KR100460017B1 - 광정보기록매체의기록재생용광학계 - Google Patents

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Abstract

광 정보 기록 매체에 또는 매체로부터 정보를 기록 또는 재생하기 위한 광학계는: 광원; 광원으로부터의 발산광을 수속광으로 변환시키기 위한 커플링 렌즈; 이 변환된 수속광을 더욱 수속시켜, 광 정보 기록 매체의 정보 기록면상에 결상시키기 위한 대물 렌즈를 포함한다. 마레셜 한계내의 파면 수차가 최소인 대물 렌즈의 횡 배율은 0 < M < 1의 수학식을 만족하고, 여기에서 M은 대물 렌즈의 횡 배율이다.

Description

광 정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계 {Optical System for Recording and Reproducing for Use in Optical Information Recording Medium}
본 발명은 광원으로부터 사출된 광빔을 광정보 기록 매체상에 집광하여 광 정보를 기록 재생하는 광학계에 관한 것으로, 특히 온도 변화에 영향을 덜 받는 광학계에 관한 것이다.
종래의 CD에 대응하여 요구되는 정도의 정밀도를 가지는 광 정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계(본 발명의 기록 재생용 광학계는 기록용 광학계, 기록 재생 모두를 위한 광학계를 포함함)로서는, 무한 공역형 광학계가 일본 특허 공개 번호 76512/1982에 기술되어 있고, 유한 공역형 광학계는 일본 특허 공개 번호 56314/1994에 기술되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 번호 258573/1994에는 수지제 렌즈가 사용되는 경우에 온도 변화에 의해 야기되는 수차의 발생을 방지하기 위해 커플링 렌즈가 사용되는 광학계를 개시하고 있다.
그러나, 최근에, 광 디스크 등의 정보 기록 매체상에의 고 밀도 기록이 더욱 진전되고 있고, 이것은 광학계 또는 대물 렌즈의 개구수(NA)를 더 높게 하고 있다. 이에 부가하여, 파면 수차(구면 수차) 등의 성능면에 대한 요구가 더욱 엄격해지고 있다.
구면 수차와 정형 조건이 보정되는 유한 공역형 대물 렌즈에 의해 광원으로부터의 발산광이 광 정보 매체의 기록면상에 결상되는 광학계가 이미 공지되어 있다. 그러나, 이 경우, 개구수 NA는 각 표면의 굴절력이 커지기 때문에 더 커지게 될 때 다음의 문제를 야기하게 된다.
(1) 고 NA화에 한계가 있다.
(2) 대물 렌즈가 결상용 광학축의 방향으로 이동될 때 발생되는 구면 수차량이 크다.
(3) 대물 렌즈의 굴절률의 변화에 의한 구면 수차의 발생이 크다.
이러한 고 NA화 및 고정밀화에 대처하려고 할 때, 불의의 디스크 이동에 의한 물체와 화상의 거리 변화와 수지제 렌즈의 경우 온도 변화와 같은 주위 변화로부터 결과된 굴절률 변화에 의해 야기되는 파면 수차가 커지게 된다. 더욱이, 더욱 심각해지고 있는 성능면으로 인해 대물 렌즈의 허용 오차가 종래보다 더욱 엄해지고 있으며, 특정 경우에 따라서는 오차가 전혀 허용되지 않을 가능성도 있다.
대물 렌즈가 수지로 만들어지면, 특히 종래 CD에 대처하는 데에 필요한 수준의 정밀도가 유한 공역형의 경우 일본 특허 공개 258573/1994에 의해 개시된 커플링 렌즈를 이용하는 방법에 의해 만족되기는 하지만, 최근의 고 밀도 기록에는 그 필요한 성능이 만족스럽지 않다.
무한 공역형의 경우, 물체와 화상 간의 거리의 변화에 의한 파면 수차의 변화가 존재하지 않는다. 그러나, 개구수 NA가 약 NA 0.60의 수준으로 증가하면, 그 온도 변화에 의한 파면 수차 변화의 허용 오차가 고 밀도의 기록에 대처하는 데에 요구되는 성능면에서 더욱 심각하게 된다.
예로서, 3.36㎜의 초점 길이 F와 0.6의 NA를 갖는 수지제 렌즈가 무한 공역형 렌즈(평행광이 광원측으로부터 나옴)일 때, 30℃의 온도 변화에 대해 파면 수차가 약 0.043λ(λ=635㎚) 만큼 변하게 된다. 이러한 적은 변화가 실재로는 현재 발표된 DVD에 대처하기 위해 요구되는 정밀도에 상당한 제약이 되고 있다.
본 발명은 또한 광 정보 매체의 재생용 광학계, 광학 정보 매체의 픽업 장치, 광 정보 픽업 장치와 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계에 사용되는 광 정보 기록 재생용 대물 렌즈, 및 기록 재생 광학 정보용 광학계의 수속 렌즈에 관한 것이다.
도 63은 종래의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계로 구성된 광 정보의 픽업 장치 예를 나타낸다. 이 도면에서, 반도체 레이저 등과 같은 광원(1)으로부터의 광속은 빔 스플리터(2)를 통해 조준 렌즈(3)에 입사되어 애퍼츄어 스톱(5)에 의해 소정의 광속으로 제한되는 평행 광속으로 변환된 다음에, 대물 렌즈(6)에 입사한다. 이 대물 렌즈(6)는 평행 광속이 입사하면, 소정의 두께를 가지는 투명 기판(7)을 통해 정보 기록면(8)상에 거의 수차를 가지지 않는 광 스포트의 화상을 형성하게 된다.
정보 피트에 의해 변조되고 정보 기록면(8)상에 반사되는 광속은 대물 렌즈(6)와 조준 렌즈(3)를 통과하여 빔 스플리터(2)로 되돌아가, 여기에서 광속이 레이저 광원(1)으로부터의 광 경로로부터 분리되어 광 검출기(9)에 입사하게 된다. 광 검출기(9)는 입사 광속의 강도에 비례하는 전류를 그 장치로부터 출력하여 도시하지 않은 검출 회로에 전류를 송신하는 복수의 스플리트 PIN 광 다이오드이다. 검출 회로에서는, 광 검출기가 촛점 오차와 트랙 오차 신호에 기초하여 자기 회로와 코일로 이루어진 2차원 액츄에이터를 가지는 대물 렌즈(6)를 제어하고, 이로 인해 광 스포트의 위치가 정보 트랙상에 일정하게 있게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 광 정보 매체의 픽업 장치에서는, 고 NA(예를 들어, NA 0.6)가 대물 렌즈에 의해 집광된 광 스포트를 작게 하기 위해 이용된다. 따라서,이 수속돤 광속에 위치하는 투명 기판의 두께가 소정의 두께와 편차가 있으면, 심각한 구면 수차가 발생하게 된다. 예를 들어, 기판 두께가 NA 0.6, 레이저 광원으로부터의 레이저 빔에 대한 635㎚의 파장, 기판 두께 0.6㎜ 및 기판 굴절률 1.58의 조건하에서 최적화된 대물 렌즈에 대해 변화되게 될 때, 도 64에서 나타낸 바와 같이 기판 두께의 0.01㎜ 편차에 대해 수차가 약 0.01λ rms 증가하게 된다. 따라서, 투명 기판의 두께가 ±0.07㎜ 만큼 편이될 때, 이것은 수차가 통상 판독이 실행될 수 있게 하는 표준인 마샬 표준(0.07λ rms)에 달하게 되는 것을 의미하는 0.07 λ rms의 수차가 되게 한다.
