌즈의 단면도이며,
도 4는 폴리카보네이트 수지의 굴절률의 파장 의존성을 나타낸 그래프이며,
도 5는 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈에 의해 광디스크상에 형성되는 레이저 스팟의 강도 분포를 나타낸 그래프이며,
도 6은 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈의 종방향 구면 수차를 나타낸 그래프이다.
본 명세서 및 첨부 도면의 기재에 의해 적어도 이하의 사항이 명확해진다.
이하에 설명하는 본 실시형태에 의한 광 픽업 장치는 청자색의 레이저광과 같이 합성 수지제의 대물 렌즈의 광학 특성에 영향을 주는 레이저광의 사용을 가능하게 한다. 또한, 본 실시형태에 의한 광 픽업 장치는 합성 수지제의 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차를 보정하는 것을 가능하게 하고, 내광특성이 우수한 저렴한 합성 수지 재료를 채용한 대물 렌즈의 사용을 가능하게 한다. 따라서, 본 실시형태에 의하면 광 픽업 장치의 가격을 저하시킴과 아울러 대단히 큰 효과를 나타낸다. 또한, 본 실시형태에 의하면 대물 렌즈의 구면 수차의 발생을 억제하면서 그 곡률을 완만하게 할 수 있음과 아울러 그 두께를 얇게 할 수 있다.
[실시형태1]
도 1에 있어서, 1은 예를 들면 파장이 405㎚인 청자색광인 레이저광을 방사하는 레이저 다이오드, 2는 상기 레이저 다이오드(1)로부터 방사되는 레이저광이 입사되는 회절 격자이며, 레이저광을 0차광인 메인 빔, +1차광 및 -1차광인 2개의 서브 빔으로 분리하는 회절 격자부(2a)와 입사되는 레이저광을 S 방향의 직선 편광 광으로 변환하는 1/2 파장판(2b)에 의해 구성되어 있다.
3은 상기 회절 격자(2)를 투과한 레이저광이 입사되는 위치에 설치되어 있는 편광 빔 스플리터이며, 상기 1/2 파장판(2b)에 의해 S 편광 광으로 이루어진 레이저광의 대부분을 반사하고, P 방향으로 편광된 레이저광의 전체를 투과시키는 제어막(3a)이 형성되어 있다. 4는 상기 레이저 다이오드(1)로부터 방사된 레이저광 중 상기 편광 빔 스플리터(3)의 제어막(3a)을 투과한 레이저광이 조사되는 위치에 설치되어 있는 모니터용 광 검출기이며, 그 검출 출력은 상기 레이저 다이오드(1)로부터 방사되는 레이저광의 출력을 제어하기 위해서 사용된다.
5는 상기 편광 빔 스플리터(3)의 제어막(3a)에서 반사된 레이저광이 입사되는 위치에 설치되어 있는 1/4 파장판이며, 입사되는 레이저광을 직선 편광 광으로부터 원 편광 광으로, 또한 반대로 원 편광 광으로부터 직선 편광 광으로 변환하는 작용을 이루는 것이다. 6은 상기 1/4 파장판(5)을 투과한 레이저광이 입사됨과 아울러 입사되는 레이저광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터 렌즈이며, 수차 보정용 모터(7)에 의해 광축 방향, 즉 화살표 A 및 B 방향으로 변위시키도록 구성되어 있다. 상기 콜리메이터 렌즈(6)의 광축 방향으로의 변위 동작에 의해 광디스크(D)의 보호층 두께에 의거해서 발생하는 구면 수차 및 후술하는 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차를 보정하도록 구성되어 있다.
8은 상기 콜리메이터 렌즈(6)를 투과한 레이저광이 입사되는 위치에 설치되어 있는 입상(立上) 미러이며, 입사되는 레이저광을 대물 렌즈(9)의 방향으로 반사시키도록 구성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 레이저 다이오드(1)로부터 방사된 레이저광은 회절 격자(2), 편광 빔 스플리터(3), 1/4 파장판(5), 콜리메이터 렌즈(6), 입상 미러(8)를 통해 대물 렌즈(9)에 입사된 후 이 대물 렌즈(9)의 집광 동작에 의해 광디스크(D)에 형성되어 있는 신호 기록층(L)에 스팟으로서 조사되지만 이 신호 기록층(L)에 조사된 레이저광은 신호 기록층(L)에서 리턴 광(return light)으로서 반사되게 된다.
광디스크(D)의 신호 기록층(L)으로부터 반사된 리턴 광은 대물 렌즈(9), 입상 미러(8), 콜리메이터 렌즈(6) 및 1/4 파장판(5)을 통해서 편광 빔 스플리터(3)의 반사막(3a)에 입사된다. 이와 같이 하여 편광 빔 스플리터(3)의 반사막(3a)에 입사되는 리턴 광은 상기 1/4 파장판(5)에 의한 위상 변경 동작에 의해 P 방향의 직선 편광 광으로 변경되어 있다. 따라서, 이러한 리턴 광은 상기 반사막(3a)에서 반사되지 않고, 제어용 레이저광(Lc)으로서 이 반사막(3a)을 투과하게 된다.