따라서, 도 63에서 나타낸 일 예에서는, 투명 기판(7)의 두께가 0.6㎜에서 1.2㎜로 변화게 될 때, 0.6㎜ 두께에 적당한 대물 렌즈(6)는 1.2㎜두께에 적당한 대물 렌즈(111)로 변경되고 애퍼츄어 스톱(10)이 재생을 위해 변경되게 된다.
더욱이, 기판 두께가 0.6㎜에서 1.2㎜로 변화하는 데에 대응하기 위한 다른 방법으로서, 0.6㎜ 두께의 기판에 대한 것과 1.2㎜ 두께의 기판에 대한 것인 두 개의 픽업 장치를 제공하는 것이 또한 고려되고 있다.
본 발명의 제1 목적은 수지제 대물렌즈가 고 NA화하에서 사용될 때에도 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 렌즈의 허용 오차를 확실하게 할 수 있는 수준으로 제약할 수 있는 광학계를 성취하기 위한 것이다.
부가하여, 고밀도의 기록을 위한 표준이 장차 설계될 수 있고, 450㎚정도의 단 파장이 사용되고 NA 0.75 까지의 렌즈의 고 NA화가 요구될 것이라고 예상된다.0.65 이상의 NA를 갖는 대물 렌즈의 경우, 무한 공역형 글래스 렌즈도 렌즈 축상의 두께가 크게 만들어지지 않으면 성능을 유지하는 것이 어렵게 만든다. 본 발명의 목적은 이러한 요구에 대응할 수 있는 광학계를 성취하는 데에 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기한 문제를 해결할 수 있고, 단일의 픽업 장치가 다른 기판 두께를 갖는 광 디스크의 기록 및/또는 재생을 가능하게 하며, 상호 교체 가능성이 확실하고, 수지제 대물 렌즈가 고 NA하에서 사용될 때에도 렌즈의 허용 오차가 확실하게 될 수 있는 수준으로 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 제약되는 광 정보의 기록 재생을 위한 단순 구조의 소형 광학계, 광 정보 매체의 픽업 장치, 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계와 광 정보 매체의 픽업 장치에 사용되는 광 정보의 기록 재생용 대물 렌즈, 및 광 정보 기록 재생용 광학계의 수속 렌즈를 성취하는 것이다.
본 발명의 제1 목적을 성취하는 광 정보 매체를 기록 및 재생하기 위한 광학계의 구조는 적어도 광원, 커플링 수단 및 대물 렌즈가 설치되어 광 정보 기록 매체상에의 정보 기록 및/또는 정보 재생을 행하는 광학계의 일 예로서,
상기한 커플링 수단은 광원으로부터 사출된 발산광을 수속광으로 변환시키고,
상기 수속광을 더욱 수속하여 광 정보 매체상에 화상을 형성하도록 하는 상기한 대물 렌즈는 수속광 입사로 파면 수차가 최소가 되고 마레셜(Mareshal) 한계내가 되는 것을 특징으로 하고, 최소가 되면서 마레셜 한계 내에 있는 파면 수차에 대응하는 횡 배율 M은 다음 범위 내에 있다.;
여기에서 M은 대물 렌즈의 횡 배율이다.
상기한 대물 렌즈는 적어도 축방향으로 이동 가능하고, DCO가 화상에 면하는 커플링 수단의 표면과 광원에 면하는 대물 렌즈의 표면 간의 거리를 나타내고 F가 대물 렌즈의 촛점 거리를 나타낸다고 하면,
가 DCO/F의 범위가 된다.
이 바람직하고,
는 더욱 바람직하게 만족스럽다.
상기한 대물 렌즈는 다음 조건을 만족하는 특징이 있다;
여기에서, NA는 광학계의 화상측의 개구수를 나타낸다. 그러나,
이 일반적으로 바람직하지만,
인 경우에는,
이 바람직하다.
이들 대물 렌즈는 수지로 만들어지는 것이 바람직하지만, 이들은 또한 글래스로 만들어질 수 있다.
더욱이, 소형화의 관점에서 볼 때, 대물 렌즈는 다음 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
커플링 렌즈는 굴절 광학계인 커플링 렌즈인 것이 바람직하다. 구체적으로, 이것은 하나 또는 복수의 구면 렌즈로 구성될 수 있다. 어떤 경우에는, 적어도 하나의 면이 비구면인 것이 바람직하다.
상기한 대물 렌즈가 수지로 만들어질 때, 커플링 렌즈들중 적어도 하나는 양의 굴절력을 갖는 수지제인 것이 바람직하다. 또한 적어도 하나의 표면이 비구면이고, 상기한 커플링 렌즈는 적어도 하나의 표면이 비구면인 수지제 단일 렌즈인 것이 바람직하다.
상기한 커플링 렌즈는 다음의 조건을 만족하는 특징이 있다;
여기에서, Mt: 전체 광학계의 횡 배율이고, Fcp는 커플링 렌즈의 수지 렌즈의 촛점 길이이다.
상술된 조건에서, 커플링 렌즈가 수지제 단일 렌즈일 때, Fc=Fcp의 관계는 Fc가 커플링 렌즈의 촛점 길이를 나타낸다는 가정하에서 자연스럽게 만족된다.
상술한 광학계가 다음의 조건을 만족하지만,
재생용 광학계는 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
그리고, 기록용 광학계는 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
대물 렌즈는 집광속이 입사하게 될 때, 파면 수차가 최소가 되고, 마레셜 한계내의 횡 배율과 개구수 NA는 각각
<수학식 1>
의 대물 렌즈 범위 내에 있는 단일 렌즈의 특성이 있고, 광원측의 최소한의 표면은 비구면이고, 양 표면은 비구면인 것이 바람직하다.
상기한 대물 렌즈가 사용되지 않을 때, 상기한 집광속은 회절 한계 스포트로 한점으로 집광되게 된다.
상기한 대물 렌즈가 다음의 조건 모두 또는 몇개를 만족하는 것이 바람직하다;
여기에서, n: 렌즈를 형성하는 재료의 굴절률이고
r2: 렌즈의 화상측의 정점 굴곡 반경이다.
여기에서, NA: 대물 렌즈의 화상측의 개구수
x2: 렌즈의 화상측 표면의 축상 광선의 유효 직경의 주변 지점(상기한 NA의 주변 광선이 입사하는 화상측 면상의 위치)과 면상의 정점 사이의 광학축 방향에서의 차이로서, 광학 축으로부터 멀어지는 만큼 화상측으로 변위하여 가는 방향을 정으로 가정한다.
여기에서, Δ2: 렌즈의 화상측 면의 축상 광선의 유효 직경의 주변 지점(상기한 NA의 주변 광선이 입사하는 화상측 면상의 위치)상의 비구면 면과 그 면의 정점 굴곡 반경 r2을 갖는 표준 구면 면 간의 광학축 방향에서의 차
더욱이, 본 발명의 광학 정보 기록 매체의 기록 재생용 대물 렌즈는 다음의 조건
<수학식 11>
<수학식 5>
<수학식 6>
<수학식 7>
만족하며, 이것이 수지제이면, 다음의 조건
<수학식 8>
<수학식 6>
을 만족하는 것이 바람직하고,
<수학식 9>
인 경우에는, 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
<수학식 10>
이들 대물 렌즈는 수지제인 것이 바람직하고, 이들은 글래스제일 수도 있다.
본 발명의 기록 재생용 커플링 렌즈는 수속 광속이 입사할 때, 파면 수차가 최소가 되고 화상이 마레셜 한계 내에서 광 정보 기록 매체상에 형성되게 하는 대물 렌즈와 광원 사이에 배치되는 커플링 렌즈이고, 이 광원으로부터 사출되는 광속은 수속된 광속으로 변환되고, 또한 다음의 조건을 만족한다;
여기에서, Mc: 커플링 렌즈의 화상측 대 광원측의 횡 배율이고
NAo: 광원측에서의 개구수
이 커플링 렌즈와 결합된 대물 렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
<수학식 1>
<수학식 16>
이 커플링 렌즈는 하나 또는 복수의 구면 면 광학계로 이루어지는 렌즈계이거나, 적어도 하나의 면이나 바람직하게는 두 면이 비구면인 하나의 렌즈로 이루어지는 렌즈계일 수 있다.
이들 커플링 렌즈는 글래스 또는 수지로 만들어질 수 있다.
이 커플링 렌즈가 단일 렌즈일 때, 그 두 측면은 광원측의 면이 볼록한 볼록 또는 메니스커스 렌즈이거나, 광원측 면이 오목한 메니스커스 렌즈일 수 있다
커플링 렌즈로서 광원과 대물 렌즈 사이에 광원으로부터 사출된 발산광의 분산 정도를 변화시키는 수단을 제공하여 대물 렌즈가 분담하는 굴절력을 경감시키는 것이 가능하다. 특히, 광원으로부터 사출된 발산광을 수속된 광속으로 변환시키기위한 기능을 갖는 커플링 수단을 제공함으로써, NA가 클 때 대물 렌즈의 굴절력을 최적화하는 것이 가능하다.
NA∽으로 기호화된 평행 광 입사(이하, 환산 NA로 언급)로 변환된 유한 공역형인, 횡 배율 M을 갖는 대물 렌즈의 개구수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
이 환산 NA가 큰 수가 될 때, 렌즈 설계와 용량 유지를 어렵게 하고, 또한 온도 특성과 같은 환경 변화의 영향을 크게 만든다. 이 경우, M을 양의 값으로 하여, 즉 변환된 광 입사를 이용함으로써, 환산 NA을 적게 하는 것이 가능하다.
더욱이, 횡 배율 M이 수학식 1의 범위 내에 있는 수속 입사로 파면 수차가 최소가 되며 집광 입사로 마레셜 한계내에 있도록 조절될 때, 커플링 수단의 광축과 대물 렌즈의 광축 간의 편차에 의한 수차의 열화가 적어지게 되고, 이로 인해 광 정보의 기록 재생용 광 시스템으로서 바람직한 구성이 되게 한다.
상술된 바와 같은 커플링 수단으로서는, 렌즈, 미러, 투과형 회절 소자 및 반사형 회절 소자가 고려되고 있다.
대물 렌즈를 적어도 광학축의 방향으로 이동 가능하게 함으로써, 가동부는 경량화되며 적은 이동량으로 광 정보 매체의 기록면상에 결상이 행해질 수가 있다.
NA가 클 때, 물체와 화상 사이의 거리 변화와 온도 변화에 의한 구면 수차의 발생이 증가하게 된다. 그러나, 상기 문제를 해결하기 위해서, 대물 렌즈에 부가하여 광원과 커플링 수단이 대물 렌즈에서와 동일한 방법으로 개별적으로 이동되거나, 이들이 대물 렌즈와 일체로 이동될 때, 결상이 행해질 수 있다.
대물 렌즈의 촛점 길이에 의해 평준화되는 커플링 수단과 대물 렌즈 간의 거리에 대한 수학식 2에서, 거리가 상한을 초과할 때, 커플링 수단의 광학축에 수직인 방향에서의 크기가 더 커지는 한편, 이 거리가 하한을 초과할 때 커플링 수단과 커플링 소자가 일체로 이동하게 되는 가동 메카니즘의 경우에서도 기계적 간섭으로 인해 실현 불가능한 문제가 된다.
거리가 수학식 3의 하한을 초과할 때에, 커플링 소자는 대물 렌즈만이 가동 메카니즘에 부착될 때 대물 렌즈 주위의 가동 메카니즘과 기계적으로 간섭하게 될 가능성이 있다. 또한, 거리가 수학식 4의 상한내로 유지될 때, 배율과 같은 고정 사양에서 광원으로부터 광 정보 기록 매체로의 거리를 단축하는 것이 가능하다.
본 발명의 광학계는 회절 한계 성능의 스포트가 고 NA화와 단파장의 광 조건하에서 광 정보 기록 매체의 기록면상에 화상으로 형성될 때 바람직하게 이용될 수 있고, NA가 적어도 0.48일 때 광학계가 최적인 것이 판명된다.
상술된 조건하에서, 대물 렌즈의 횡 배율이 수학식 5을 만족하는 것이 바람직하다. 배율이 상한을 초과할 때, 커플링 수단의 광학 축에 수직인 방향으로의 크기는 더 커지는 한편, 배율이 하한을 초과할 때, 고 NA의 경우의 오차, 특히 대물 렌즈의 굴절률의 오차에 의한 구면 수차가 더 커지게 된다.
수학식 6의 상한이 초과될 때, 대물 렌즈의 두께가 증가한다. 따라서, 필요한 작동 거리를 확실히 하기 위해서, 전체 광학계의 크기를 증가시킬 필요가 있다.
배율이 수학식 8의 상한을 초과할 때, 광학축의 대물 렌즈를 이동하여 결상시키는 경우 구면 수차의 발생은 물체와 광학 정보 매체 등의 이동에 의한 화상 간의 거리의 변화 조건하에서 증가하게 된다. 이것이 하한을 초과할 때에는, 고 NA의 경우의 오차, 특히 대물 렌즈의 굴절률의 오차에 의한 구면 수차의 발생이 증가하게 된다.
수지 재료의 경우, 특히 굴절률은 온도 변화에 의해 크게 변화된다. 수지인 경우, ΔT가 온도 변화를, Δn이 온도 변화에 의한 굴절률 변화를 나타낸다고 할 때 다음의 표현식이 성립된다.
α는 거의 일정하고 그 값은 동일한 재료 조건하에서 0℃에서 거의 60℃의 범위에 대해 음의 값이다.
굴절률 변화 Δn에 대응하는 파면 수차(구면 수차) 변화 ΔWT는 환산 NA의 4승에 비례하고, 촛점 길이 F와 Δn에 비례하여, 다음의 식이 된다.
여기에서 β는 미러 계수를 나타낸다.
식(22)와 식(23)을 식(24)로 대체한 결과,
식(5)로부터 온도 변화에 의한 영향이 M이 양의 값일 때 M의 4승에 대응하여 더 작아지게 되는 것을 이해할 수 있다.