10은 상기 편광 빔 스플리터(3)의 반사막(3a)을 투과한 제어용 레이저광(Lc)이 입사되는 센서 렌즈이며, PDIC로 불리는 광 검출기(11)에 설치되어 있는 수광부에 제어용 레이저광(Lc)에 비점수차를 부가시켜서 조사하는 작용을 이루는 것이다. 상기 광 검출기(11)에는 주지의 4분할 센서 등이 설치되어 있고, 메인 빔의 조사 동작에 의해 광디스크(D)의 신호 기록층에 기록되어 있는 신호의 판독 동작에 따르는 신호 생성 동작 및 비점수차법에 의한 포커싱 제어 동작을 행하기 위한 포커싱 에러 신호 생성 동작, 그리고 2개의 서브 빔 조사 동작에 의해 트래킹 제어 동작을 행하기 위한 트래킹 에러 신호 생성 동작을 행하도록 구성되어 있다. 이러한 각종 신호 생성을 위한 제어 동작은 주지이므로 그 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 광 픽업 장치는 구성되어 있지만 이러한 구성에 있어서, 상기 대물 렌즈(9)는 광 픽업 장치의 기대(基臺)에 4개 또는 6개의 지지 와이어에 의해 광디스크(D)의 신호면에 대하여 수직 방향, 즉 포커싱 방향으로의 변위 동작 및 광디스크(D)의 직경 방향, 즉 트래킹 방향으로의 변위 동작이 가능하게 지지되어 있는 렌즈 유지 프레임(도시 생략)에 고정되어 있다.
12는 상기 대물 렌즈(9)가 고정되어 있는 렌즈 유지 프레임에 설치되어 있는 포커싱 코일이며, 기대에 고정되어 있는 자석과의 협동에 의해 대물 렌즈(9)를 포커싱 방향으로 변위시키는 작용을 갖고 있다. 13은 상기 대물 렌즈(9)가 고정되어 있는 렌즈 유지 프레임에 설치되어 있는 트래킹 코일이며, 기대에 고정되어 있는 자석과의 협동에 의해 대물 렌즈(9)를 트래킹 방향으로 변위시키는 작용을 갖고 있다.
전술한 포커싱 코일(12) 및 트래킹 코일(13)이 장착된 광 픽업 장치의 구성 및 각 코일으로의 구동 신호의 공급 동작에 의한 포커싱 제어 동작 및 트래킹 제어 동작은 주지이며, 그 설명은 생략한다.
14는 상기 광 검출기(11)를 구성하는 메인 빔을 수광하는 센서로부터 광디스크(D)의 신호 기록층(L)에 기록되어 있는 신호의 판독 동작에 대응해서 얻어지는 신호인 RF 신호를 생성하는 RF 신호 생성 회로, 15는 메인 빔을 수광하는 센서로부터 레이저광의 합초 동작에 따라 얻어지는 신호인 포커싱 에러 신호를 생성하는 포커싱 에러 신호 생성 회로, 16은 서브 빔을 수광하는 센서로부터 레이저광의 트래킹 동작에 따라 얻어지는 신호인 트래킹 에러 신호를 생성하는 트래킹 에러 신호 생성 회로이다.
17은 상기 모니터용 광 검출기(4)로부터 얻어진 신호가 입력되는 레이저 출력 검출 회로이며, 입력되는 신호의 레벨에 따른 신호를 레이저 출력의 모니터 신호로서 출력하도록 구성되어 있다.
18은 상기 RF 신호 생성 회로(14), 포커싱 에러 신호 생성 회로(15), 트래킹 에러 신호 생성 회로(16) 및 레이저 출력 검출 회로(17) 등으로부터 얻어진 신호에 의거해서 광 픽업 장치의 각종 제어 동작을 행하는 픽업 제어 회로이다. 19는 상기 포커싱 에러 신호 생성 회로(15)로부터 생성되어서 입력되는 포커싱 에러 신호에 의거해서 상기 픽업 제어 회로(18)로부터 출력되는 포커스 제어 신호가 입력되는 포커싱 코일 구동 회로이며, 상기 포커싱 코일(12)에 구동 신호를 공급하도록 구성되어 있다. 20은 상기 트래킹 에러 신호 생성 회로(16)로부터 생성되어서 입력되는 트래킹 에러 신호에 의거해서 상기 픽업 제어 회로(18)로부터 출력되는 트래킹 제어 신호가 입력되는 트래킹 코일 구동 회로이며, 상기 트래킹 코일(13)에 구동 신호를 공급하도록 구성되어 있다.
21은 상기 레이저 다이오드(1)에 구동 신호를 공급하는 레이저 다이오드 구동 회로이며, 상기 레이저 출력 검출 회로(17)로부터 얻어진 모니터 신호에 의거해서 픽업 제어 회로(18)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 레이저 출력을 조정하도록 구성되어 있다. 22는 상기 수차 보정용 모터(7)에 구동 신호를 공급함으로써 상기 콜리메이터 렌즈(6)를 광축 방향으로 이동시켜서 구면 수차를 보정하는 수차 보정용 모터 구동 회로이며, 상기 픽업 제어 회로(18)에 의해 제어되도록 구성되어 있다.
23은 상기 RF 신호 생성 회로(14)로부터 얻어진 RF 신호의 레벨이나 지터값(jitter value)을 검출함으로써 구면 수차량을 검출하기 위해서 설치되어 있는 구면 수차량 검출 회로이며, RF 신호의 레벨을 검출함으로써 구면 수차량을 측정하는 방법으로서는, 예를 들면 전술한 일본 특허 공개 2004-14042호 공보에 기재된 것이 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 콜리메이터 렌즈(6)를 광축 방향으로 이동시키기 위해서 설치되어 있는 수차 보정용 모터(7)로서 스테핑 모터를 사용하면 구동 신호로서 공급되는 펄스의 수에 의해 회전량을 정확하게 설정할 수 있으므로 이 콜리메이터 렌즈(6)의 이동 위치를 세밀하게 제어할 수 있다고 하는 이점이 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 광 픽업 장치는 구성되어 있지만 이어서 이러한 구성의 광 픽업 장치의 동작에 대해서 설명한다.