상술한 수학식 8과 수학식 6을 만족함으로써, 경량이며 저렴한 수지제 대물 렌즈로 기록 재생용 소형 광학계를 실현하는 것이 가능하다.
광학 정보 기록 매체의 기록 재생용 대물 렌즈로서 수학식 9에서 나타낸 바와 같이 종래와 달리 높은 NA를 실현할 때에는, 수학식 10이 만족되는 것이 바람직하다. NA가 상한을 초과할 때, 커플링 수단의 광학축에 수직인 방향으로의 크기가 커지게 되는 한편, NA가 하한을 초과할 때, 대물 렌즈의 두께는 증가한다. 필요한 작동 거리를 확실하게 하기 위해서, 전체 광학계의 크기를 증가시킬 필요가 있다. 부가하여, 상술한 조건하에서 수지제 렌즈를 사용함으로써, 경량화 및 저렴화를 성취할 수 있다.
수학식 11의 상한을 초과될 때, 대물 렌즈의 크기는 증가하게 되고, 이에 따라 전체 광학계가 더욱 커지게 된다.
커플링 수단으로서는, 각종 수단을 고려할 수 있는데, 반사형 계는 제작 오차의 취약점을 가지는 한편, 회절 수단은 회절 효율의 문제를 가지고 있어 파워가 큰 광원을 필요로 한다. 굴절 광학계인 커플링 렌즈를 사용하는 것이 광학 정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계로서 바람직하다.
커플링 렌즈가 하나 이상의 구면 렌즈계일 때, 종래의 조준기에 것과 동일한 방법으로 커플링 수단을 제작하는 것이 가능하다.
그러나, 커플링 렌즈는 광원으로부터의 발산광을 수속광으로 변환하는 기능을 갖는다. 따라서, 그 굴절력이 종래의 조준기의 것보다 크고, 광원의 대량의 광을 입사할 필요가 있을 때, 광원측의 NA가 더 커질 필요가 있다. 따라서, 구면 시스템만으로는, 사용되는 렌즈의 개수는 적을 수 없다. 이 이유로, 구면 수차는 비구면을 적어도 하나 도입하여 정정되는 것이 바람직하다.
대물 렌즈가 수지제일 때, 온도 변화에 대응하는 굴절률의 변화에 의해 야기되는 구면 수차의 변화를 본 발명의 광학계를 이용하여 경감시킬 수가 있다. 또한 온도 변화에 대응하여 굴절률의 변화에 의한 전체 광학계의 구면 수차의 변화를, 커플링 렌즈를 구성하며 양의 굴절력을 갖는 적어도 하나의 렌즈를 수지제로 만듬으로써 정정하는 것이 가능하게 된다.
상술에서, 온도가 ΔT(0<ΔT) 만큼 증가할 때, 커플링 렌즈의 굴절률 변화 Δnt는 음의 값(Δnt<0)이다. 따라서, 커플링 렌즈의 굴절력이 저하되고, 커플링 렌즈로부터 사출된 광속의 수속 정도는 온도 상승 전의 것보다 적어지게 된다. 따라서, 대물 렌즈 자체의 횡 배율 M은 그 감소 방향(ΔM<0)으로 변하게 된다.
ΔM은 대물 렌즈의 파면 수차가 최소가 되게 하는 배율 M에 대해 음의 방향으로 변할 때, 구면 수차는 언더(under) 측으로 이동하게 된다. 대물 렌즈 자체의 굴절률 변화 Δn은 온도가 상승할 때 굴절률이 저하되기 때문에 Δn<0으로 증명되고, 이 때, 구면 수차는 오버(over) 측으로 이동하게 된다.
따라서, 커플링 렌즈의 굴절률의 변화에 대응하는 대물 렌즈의 횡 배율의 변화에 의한 구면 수차의 영향과 대물 렌즈 자체의 굴절률의 변화의 영향이 서로 상쇄되게 된다. 따라서, 커플링 렌즈로서 양의 굴절력을 갖는 수지제 렌즈를 사용하여 온도 변화에 의한 영향을 경감시키는 것이 가능하게 된다.
상술한 정정 효과는 적어도 하나의 조준 렌즈가 종래의 조준기와 수지제 단일 대물 렌즈의 구성으로, 양의 굴절력을 갖는 수지제 렌즈인 경우와 비교하여 더 크다. 이 이유는, 광원측의 NA가 상술된 조준기와 동일할 때에도, 커플링 렌즈의 환산 NA는 커플링 렌즈가 음의 배율을 가지기 때문에 더 커지게 되고, 대물 렌즈 자체의 배율 변화의 절대치 ΔM가 이에 따라서 더 커지게 된다.
이 경우에는, 광원측의 NA가 커플링 렌즈에서 커서 여전히 커플링 렌즈가 음의 배율을 갖기 때문에 상술한 바와 같이 커플링 렌즈의 비구면을 이용하는 것이 바람직하다.
커플링 렌즈가 단일의 수지제 비구면으로 만들어질 때, 저렴하며 필요한 기능을 갖는 렌즈를 성취할 수 있다. 커플링 렌즈의 결상 배율로부터, 대물 렌즈측의 적어도 하나의 면이 비구면인 것이 바람직하다.
더욱이, 커플링 렌즈의 횡 배율 Mc가 더 커진 경우에는, 양 면은 구면 수차가 적절이 보정될 필요가 있을 때 비구면일 것이 필요하다. 이를 위해서, 공지의 유한 공역형 대물 렌즈의 설계 및 제작 기술이 적용될 수 있다.
수학식 12의 상한이 초과될 때, 온도 변화에 의해 야기된 수지 커플링 렌즈에 의해 대물 렌즈의 배율 변화가 더 적어지고, 대물 렌즈의 굴절률의 변화를 상쇄시키는 효과가 더 적어지게 된다.
또한, 그 하한이 초과될 때에는, 온도 변화에 의한 수지 커플링 렌즈에 의해 대물 렌즈의 배율의 변화가 적어지게 되어도, 수지 커플링 렌즈에서 발생하는 굴절률 변화에 의한 파면 수차의 변화는 무시할 수 없게 되어, 상기한 배율 변화의 경감의 정도를 초과하게 되고, 상쇄 효과가 제거되고, 온도 특성에 기초한 전체 광학계의 파면 수차의 변화가 몇몇 경우 커플링 렌즈가 글래스제인 경우보다 더 커지게 된다.
수학식 13에서 ｜Mt｜·NA는 광학계상에서 광원측의 개구수 NAo에 거의 일치하게 된다. 수학식 13의 하한이 초과되면, 충분한 광량이 성취될 수 없다. 상한이 초과될 때, 레이저의 비점수차의 영향이 커지고, 불균일한 광량의 영향이 또한 커지게 된다.
수학식 14의 상한을 초과하면, 재생용 광학계에 대하여 검출계에 오목 렌즈가 필요하게 되고, 이것은 비용 상승을 초래한다.
기록용 광학계를 고려하면, 수학식 15의 하한이 초과될 때에는, 충분한 광량을 성취할 수 없다.
수학식 1을 만족하면서 수속광을 단일의 대물 렌즈에 입사하게 할 때, 렌즈 두께를 증가하지 않고도 NA를 증가시킬 수 있고, 굴절률 등의 변화의 영향이 더 적어지게 된다. 이 이유는 0<M(수속광 입사)는 상기한 식(22)에서 나타낸 바와 같이 환산 NA를 적게 만들기 때문이다.