광디스크(D)에 형성되어 있는 신호 기록층(L)에 기록되어 있는 신호의 재생 동작을 행하기 위한 조작을 행하면 픽업 제어 회로(18)로부터 광 픽업 장치를 구성하는 각 회로에 구동 제어 신호가 공급되게 된다. 레이저 다이오드 구동 회로(21)로부터 레이저 다이오드(1)에 대하여 재생 동작을 정확하게 행하기 위해서 미리 설정되어 있는 레이저 출력을 얻을 수 있는 구동 신호가 공급되고, 이 레이저 다이오드(1)로부터 청자색의 레이저광이 소망의 출력으로 방사되게 된다.
상기 레이저 다이오드(1)로부터 방사된 레이저광은 회절 격자(2)에 입사되고, 이 회절 격자(2)에 장착되어 있는 회절 격자부(2a)에 의해 메인 빔과 서브 빔으로 분리됨과 아울러 1/2 파장판(2b)에 의해 S 방향의 직선 편광 광으로 변환된다. 상기 회절 격자(2)를 투과한 레이저광은 편광 빔 스플리터(3)에 입사되고, 이 편광 빔 스플리터(3)에 형성되어 있는 제어막(3a)에 의해 대부분의 레이저광이 반사됨과 아울러 일부의 레이저광이 투과하게 할 수 있다.
상기 제어막(3a)을 투과한 레이저광은 모니터용 광 검출기(4)에 조사되므로 그 조사되는 레이저광의 레벨에 따른 신호가 모니터 신호로서 레이저 출력 검출 회로(17)로부터 출력되어서 픽업 제어 회로(18)에 입력되게 된다. 이러한 모니터 신호가 입력되면 그 모니터 신호의 레벨에 의거한 제어 신호가 픽업 제어 회로(18)로부터 레이저 다이오드 구동 회로(21)에 공급되게 된다. 따라서, 이러한 픽업 제어 회로(18)로부터 레이저 다이오드 구동 회로(21)에 대하여 공급되는 구동 신호의 레벨이 소정값이 되게 제어하도록 구성하면 레이저 다이오드(1)로부터 방사되는 레이저광의 출력을 소망의 레벨이 되도록 자동적으로 제어할 수 있다. 이러한 동작은 주지와 같이 레이저의 자동 출력 제어 동작이라고 불리우고 있는 것이며, 그 설명은 생략한다.
상기 편광 빔 스플리터(3)에 형성되어 있는 제어막(3a)에서 반사된 레이저광은 1/4 파장판(5)에 입사되어서 직선 편광 광으로부터 원 편광 광으로 변환된 후에 콜리메이터 렌즈(6)에 입사된다. 상기 콜리메이터 렌즈(6)에 입사된 레이저광은 평행광으로 변환되어서 입상 미러(8)에 입사된다.
상기 입상 미러(8)에 입사된 레이저광은 이 입상 미러(8)에 의해 반사되어서 대물 렌즈(9)에 입사된다. 상기 대물 렌즈(9)에는 전술한 광학 경로를 통해서 레이저광이 입사되므로 이 대물 렌즈(9)에 의한 집광 동작이 행하여지게 된다.
상기 대물 렌즈(9)에 의한 신호 기록층(L)에 대한 레이저광의 집광 동작은 포커스 제어 동작에 의해 행하여지지만 광 검출기(11)에 장착되어 있는 4분할 센서를 이용한 비점수차법에 의한 포커스 제어 동작을 행하기 위해서 사용되는 포커싱 에러 신호의 생성 동작은 주지이므로 그 설명은 생략한다.
전술한 포커스 제어 동작을 행하기 위해서 행하여지는 대물 렌즈(9)의 변위 동작은 포커싱 코일 구동 회로(19)로부터 포커싱 코일(12)에 구동 신호를 공급함으로써 행하여지지만 신호 기록층(L)으로의 집광 동작이 행하여지면 이 신호 기록층(L)으로부터 반사되는 레이저광이 리턴 광으로서 대물 렌즈(9)에 대하여 광디스크(D)측의 면으로부터 입사된다.
상기 대물 렌즈(9)에 입사된 리턴 광은 입상 미러(8), 콜리메이터 렌즈(6) 및 1/4 파장판(5)을 통해 편광 빔 스플리터(3)에 형성되어 있는 제어막(3a)에 입사된다. 상기 제어막(3a)에 입사된 리턴 광은 1/4 파장판(5)에 의해 P 방향의 직선 편광 광으로 변환되어 있으므로 이 제어막(3a)에서 반사되지 않고 전부가 제어용 레이저광(Lc)으로서 투과하게 된다.
상기 제어막(3a)을 투과한 리턴 광인 제어용 레이저광(Lc)은 센서 렌즈(10)에 입사되고, 이 센서 렌즈(10)에 의해 비점수차가 부가되어서 광 검출기(11)에 조사된다. 이러한 제어용 레이저광(Lc)이 광 검출기(11)에 조사되는 결과, 이 광 검출기(11)에 장착되어 있는 4분할 센서 등으로부터 메인 빔 및 서브 빔의 조사 스팟의 위치 및 형상 변화에 의거한 검출 신호를 얻을 수 있다.
이러한 상태에 있을 때 광 검출기(11)로부터 얻어진 검출 신호에 의거해서 포커싱 에러 신호 생성 회로(15)로부터 생성되는 포커싱 에러 신호 및 트래킹 에러 신호 생성 회로(16)로부터 생성되는 트래킹 에러 신호가 픽업 제어 회로(18)에 입력된다. 이러한 포커싱 에러 신호 및 트래킹 에러 신호가 픽업 제어 회로(18)에 입력되면 각 에러 신호에 의거한 제어 신호가 포커싱 코일 구동 회로(19) 및 트래킹 코일 구동 회로(20)에 대하여 출력된다.
그 결과, 포커싱 코일 구동 회로(19)로부터 포커싱 코일(12)에 대하여 제어 신호가 공급되므로 이 포커싱 코일(12)에 의한 대물 렌즈(9)의 포커싱 방향으로의 변위 동작이 행하여져 레이저광을 신호 기록층(L)에 집광하는 포커스 제어 동작을 행할 수 있다. 또한, 트래킹 코일 구동 회로(20)로부터 트래킹 코일(13)에 대하여 제어 신호가 공급되므로 이 트래킹 코일(13)에 의한 대물 렌즈(9)의 트래킹 방향으로의 변위 동작이 행하여져 레이저광을 신호 기록층(L)에 설치되어 있는 신호 트랙에 추종시키는 트래킹 제어 동작을 행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 픽업 장치에 있어서의 포커싱 제어 동작 및 트래킹 제어 동작이 행하여지므로 광디스크(D)의 신호 기록층(L)에 기록되어 있는 신호의 판독 동작을 행할 수 있다. 이러한 판독 동작에서 얻어진 재생 신호는 RF 신호 생성 회로(14)로부터 생성되는 RF 신호를 주지와 같이 복조함으로써 정보 데이터로서 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 신호 기록층(L)에 기록되어 있는 신호의 판독 동작은 행하여지지만 이러한 판독 동작을 행하는 상태에 있을 때 수차 보정 수단으로서 설치되어 있는 콜리메이터 렌즈(6)는 수차 보정용 모터 구동 회로(22)로부터 수차 보정용 모터(7)에 공급되는 구동 신호에 의한 회전 동작에 의해 신호 기록층(L)에 대한 구면 수차가 가장 적어지는 동작 위치로 변위시키도록 구성되어 있다.
이러한 동작 위치의 설정 동작은 구면 수차량 검출 회로(23)에 의해 행하여지지만 예를 들면 재생 신호에 포함되는 지터값이 최적인 값이 되는 위치 또는 RF 신호의 레벨이 최대가 되는 위치가 되도록 설정하면 좋다. 즉, 수차 보정용 모터(7)의 회전 구동 동작에 의해 콜리메이터 렌즈(6)의 위치를 광축 방향인 화살표 A 또는 B 방향으로 소정량만큼 이동시킬 때마다 지터값 또는 RF 신호의 레벨을 측정하고, 지터값이 최소가 되는 위치 또는 RF 신호의 레벨이 최대가 되는 위치를 콜리메이터 렌즈의 동작 위치로서 설정하면 좋다.
전술한 설정 동작을 행함으로써 대물 렌즈(9)에 입사되어서 광디스크(D)의 신호 기록층(L)에 조사되는 레이저광의 스팟에 나타나는 구면 수차를 최대한 억제할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 콜리메이터 렌즈(6)를 동작 위치로 변위시키는 제어 동작을 행함으로써 광디스크(D)에 형성되어 있는 신호 기록층(L)에 기록되어 있는 신호의 재생 동작을 최적인 형상의 스팟에서 행할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 광 픽업 장치는 구성되어 있지만 이어서 본 실시형태의 요지에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 의한 광 픽업 장치에 장착된 대물 렌즈(9)는 전술한 APEL 5014DP나 Zeonex 340R 등의 환상(環狀) 올레핀 수지가 아니고 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리카보네이트로 불리는 저렴한 수지에 의해 형성되어 있다. 즉, 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리카보네이트 수지는 환상 올레핀 수지와 비교해서 저렴할뿐만 아니라 내광성, 즉 레이저광의 조사에 의한 투과율 등의 저하가 적다고 하는 우수한 광학 특성을 갖고 있다.
그러나, 이러한 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리카보네이트 수지는 흡습 특성이 나쁘다고 하는 문제가 있다. 즉, 이러한 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리카보네이트 수지에 의해 형성된 대물 렌즈는 흡습에 의해 굴절률이 변화될뿐만 아니라 치수가 변화된다고 하는 특성이 있다.
흡습에 의해 굴절률의 변화 및 치수의 변화가 대물 렌즈(9)에 발생하면 이들 변화에 따라 구면 수차가 발생하게 된다. 본 실시형태는 이러한 흡습 특성에 기인해서 구면 수차가 발생했을 경우 그 구면 수차량을 구면 수차량 검출 회로(23)가 검출하고, 그 검출량에 의거한 수차 보정 제어 신호가 픽업 제어 회로(18)로부터 수차 보정용 모터 구동 회로(22)에 대하여 출력된다.
이러한 수차 보정 제어 신호가 수차 보정용 모터 구동 회로(22)에 입력되면 이 수차 보정용 모터 구동 회로(22)로부터 수차 보정용 모터(7)에 대하여 구동 신호가 출력된다. 그 결과, 상기 수차 보정용 모터(7)가 구동 신호에 대응한 회전수만큼 회전하고, 콜리메이터 렌즈(6)를 화살표(A 또는 B) 방향으로 변위시켜서 동작 위치로 이동시키는 제어 동작이 행하여진다. 이러한 콜리메이터 렌즈(6)의 동작 위치로의 이동 동작에 의해 대물 렌즈(9)의 흡습에 기인해서 발생하는 구면 수차를 보정할 수 있다.
[실시형태2]
전술한 실시형태1에서는 구면 수차의 보정 동작을 콜리메이터 렌즈(6)의 광축 방향으로의 이동 제어 동작에 의해 행하도록 했지만 이어서 도 2에 도시된 실시형태2에 대해서 설명한다.
동 도면에 있어서, 도 1에 도시된 실시형태1과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 번호를 붙임과 아울러 동일한 동작에 관한 설명은 생략한다.