NA가 0.3 이상인 경우, 정현 조건을 만족하면서 구면 수차를 정정하고 파면 수차를 마레셜 한게내에 있게 하는 것이 가능하게 된다.
대물 렌즈의 파면 수차가 대물 렌즈의 횡 배율 M의 수학식 1의 범위내의 수속광 입사로 마레셜 한계 내에 있게 될 때, 대물 렌즈는 그 성능을 독자적으로 유지할 수 있다. 따라서, 광원으로부터 사출된 발산광을 수속광으로 변환하기 위한 수단과의 조합이 용이하고, 편심을 포함하는 배치의 오차 감도가 저하된다.
상기한 단일의 대물 렌즈는 실제 광원의 수차 보정을 행하고 마레셜 한계내로 그 파면 수차를 유지함으로써, 광원으로부터 사출된 발산광을 수속광으로 변환하기 위한 수단과 용이하게 조합될 수 있고, 이로 인해 넓은 범위의 응용을 가지는 렌즈가 될 수 있게 한다. 실제 광원이 가상의 것이더라도, 입사 광속이 회절 한계 스포트에서 일 지점으로 수속되게 되는 점에서 실제 동일하다.
단일의 대물 렌즈의 양 측을 비구면으로 함으로써 구면 수차와 정현 조건을 보정하는 것이 가능하다. 따라서, 그 광학축에 수직인 방향으로 대물 렌즈를 이동시켜 실행되는 트래킹의 경우에서도, 예를 들어 광 정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈와 같이 수차의 발생을 경감시키는 것이 가능하게 된다.
화상측에서 단일의 대물 렌즈의 굴절력이 수학식 17의 상한을 초과하여 음으로 강할 때에, 수속광 입사측 면의 음의 비구면 수차량이 커지게 되고 수속광 입사측의 비구면량이 커지게 되어, 결과적으로 렌즈의 제작이 어렵게 된다. 화상측에서 단일의 대물 렌즈의 굴절력이 하한을 초과하여 양으로 강하게 될 때, 화상측 면의 음의 구면 수차가 커지게 되고 수속광 입사측의 비구면량이 커지게 되어, 결과적으로 렌즈의 제작이 어렵게 된다.
수학식 18의 상한이 초과될 때 구면 수차와 정현 조건을 보정하기 위해서, 화상측 면을 비구면으로 할 필요가 있고, 양측 각각에서의 비구면양을 크게 할 필요가 있어, 결과적으로 렌즈 제작이 어렵게 된다. 하한이 초과될 때 구면 수차와정현 조건을 정정하기 위해서, 화상측 면이 비구면일 필요가 있고, 양 측 각각의 비구면량이 또한 커야할 필요가 있어, 결과적으로 렌즈의 제작이 어렵게 된다.
수학식 19의 상한이 초과될 때, 정현 조건은 과도 보정되고, 하한이 초과될 때, 정현 조건은 불충분하게 보정되게 된다.
수차가 이러한 수속 광속에 대해 보정되는 단일의 대물 렌즈를 광 정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈로서 이용할 때, 광원으로부터의 발산 광속을 수속 광속으로 변환시킬 커플링 수단이 필요하게 된다.
NA가 0.48 이상으로 크고 사용되는 광의 파장이 짧은 광학계에서는, 대물 렌즈의 횡 배율 M이 수학식 5을 만족하는 것이 바람직하다. 상한이 초과될 때, 커플링 수단의 광학축에 수직인 방향으로의 크기가 더 커지게 되고, 하한이 초과될 때에는 고 NA, 특히 대물 렌즈의 굴절률 오차에 의해 야기된 오차로 인한 구면 수차량이 더 커지게 된다.
수학식 6의 상한이 초과될 때, 대물 렌즈의 두께는 증가하게 되고, 이에 따라 전체 광학계는 필요한 작동 거리를 확실하게 할 때 더 커질 필요가 있다.
또한, 수학식 11의 상한이 초과될 때, 대물 렌즈는 커질 필요가 있고, 이것은 전체 광학계를 더 크게 만든다.
광학축 방향으로 대물 렌즈를 이동시킴으로써 결상시킬 때, 대물 렌즈 자체의 횡 배율 M은 수학식 8을 만족하게 된다. 상한이 초과되는 경우에는, 광학축 방향으로 대물 렌즈를 이동시켜 결상될 때 발생되는 구면 수차량이 더 커지게 된다. 하한이 초과될 때, 고 NA에 의한 오차, 특히 대물 렌즈의 굴절력 오차에 의해 야기된 구면 수차량이 커지게 된다.
수지 재료인 경우에는, 온도에 의한 굴절률의 변화가 크다. 따라서, 수학식 8 및 수학식 6이 만족될 때, 광 정보 기록 매체의 기록 재생을 위한 소형의 광학계에 필요한 경량이면서 저렴한 대물 렌즈를 성취할 수 있다. 수학식 6의 상한이 초과될 때, 대물 렌즈의 두께가 증가하고, 이에 따라 필요한 작동 거리를 확실하게 할 때 전체 광학계를 크게 하는 것이 요구된다.
수학식 16을 만족하며 광 정보 기록 매체의 기록 재생용 대물 렌즈로서 종래에는 전혀 경험하지 못한 고 NA를 실현하려고 할 때, 수학식 10을 만족하는 것이 바람직하다. 상한이 초과될 때, 커플링 수단의 광학축에 수직인 방향으로의 크기가 커지게 되고, 하한이 초과될 때에는 대물 렌즈의 두께가 증가되고, 전체 광학계는 필요한 작동 거리를 확실히 함에 따라 더 커지는 것이 요구된다.
상술한 조건하에서 수지제 렌즈를 이용하게 되면, 경량화 및 저렴화를 성취할 수 있다.
상술한 바와 같이, 수속광이 입사하여 마레셜 한계 내로 광 정보 기록 매체상에 화상을 형성할 때 최소의 파면 수차를 갖는 대물 렌즈를 사용하고 있을 때, 대물 렌즈의 굴절력을 감소할 수 있다. 이러한 대물 렌즈를 이용하는 광학계를 실현하기 위해서, 광원으로부터의 발산광을 소정의 수속광으로 변환하는 양의 굴절력을 갖는 커플링 렌즈가 사용될 수 있다.
광학계의 배율을 나타내는 Mt와 대물 렌즈의 배율을 나타내는 M에 근거하여, 커플링 렌즈 Mc의 배율이 Mc = Mt/M과 같이 결정된다.
커플링 렌즈의 파면 수차는 상기한 배율 Mc하에서 최소이고 마레셜 한계 내에 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 대물 렌즈가 광학축으로부터 편이될 때 야기되는 수차의 열화가 경감될 수 있다.
커플링 렌즈 Mc는 수학식 20의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 상한이 초과될 때, 커플링 렌즈의 굴절력의 부담이 증가하게 되고, 에러 감도 등의 영향이 커지게 되고, 장착 및 제작의 정밀도의 요구가 종래의 조준기에 대한 것보다 더욱 엄격하게 된다. 따라서, 그 광학축에 수직인 방향에서 커플링 렌즈의 크기는 대물 렌즈와 비교하여 더 클 필요가 있다.
하한이 초과될 때, 대물 렌즈의 굴절력의 분담분이 커지게 되어, 조준기를 이용하는 무한 공역형 대물 렌즈의 효과면에서 차이가 없게 된다.
광원측의 개구수를 나타내는 NAo는 수학식 21을 만족하는 것이 바람직하다. 이것이 하한을 초과할 때, 충분한 광량을 성취할 수 없다. 상한을 초과할 때, 레이저의 비점수차의 영향은 커지게 되고, 광의 불균일한 강도 분산의 영향이 커지게 된다.
이 경우, 대물 렌즈가 수학식 1을 만족할 때, 렌즈 두께를 증가시키지 않고 화상측의 개구수 NA를 크게 하는 것이 가능하다. NA가 수학식 16의 하한을 초과할 때, 상기한 커플링 렌즈와 수속된 광이 입사되는 대물 렌즈를 사용하지 않고도 조준기와 조준된 광이 입사되는 대물 렌즈와의 조합과 같은 공지의 방법을 통해 충분히 성능을 유지할 수 있다. 부가하여, 수지제 렌즈의 경우에서도, 온도 변화에 의한 성능의 변화가 격감될 수 있다.
커플링 렌즈가 하나 이상으로 이루어진 구면 렌즈계로 만들어질 때, 이것은 종래의 조준기에 대한 것과 동일한 제작 방법으로 제작될 수 있다.
그러나, 커플링 렌즈가 광원으로부터의 발산광을 수속광으로 변환하는 기능을 갖는 것이기 때문에, 종래의 조준기와 비교하여 더 큰 굴절력을 갖고, 광원으로부터 충분한 광량이 입사할 때, 광원측의 NA는 더 클 필요가 있다. 따라서, 구면 렌즈계만의 경우에는, 사용되는 렌즈의 개수가 많아지는 것이 요구된다. 이에 의해, 적어도 하나의 비구면을 이용하여 구면 수차를 보정하는 것이 바람직하다.
대물 렌즈가 글래스로 만들어질 때, 커플링 렌즈를 글래스로 만들어서 온도 변화에 의한 성능 변화를 작게 하는 것이 가능하고, 이것은 특히 NA 0.65 이상인 고 NA를 갖는 렌즈에 이용되는 것이 유용하다.
커플링 렌즈의 양측을 볼록면으로 만들 때에는, 그 형태는 우수한 몰딩 특성과 용이한 커플링 렌즈의 제작성을 제공하게 된다. 부가하여, 그 형태는 정현 조건을 만족한다.
커플링 렌즈를 광원측의 표면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 만듬으로써, 특히 커플링 렌즈가 수지제일 때, 커플링 렌즈와 대물 렌즈 간의 거리 Dco, 대물 렌즈의 배율 M, 및 전체 광학계의 배율 Mt가 다른 형태에서의 것과 동일한 경우에, 다른 형태와 비교하여 온도 변화에 의한 대물 렌즈의 배율을 변화시키는 효과를 성취하는 것이 가능하고, 이에 의해 대물 렌즈 자체의 굴절률의 변화에 의한 용량 변화의 상쇄도가 증가될 수 있다.
커플링 렌즈를 광원측의 면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 만듬으로써, 다른형태와 비교하여, 주요 지점의 위치의 관계에 대해 전체 광학계의 길이를 단축하는 것이 가능하다.
본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 제1 구조에 있어서는, 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계에는 광원으로부터의 광속을 수속광으로 변환시키는 제1 렌즈군, 투명 기판을 갖는 정보 기록 매체의 기록면상에서 제1 렌즈군으로부터의 수속광을 투명 기판을 통해 발산하는 대물 렌즈, 및 상기한 대물 렌즈에 의한 광 수속이 적어도 두 형태의 투명 기판 두께에 따라서 두 형태의 광 수속으로 변환되어 두께에 있어서 서로 다른 투명 기판을 위에 갖고 있는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보가 기록 및/또는 재생될 수 있게 하는 광 수단이 구비되어 있다.
제2 구조는 제1 구조의 일 예로서, 광학축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈가 상술한 제1 렌즈군과 상술한 광 수단의 대물 렌즈를 구성하는 것중에서 적어도 하나의 렌즈 면상에 형성되어 있고, 상술한 대물 렌즈로부터 사출되는 광속은 적어도 두 형태의 수속 방식으로 수속되는 것을 특징으로 한다.
제3 구조는 제1 구조의 일 예로서, 광학축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈가 광학 수단의 대물 렌즈의 적어도 일 면상에 형성되어 있고, 대물 렌즈는 입사되는 수속광을 적어도 두 수속 형태로 수속되게 하는 것을 특징으로 한다.
제4 구조는 제1 구조의 일 예로서, 광학축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖고 있는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈가 제1 렌즈군의 적어도 일 면상에 형성되고, 제1 렌즈군으로부터 사출되어 수속 정도에 있어서 적어도 두 형태의 수속으로 서로 다른 적어도 두 형태의 수속광을 수속하는 것을 특징으로 하는 제1 구조에 의해 나타낸다.
제5 구조는 제1 구조의 일 예로서, 제1 렌즈 그룹과 대물 렌즈를 구성하는 것중에서 적어도 하나의 렌즈 면상에 홀로그램이 형성되어 있고, 대물 렌즈로부터의 광속이 상기 홀로그램에 의해 투과된 광과 굴절된 광 모두에 대응하는 적어도 두 형태의 수속 방식을 통해 수속되는 것을 특징으로 한다.
제6 구조는 제5 구조의 일 예로서, 제1 렌즈 그룹과 대물 렌즈를 구성하는 것 중에서 적어도 하나의 렌즈면상에 홀로그램을 형성할 때에, 이 홀로그램이 대물 렌즈의 적어도 하나의 렌즈 면상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
제7 구조는 제5 구조의 일 예로서, 홀로그램이 제1 렌즈 그룹의 적어도 일 렌즈 면상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
제8 구조는 제1 구조의 일 예로서, 광학 수단이 광원과 대물 렌즈의 광 경로에 마련된 홀로그램 소자에 의해 구성되고, 대물 렌즈가 홀로그램 소자를 통해 투과된 광과 홀로그램 소자에 의해 회절된 광에 대응하여 적어도 두 형태의 수속 방식을 통해 입사된 수속광을 수속하는 것을 특징으로 한다.
제9 구조는 제1 구조의 일 예로서, 광학 수단이 광원과 대물 렌즈의 광 경로에 마련되며 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심 인접한 링상 렌즈를 갖는 광학 소자로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제10 구조는 광 정보 매체의 기록 재생용 광 시스템의 일 예로서, 광원으로부터의 광속을 광학 축의 방향과 위치가 수속광의 수속 각도를 변하게 하기 위해 변경되는 수속광으로 변환시키기는 제1 렌즈 그룹과, 투명 기판을 위에 가지는 정보 기록 매체의 기록 면상에 수속광을 제1 렌즈 그룹으로부터 투명 기판을 통해 수속하는 대물 렌즈가 제공되어 있고, 제1 렌즈 그룹의 광학 축의 방향과 위치를 변하게 하여 적어도 두 형태의 정보 기록 매체의 다른 투명 기판 두께에 대응하여 적어도 두 형태의 수속 방식으로 대물 렌즈에 의한 수속이 이루어지고, 이로 인해 두께에 있어서 서로 다른 투명 기판을 가지는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보 기록 및/또는 재생을 행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
제11 구조는 제4 및 제7 내지 10 구조의 일 예로서, 상기한 대물 렌즈는 파면 수차가 마레셜 한계를 만족하며 최소가 되는 양의 횡 배율을 가지는 것을 특징으로 한다.