24는 콜리메이터 렌즈(6)에서 평행광으로 변환된 레이저광이 입사되는 액정 수차 보정 소자이며, 적어도 구면 수차를 보정하기 위한 액정 패턴이 형성되어 있다. 이러한 액정 수차 보정 소자(24)는 굴절률을 가변함으로써 구면 수차를 보정하는 작용을 이루는 것이며, 서로 대향하여 배치되는 2장의 유리 기판과, 이 유리 기판의 서로 대향하는 면에 전극 패턴을 갖는 전극을 설치하고, 이 전극간에 배향막를 통해 끼워져서 배향된 액정 분자로 구성되어 있다.
그리고, 상기 전극에 형성되는 전극 패턴은 구면 수차에 따른 형상으로 되어 있고, 예를 들면 구면 수차의 발생 방향에 대응해서 동심원상이 되도록 되어 있다. 또한, 이러한 구면 수차를 보정하는 전극을 한쪽 전극에 형성하고, 다른쪽 전극에 코마 수차를 보정하기 위한 전극 패턴을 형성하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 함으로써 구면 수차뿐만 아니라 코마 수차를 동시에 보정할 수 있다. 이러한 액정 수차 보정 소자(24)의 구성은 다양한 변경이 가능함과 아울러 그 제어 동작은 주지이며, 그 설명은 생략한다.
25는 픽업 제어 회로(18)로부터 출력되는 제어 신호에 의거해서 상기 액정 수차 보정 소자(24)에 의한 수차 보정 동작을 행하기 위한 구동 신호를 출력하는 수차 보정용 액정 구동 회로이다. 이러한 액정 수차 보정 소자(24)에 의한 수차 보정 동작은 주지와 같이 이 액정 수차 보정 소자(24)에 형성되어 있는 수차 보정용 패턴에 대한 제어 동작에 의해 행하여진다. 그리고, 수차 보정을 위한 제어 동작은 상기 구면 수차량 검출 회로(23)에 의해 검출되는 구면 수차량을 작게 하도록 행하여지게 된다.
이와 같이, 액정 수차 보정 소자(24)에 의해 구면 수차의 보정 동작을 행할 수 있으므로 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리카보네이트 수지를 형성함으로써 대물 렌즈(9)를 제조했을 경우에 흡습 특성에 기인해서 구면 수차가 발생해도 하등 문제 없이 신호의 판독 동작이나 신호의 기록 동작을 행할 수 있다.
[실시형태3]
전술한 실시형태1 및 실시형태2에 있어서의 광 픽업 장치가 구비하는 대물 렌즈(9)는 굴절률이 1.59 이상이 되는 수지 재료를 이용해서 구성되는 대물 렌즈이다.
===폴리카보네이트 수지===
<<<대물 렌즈의 특성>>>
도 3(A)를 참조하면서 대물 렌즈(91)의 구성예에 대해서 설명한다. 또한, 도 3(A)는 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈(91)의 단면도이다. 한편, 이것과 대비하기 위해 도 3(B)는 올레핀 수지를 재료로 하는 대물 렌즈(900)의 단면도이다. 대물 렌즈(91)는, 예를 들면 Teijin Chemicals Ltd.의 Panlite SP("Panlite"는 등록 상표) 등의 폴리카보네이트 수지를 사용하여 구성되어 있다. 본 실시형태에서는 파장이 405㎚인 청자색광에 대한 대물 렌즈(91)의 굴절률(n405)은 1.622이다(설계 온도는 35℃). 즉, 굴절률(n405)은 1.59 이상이다.
여기서, 일반적으로 투명 수지 재료의 굴절률은 광의 파장에 따라 다르다. 본 실시형태의 "굴절률이 1.59 이상인 폴리카보네이트 수지 재료"는, 예를 들면 400㎚(청자색) 내지 800㎚(근적외) 등의 광범위한 파장에서 굴절률이 1.59 이상인 폴리카보네이트 수지 재료뿐만 아니라, 예를 들면 약 589㎚(d선의 광)또는 이것보다 짧은 파장에 한해서 굴절률이 1.59 이상이 되는 폴리카보네이트 수지 재료도 포함한다.
예를 들면 Panlite(등록 상표)의 경우, 도 4에 예시되는 굴절률의 파장 의존성을 나타낸 그래프("연구 개발 Panlite SP", [online], Teijin Chemicals Ltd., [평성21년 10월 30일 검색], 인터넷<URL:http://www.teijin.co.jp/rd/rd13_10.html>)에 의거해서 설명한다. 도 4의 실선의 곡선으로 예시되는 Panlite SP-1516이면, 청자색광의 파장 400㎚ 내지 근적외광의 파장 800㎚의 광범위에서 굴절률은 1.59 이상이다(주위 온도는 25℃). 또한, 도 4에 따르면, 파장이 405㎚인 청자색광에 대한 굴절률(n405)은 거의 1.66이며, 파장이 589㎚인 d선의 광에 대한 굴절률은 거의 1.61이다(이상, 주위 온도는 25℃).
예를 들면, Panlite(등록 상표) 이외의 폴리카보네이트 수지의 경우, 도 4의 점선의 곡선에 따르면, d선의 광의 파장 589㎚보다도 짧은 파장의 광에 대한 굴절률은 1.59 이상이다(주위 온도는 25℃). 또한, 도 4에 따르면, 파장이 405㎚인 청자색광에 대한 굴절률(n405)은 거의 1.61이며, 파장이 589㎚인 d선의 광에 대한 굴절률은 거의 1.59이다(이상, 주위 온도는 25℃).