제12 구조는 제3 또는 제6 구조의 일 예로서, 상기한 대물 렌즈는 파면 수차가 상술한 적어도 두 형태의 수속 방식 각각에 대해 마레셜 한계를 만족하며 최소가 되는 양의 횡 배율을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
제13 구조는 광원, 투명 기판을 갖는 정보 기록 매체의 기록면상에 광원으로부터의 광속을 투명 기판을 통해 수속하는 수속 광학계, 및 정보 기록 매체의 기록면상에 반사되는 광속을 수신하고 이 광속의 광량에 대응하는 전기 신호를 출력하는 광 검출기로 구성되는 광 정보 매체의 픽업 장치의 일 예로서, 상기한 수속 광학계는 상기한 광 정보 매체의 기록 및 재생용 광학계중 어느 것일 수 있는 것을 특징으로 한다.
제14 구조는 광학축상의 중심이 각각 서로 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈 면을 그 적어도 일 측상에 가지며, 링상 렌즈면을 통해 투과된 광속을 수속하는 광 정보 기록 재생용 대물 렌즈의 일 예로서, 대물 렌즈는 파면 수차가 적어도 두 형태의 수속 방식 각각에 대해 마레셜 한게를 만족하며 최소가 되는 양의 횡 배율을 가지는 것을 특징으로 한다.
제15 구조는 그 적어도 일 렌즈면상에 홀로그램을 가지고 이 홀로그램을 통해 투과된 광에 대응하는 적어도 두 형태의 수속 방식을 통해 광과 홀로그램에 의해 회절된 광을 수속하는 광 정보의 기록 재생용 대물 렌즈의 일 예로서, 대물 렌즈는 파면 수차가 적어도 두 형태의 수속 방식 각각에 대해 마레셜 한계를 만족하며 최소가 되는 양의 횡 배율을 갖는 것을 특징으로 한다.
제16 구조는 광원으로부터의 광을 수속광으로 변환하는 광 정보의 기록 재생용 광학계의 수속 렌즈의 일 예로서, 수속 렌즈의 적어도 일 면은 광학축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심 인접한 링상 렌즈를 가지고, 각각 링상 렌즈면을 통해 투과된 광속이 각각 다른 수속 정도를 갖는 적어도 두 수속광으로서 나타나는 것을 특징으로 한다.
제17 구조는 광원으로부터의 광을 수속광으로 변환하는 광 정보의 기록 재생용 광학계의 수속 렌즈의 일 예로서, 수속 렌즈의 적어도 일 면상에 홀로그램이 형성되고, 이 수속 렌즈에 입사하는 광속은 홀로그램을 통해 투과된 광과 홀로그램에 의해 회절되는 광에 대응하여 적어도 두 수속 정도를 갖는 수속광으로 사출되는 것을 특징으로 한다.
제1 구조에서 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계에 있어서, 대물 렌즈에 의한 수속이 적어도 두 형태의 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께에 대응하여 적어도 두 수속 형태가 되게 하는 광학 수단이 설치되고, 광원으로부터의 광속을 수속광으로 변환시키는 제1 렌즈 그룹은 그 수속광을 대물 렌즈에 입사하게 하도록 설치되고, 이로 인해 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체에의 정보 기록 및/또는 재생이 광 정보 매체의 기록 재생용 단일 광학계에서 가능하게 되고, 대물 렌즈에 의해 분담되는 굴절력이 감소될 수 있고, 수지제 대물 렌즈가 대물 렌즈로서 이용될 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 렌즈의 허용 오차가 확실시될 수 있는 수준으로 감소될 수 있다.
제2, 3, 4 구조에서 설명되는 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계의 광학 수단에 있어서, 각각 다른 굴절력을 갖는 광학축상에 중심을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈가 제1 렌즈군과 대물 렌즈를 구성하는 렌즈면중에서 적어도 하나의 면 또는 대물 렌즈의 적어도 하나의 면 또는 제1 렌즈군의 적어도 하나의 면상에 형성된다. 따라서, 광 소자의 개수를 증가시키지 않고 또한 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행할 때 특수 렌즈 이동 기구를 제공하지 않고, 사용되는 대물 렌즈의 촛점 조정 기구의 이동 범위 내로 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체의 두 형태의 투명 기판 두께에 따라 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취할 수 있고, 이로 인해 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에의 정보 기록 및/또는 재생을 행할 수 있게 된다. 더욱이, 상술한 구조에서는, 광속이 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하기 위해 복수의 링상 렌즈면에 의해 광속으로 분할될 수 있다. 따라서, 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 데에 사용될 없는 무용의 광속을 감소할 수 있어, 결과적으로 광원으로부터의 광을 효과적으로 사용할 수 있게 한다.
제5, 6 및 7 구조에서 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계의 광학 수단에 있어서, 제1 렌즈군과 대물 렌즈를 구성하는 렌즈면중 적어도 하나의 면, 또는 대물 렌즈의 적어도 하나의 면, 또는 제1 렌즈군의 적어도 하나의 면상에 홀로그램이 형성될 수 있다. 따라서, 광학 소자의 개수를 증가시키지 않고 또한 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행할 때 특수 렌즈 이동 기구를 제공하지 않고도, 사용되는 대물 렌즈의 촛점 조정 기구의 이동 범위 내로 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체의 두 형태의 투명 기판 두께에 대응하여 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하는 것이 가능하고, 이로 인해 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 것이 가능하고, 또한 측면 로브에 영향을 덜 받는 빔 스포트를 성취하는 것이 가능하다.
제8 구조에서 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계의 광학 수단에 있어서, 광원으로부터 대물 렌즈에의 광 경로에 홀로그램이 설치된다. 따라서, 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행할 때 특수 렌즈 이동 기구를 제공하지 않고도, 사용되는 대물 렌즈의 촛점 조정 기구의 이동 범위 내로 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의정보 기록 매체에 적어도 두 형태의 투명 기판 두께에 대응하여 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하는 것이 가능하고, 이로 인해 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 것이 가능하고, 또한 측면 로브에 영향을 덜 받는 빔 스포트를 성취하는 것이 가능하다.
제9 구조에서 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계의 광학 수단에 있어서, 광학축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈면이 광원으로부터 대물 렌즈에의 광 경로에 제공된다. 따라서, 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행할 때 특수 렌즈 이동 기구를 제공하지 않고도, 사용되는 대물 렌즈의 촛점 조정 기구의 이동 범위 내로 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체의 두 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하는 것이 가능하고, 이로 인해 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생을 행하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 구조에서, 광속은 복수의 링상 렌즈면에 의해 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하기 위한 광속으로 분할될 수 있다. 따라서, 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 데에 사용될 없는 무용의 광속을 감소시킬 수 있어, 결과적으로 광원으로부터의 광을 효과적으로 사용할 수 있게 한다.