또한, 대물 렌즈(91)의 재료인 폴리카보네이트 수지는 광디스크(D)의 보호층(PL)의 재료로서도 사용되고 있다. 광디스크(D)의 보호층(PL)과 동 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈(91)의 내광성(즉, 레이저광의 조사에 의한 투과율의 저하를 억제하는 정도)은 적어도 광디스크(D)와 동등하고, 따라서 충분히 높다.
표 1은 대물 렌즈(91)의 설계값의 일례를 나타내고 있다. 설계값 중 특히, 중심 두께(d1)는 1.5㎜이며(도 3A 참조), 광디스크(D)의 신호 기록층(L)과의 사이의 초점 거리(f)는 1.4㎜이다. 즉, 초점 거리에 대한 중심 두께의 비(d1/f)는 1.071이며, 이 값은 1.1 미만이다. 표 2는 대물 렌즈(91)의 형상에 관한 설계값의 일례를 나타내고 있다. 즉, 이들 설계값은 대물 렌즈(91)의 형상을 나타내는 곡률 반경 및 비구면계수이다. 이들 곡률 반경 및 비구면계수는 대물 렌즈(91)에 있어서의 콜리메이터 렌즈(6)(도 1 참조) 또는 액정 수차 보정 소자(24)(도 2 참조)의 측과, 광디스크(D)의 측에 대해서 각각 설정되어 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
도 3(A)에 예시된 대물 렌즈(91)의 형상은 표 2에 예시된 설계값이 반영되어 있다. 또한, 표 1 및 표 2에 예시된 설계값을 사용해서 광학 계산한 결과에 의거하여 동 도면에서는 대물 렌즈(91)에 대한, 광디스크(D) 측의 광로(lf)와, 콜리메이터 렌즈(6)(도 1 참조) 또는 액정 수차 보정 소자(24)(도 2 참조) 측의 평행한 광로(lp)가 점선으로 예시되어 있다. 또한, 표 1에는 예시하지 않고 있지만 광학 계산에서는 광디스크(D)의 보호층(PL) 두께는 0.0875㎜로 하고, 구면 수차 보정 방식은 비구면으로 했다.
한편, 대물 렌즈(91)와의 비교를 위해, 도 3(B)에서는, 예를 들면 ZEON CHEMICALS L.P.의 Zeonex 340R("ZEONEX"는 등록 상표) 등의 올레핀 수지를 사용하여 구성되어 있는 대물 렌즈(900)가 예시되어 있다. 폴리카보네이트 수지의 대물 렌즈(91) 굴절률(예를 들면, nd, n405)은 올레핀 수지의 대물 렌즈(900) 굴절률(예를 들면, nd, n405)보다도 높기 때문에 대물 렌즈(91)의 곡률 반경(r)[도 3(A)]은 대물 렌즈(900)의 곡률 반경(r')[도 3(B)]보다도 크고(즉, 곡률이 완만함), 이에 따라 대물 렌즈(91)의 중심 두께(d1)[도 3(A)]는 대물 렌즈(900)의 중심 두께(dl')[도 3(B)]보다도 얇게 할 수 있다.
표 1 및 표 2에 예시된 설계값을 사용해서 광학 계산한 결과에 의거한 본 실시형태의 대물 렌즈(91)의 특성을 도 5 및 도 6에 나타낸다. 또한, 도 5는 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈(91)에 의해 광디스크(D)상에 형성되는 레이저 스팟의 강도 분포를 나타낸 그래프이며, 도 6은 폴리카보네이트 수지를 재료로 하는 대물 렌즈(91)의 종방향 구면 수차를 나타낸 그래프이다.
도 5에 예시된 바와 같이, 본 실시형태의 대물 렌즈(91)에 의해 광디스크(D)의 반면(盤面)에 형성되는 스팟의 강도 분포의 반값 전폭(FWHM)은 약 0.3㎛(즉, 거의 0.0003㎜)이며, 이 값은 양호한 특성을 나타내고 있다. 또한, 도 6에 예시된 바와 같이, 본 실시형태의 대물 렌즈(91)의 종방향 구면 수차도 양호한 특성을 나타내고 있다.
이상의 특성을 갖는 폴리카보네이트 수지의 대물 렌즈(91)에 의하면, 예를 들면 Blue-ray 규격에 대응하는 광디스크(D)의 보호층(PL)과 같은 폴리카보네이트 수지를 재료로 하고 있기 때문에 청자색의 레이저광으로의 내광성(즉, 레이저광의 조사에 의한 투과율 등의 저하를 억제하는 정도)이 높다. 또한, 고굴절률의 재료를 사용함으로써, 도 3(A)에 예시된 바와 같이, 대물 렌즈(91)에 있어서의 고NA부(개구수가 높은 부분)의 곡률 반경을 크게(즉, 곡률을 완만하게) 할 수 있기 때문에 동 대물 렌즈(91)의 생산성이 향상된다. 이에 따라, 대물 렌즈(91)가 그만큼 저렴해진다. 또한, 고굴절률의 재료를 이용함으로써, 도 3(A)에 예시된 바와 같이, 대물 렌즈(91)의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 동 대물 렌즈(91)의 틸팅 동작시의 비점수차의 발생이 억제된다.
<<<구면 수차의 보정>>>
한편, 폴리카보네이트로 한 수지 재료는 유리 재료와 비교해서 흡습성이 높기 때문에 대물 렌즈(91)에는 그 높은 흡습성에 기인해서 구면 수차가 발생한다.
따라서, 본 실시형태에서는 광 픽업 장치에 있어서의 레이저 다이오드(1)와 광디스크(D) 사이의 레이저광의 광로에 개재하는 수차 보정 소자를 동작시킴으로써 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차가 보정되게 되고 있다.
<콜리메이터 렌즈>
수차 보정 소자는, 예를 들면 전술한 실시형태1에 있어서의 콜리메이터 렌즈(6)이며, 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라서 구면 수차를 보정하도록 레이저광의 광축 방향으로 이동하기 위해 제어된다.
구체적으로는, 도 1의 대물 렌즈(9)가 대물 렌즈(91)인 것으로 하여 구면 수차가 발생했을 경우 그 구면 수차량이 구면 수차량 검출 회로(23)에 의해 검출되고, 그 검출량에 의거한 수차 보정 제어 신호가 픽업 제어 회로(18)로부터 수차 보정용 모터 구동 회로(22)에 출력된다. 수차 보정 제어 신호가 수차 보정용 모터 구동 회로(22)에 입력되면 동 수차 보정용 모터 구동 회로(22)로부터 수차 보정용 모터(7)에 구동 신호가 출력된다. 수차 보정용 모터(7)가 구동 신호에 따른 회전수만큼 회전함으로써 콜리메이터 렌즈(6)는 도 1의 화살표 A 또는 B 방향(광축 방향)으로 회전수에 따른 변위량만큼 변위한다. 이에 따라, 대물 렌즈(91)의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차가 보정된다.
<액정 수차 보정 소자>
또는, 수차 보정 소자는, 예를 들면 전술한 실시형태2에 있어서의 액정 수차 보정 소자(24)이며, 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라서 구면 수차를 보정하도록 제어된다.
구체적으로는, 도 2의 대물 렌즈(9)가 대물 렌즈(91)인 것으로 하여 구면 수차가 발생했을 경우 그 구면 수차량이 구면 수차량 검출 회로(23)에 의해 검출되고, 그 검출량에 의거한 수차 보정 제어 신호가 픽업 제어 회로(18)로부터 수차 보정용 액정 구동 회로(25)에 출력된다. 수차 보정 제어 신호가 수차 보정용 액정 구동 회로(25)에 입력되면 동 수차 보정용 액정 구동 회로(25)로부터 액정 수차 보정 소자(24)의 전극에 수차 보정 제어 신호에 의거한 전압이 인가됨으로써 대물 렌즈(91)의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차가 보정된다. 또한, 액정 수차 보정 소자(24)의 경우 구면 수차뿐만 아니라 코마 수차의 보정도 할 수 있다.
이상으로부터, 본 실시형태의 대물 렌즈(91)에 의하면, 구면 수차의 발생을 억제하면서 청자색의 레이저광으로의 내광성을 향상시킴과 아울러 고NA부(개구수가 높은 부분)의 곡률 반경을 크게(즉, 곡률을 완만하게), 또한 두께를 얇게 할 수 있다.
<<<초해상 기술>>>
전술한 청자색광에 대한 대물 렌즈(91)의 개구수는 0.85이었지만(표 1 참조), 이에 한정되지 않고, 예를 들면 0.4 내지 0.77의 개구수의 대물 렌즈를 적용해도 좋다. 개구수가 0.4 내지 0.77인 대물 렌즈의 경우 개구수가 0.85인 대물 렌즈(91)의 경우와 비교하여 집광되는 레이저광의 광량은 감소하지만 그 스팟 직경은 마찬가지 정도로 된다.
===폴리에스테르 수지===
전술한 굴절률이 1.59 이상이 되는 다른 수지 재료로서, 예를 들면 OSAKA GAS CHEMICALS CO., LTD.의 OKP4나 OKP4HT 등("OKP"는 등록 상표)의 폴리에스테르 수지를 들 수 있다.
파장이 589㎚인 d선의 광에 대하여 OKP4의 굴절률(nd)은 1.61이며, OKP4HT의 굴절률(nd)은 1.63이다(이상, 주위 온도는 20℃). 여기서, 전술한 바와 같이, 일반적으로 투명 수지 재료의 굴절률은 광의 파장에 따라 다르다. 보다 구체적으로는, 투명 수지 재료의 굴절률은 광의 파장이 짧아질수록 높아진다. 따라서, 적어도 589㎚ 또는 이보다 짧은 파장의 광에 대하여 OKP4 및 OKP4HT의 굴절률은 1.6 이상이다. 또한, 실제, 파장이 405㎚인 광에 대하여 OKP4의 굴절률(n405)은 1.64이며, OKP4HT의 굴절률(n405)은 1.66이다.
이와 같은 폴리에스테르 수지의 대물 렌즈에 의하면, 예를 들면 Blue-ray 규격에 대응하는 청자색의 레이저광으로의 내광성(즉, 레이저광의 조사에 의한 투과율 등의 저하를 억제하는 정도)이 향상된다. 또한, 이와 같은 고굴절률의 재료를 사용함으로써 대물 렌즈에 있어서의 고NA부(개구수가 높은 부분)의 곡률 반경을 크게(즉, 곡률을 완만하게) 할 수 있기 때문에 동 대물 렌즈의 생산성이 향상된다. 이에 따라, 대물 렌즈가 그만큼 저렴해진다. 또한, 이러한 고굴절률의 재료를 사용함으로써 대물 렌즈를 얇게 할 수 있기 때문에 동 대물 렌즈의 틸팅 동작시의 비점수차의 발생이 억제된다.
단, 폴리에스테르 수지 재료도 유리 재료와 비교해서 흡습성이 높기 때문에 대물 렌즈에는 그 높은 흡습성에 기인해서 구면 수차가 발생한다. 전술한 폴리카보네이트 수지의 대물 렌즈(91)의 경우와 마찬가지로 광 픽업 장치에 있어서의 레이저 다이오드(1)와 광디스크(D) 사이의 레이저광의 광로에 개재하는 수차 보정 소자[예를 들면, 실시형태1의 콜리메이터 렌즈(6)나 실시형태2의 액정 수차 보정 소자(24) 등]를 동작시킴으로써 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차가 보정되게 되어 있다.
===굴절률이 1.59 이상인 수지===
전술한 대물 렌즈는 주로 청자색광이 적용됨과 아울러 폴리카보네이트 수지 및 폴리에스테르 수지를 재료로 하여 구성되어 있었다.
단, 이에 한정되지 않고, 대물 렌즈는 적어도 레이저 다이오드로부터의 레이저광이 광디스크(D)의 보호층(PL)을 통해서 신호 기록층(L)에 집광되도록 레이저 다이오드와 광디스크(D) 사이의 레이저광의 광로에 배치되고, 굴절률이 1.59 이상이 되는 수지 재료를 사용해서 구성되고, 레이저 다이오드와 대물 렌즈 사이의 레이저광의 광로에 개재하는 수차 보정 소자가 동작함으로써 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차가 보정되는 것이면 좋다. 이 대물 렌즈에 의하면, 구면 수차의 발생을 억제하면서 그 곡률을 완만하게 할 수 있음과 아울러 그 두께를 얇게 할 수 있다.
전술한 대물 렌즈에 있어서, 수차 보정 소자는 콜리메이터 렌즈(6)이며, 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라 구면 수차를 보정하도록 레이저광의 광축 방향으로 이동하는 것으로 해도 좋다. 이 대물 렌즈에 의하면, 구면 수차의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
전술한 대물 렌즈에 있어서, 수차 보정 소자는 액정 수차 보정 소자(24)이며, 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라 구면 수차를 보정하도록 제어되는 것으로 해도 좋다. 이 대물 렌즈에 의하면, 구면 수차의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음과 아울러 코마 수차도 억제할 수 있다.
전술한 대물 렌즈에 있어서, 레이저 다이오드는 청자색의 레이저광을 발광하는 전술한 레이저 다이오드(1)인 것으로 해도 좋다. 재료의 굴절률은 통상, 광의 파장이 짧아질수록 높아지기 때문에 이 대물 렌즈에 의하면, 대물 렌즈의 굴절률이 보다 높아진다. 이에 따라, 대물 렌즈의 곡률을 완만하게 할 수 있음과 아울러 그 두께를 얇게 할 수 있다.
전술한 대물 렌즈에 있어서, 광디스크(D)의 신호 기록층(L)과의 사이의 초점 거리에 대한 중심 두께는 1.1 미만인 것이 바람직하다. 이 대물 렌즈에 의하면, 그 두께를 보다 얇게 할 수 있다.
또한, 전술한 고굴절률의 수지 재료로서, 티오우레탄계 수지나 에피설파이드계 수지 등을 사용해도 좋다. 티오우레탄계 수지로서, 예를 들면 MITSUI CHEMICALS, INC.의 MR-6(상표), MR-7(상표), MR-8(상표) 등을 들 수 있고, 에피설파이드계 수지로서, 예를 들면 MITSUI CHEMICALS, INC.의 MR-174(상표)를 들 수 있다. 이들 수지 재료에서는 파장이 546㎚인 e선의 광에 대한 굴절률(ne)은 1.6 내지 1.74이다. 여기서, 전술한 바와 같이, 일반적으로 투명 수지 재료의 굴절률은 광의 파장이 짧아질수록 높아지기 때문에 이들 수지의 굴절률(n405)은 1.6 이상이다.
이상, 전술한 발명의 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 본 발명을 한정해서 해석하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고 변경, 개량될 수 있음과 아울러 본 발명에는 그 등가물도 포함된다.

Claims (14)

  1. 레이저 다이오드와,
    상기 레이저 다이오드로부터의 레이저광이 광디스크의 보호층을 통해서 신호 기록층에 집광되도록 상기 레이저 다이오드와 상기 광디스크 사이의 상기 레이저광의 광로에 배치되는 합성 수지제의 대물 렌즈와,
    상기 레이저 다이오드와 상기 대물 렌즈 사이의 상기 레이저광의 광로에 개재하고, 상기 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차를 보정하도록 동작하는 수차 보정 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수차 보정 소자는 콜리메이터 렌즈이며, 상기 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라 상기 구면 수차를 보정하도록 상기 레이저광의 광축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수차 보정 소자는 액정 수차 보정 소자이며, 상기 대물 렌즈의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라 상기 구면 수차를 보정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈의 재료는 폴리메틸메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈의 재료는 폴리카보네이트 수지인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 청자색의 레이저광을 발광하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 레이저 다이오드로부터의 레이저광이 광디스크의 보호층을 통해서 신호 기록층에 집광되도록 상기 레이저 다이오드와 상기 광디스크 사이의 상기 레이저광의 광로에 배치되는 대물 렌즈로서:
    굴절률이 1.59 이상이 되는 수지 재료를 이용해서 구성되고,
    상기 레이저 다이오드와 상기 대물 렌즈 사이의 상기 레이저광의 광로에 개재하는 수차 보정 소자가 동작함으로써 상기 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차가 보정되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수차 보정 소자는 콜리메이터 렌즈이며, 상기 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라 상기 구면 수차를 보정하도록 상기 레이저광의 광축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 수차 보정 소자는 액정 수차 보정 소자이며, 상기 수지 재료의 흡습 특성에 기인해서 발생하는 구면 수차에 따라 상기 구면 수차를 보정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 수지 재료는 폴리카보네이트 수지인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 수지 재료는 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 청자색의 레이저광을 발광하는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 광디스크의 신호 기록층과의 사이의 초점 거리에 대한 중심 두께는 1.1 미만인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
  14. 제 7 항에 있어서,
    개구수는 0.4 내지 0.77인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈.
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