제10 구조에서 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계의 광학 수단에 있어서, 광원으로부터의 광속을 수속광으로 변환하여 수속광의 수속 정도를 변환시키기 위해 광학축의 방향과 위치가 변환되게 하는 제1 렌즈군과, 투명 기판을 갖는 정보 기록 매체의 기록면상에 제1 렌즈군으로부터의 수속광을 투명 기판을 통해 변환시키는 대물 렌즈가 제공되어 있고, 적어도 두 형태의 수속 정도는 제1 렌즈군의 광학축의 방향과 위치를 변형시킴으로써 제1 렌즈군으로부터의 수속광에 대해 선택될 수 있고, 이로 인해 정보 기록 매체의 적어도 두 형태의 투명 기판에 대응하는 두 형태의 수속 방식으로 대물 렌즈에 의한 수속이 행해질 수 있고, 따라서, 각각 다른 두께의 투명 기판을 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생이 행해지고 있다. 따라서, 정보 매체의 기록 및 재생용 단일의 광학계는 각각 다른 두께의 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및 재생을 행하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 대물 렌즈에 의해 분담되는 굴절력이 감소될 수 있고, 수지제 대물 렌즈가 대물 렌즈로 사용될 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 렌즈의 허용 오차가 확실시될 수 있는 수준으로 강하될 수 있다. 부가하여, 광량의 손실이 적고, 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보의 기록 및/또는 재생에 필요한 광량이 최적이 될 수 있으며, 측면 로브에 영향을 덜 받는 빔 스포트가 성취될 수 있다.
제11 구조에 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계에 있어서대물 렌즈는 파면 수차가 마레셜 한계를 충족하며 최소가 되는 양의 횡 배율을 갖는다. 따라서, 사용중인 대물 렌즈의 화상측(광 정보 기록 매체측)의 NA가 클 때에도 대물 렌즈에 의해 분담되는 굴절력을 감소시킬 수 있고, 수지제 대물 렌즈가 대물 렌즈로 사용될 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 렌즈의 허용 오차가 확실시될 수 있는 수준으로 강하될 수 있다.
제12 구조에 설명된 본 발명의 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계에 있어서대물 렌즈는 파면 수차가 적어도 구 형태의 수속 방식 각각에 대하여 마레셜 한계를 충족하며 최소가 되는 양의 횡 배율을 갖는다. 따라서, 사용중인 대물 렌즈의 화상측(광 정보 기록 매체측)의 NA가 클 때에도 대물 렌즈에 의해 분담되는 굴절력을 감소시킬 수 있고, 수지제 대물 렌즈가 대물 렌즈로 사용될 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 렌즈의 허용 오차가 확실시될 수 있는 수준으로 강하될 수 있다.
제13 구조로 설명되는 정보의 광 정보 매체의 픽업 장치에 있어서, 광 정보 매체의 기록 재생용 단일의 광학계는 각각 다른 두께의 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 가능하게 하고, 대물 렌즈에 의해 분담되는 굴절력을 감소시킬 수 있고, 수지제 대물 렌즈가 대물 렌즈로 사용될 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 렌즈의 허용 오차가 확실시될 수 있는 수준으로 강하될 수 있고, 이로 인해 소형의 고 신뢰성 있는 픽업 장치를 성취할 수 있게 된다.
제14 구조로 설명되는 본 발명의 광 정보의 기록 재생용 대물 렌즈는 각각 다른 두께의 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 가능하게 하고, 수지로 만들어질 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 적고, 광속은 복수의 링상 렌즈면에 의해 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하기 위한 광속으로 분할된다. 따라서, 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 데에 사용될 수 없는 무용의 광속을 격감할 수 있고, 이로 인해 광원으로부터의 광을 효과적으로 이용할 수 있다.
제15 구조로 기재된 본 발명의 광 정보를 기록 재생하기 위한 대물 렌즈는 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 가능하게 하고, 수지로 만들어질 때에도, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 적고, 또한 측면 로브에 영향을 덜 받는 빔 스포트를 성취하는 것이 가능하다.
제16 구조로 기재된 본 발명의 광 정보를 기록 재생하기 위한 수속 렌즈는 대물 렌즈와 결합하여 다른 두께를 각각 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 가능하게 하고, 대물 렌즈가 수지로 만들어질 때, 온도 차에 의한 파면 수차의 변화가 적어지게 되고, 광속은 복수의 링상 렌즈면에 의해 적어도 두 형태의 수속 방식을 성취하기 위한 광속으로 분리되게 된다. 따라서, 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 데에 사용될 수 없는 무용의 광속을 격감할 수 있고, 이에 의해 광원으로부터의 광을 효과적으로 이용할 수 있게 된다.
제 17구조로 기재된 본 발명의 광 정보의 기록 및 재생을 위한 수속 렌즈는 대물 렌즈와 결합하여 각각 다른 두께를 갖는 적어도 두 형태의 정보 기록 매체상에 정보를 기록 및/또는 재생하는 것을 가능하게 하고, 대물 렌즈가 수지로 만들어질 때, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 적어지게 되고, 측면 로브에 영향을 덜 받는 빔 스포트를 더욱 성취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광 정보 기록 매체의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 1에서의 광 경로도.
도 2a 및 2b는 각각 상기 실시예 1의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 3은 실시예 1의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 2에서의 광 경로도.
도 5a 및 5b는 각각 상기 실시예 2의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 6은 실시예 2의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 3에서의 광 경로도.
도 8a 및 8b는 각각 상기 실시예 3의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 9는 실시예 3의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 4에서의 광 경로도.
도 11a 및 11b는 각각 상기 실시예 4의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 12은 실시예 4의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 5에서의 광 경로도.
도 14a 및 14b는 각각 상기 실시예 5의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 15는 실시예 5의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 6에서의 광 경로도.
도 17은 상기한 실시예 6의 광학계의 온도 특성도.
도 18도는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 실시예 7에서의 광 경로도.
도 19는 상기한 실시예 7의 광학계의 온도 특성도.
도 20은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 8의 광 경로도.
도 21a 및 21b는 각각 상기 실시예 8의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 22은 실시예 8의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 23은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 9에서의 광 경로도.
도 24a 및 24b는 각각 상기 실시예 9의 대물 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 25는 실시예 9의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 26은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 10에서의 광 경로도.
도 27a 및 27b는 각각 상기 실시예 10의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 28은 실시예 10의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 29는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 11에서의 광 경로도.
도 30a 및 30b는 각각 상기 실시예 11의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 31은 실시예 11의 대물 렌즈의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 32는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 12에서의 광 경로도.
도 33a 및 33b는 각각 상기 실시예 12의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 34은 상술한 실시예 12의 광학계의 온도 특성도.
도 35는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 13에서의 광 경로도.
도 36a 및 36b는 각각 상기 실시예 13의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 37은 상술한 실시예 13의 광학계의 온도 특성도.
도 38은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 14에서의 광 경로도.
도 39a 및 39b는 각각 상기 실시예 14의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 40은 상술한 실시예 14의 광학계의 온도 특성도.
도 41은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 12에서의 광 경로도.
도 42a 및 42b는 각각 상기 실시예 15의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 43은 상술한 실시예 15의 광학계의 온도 특성도.
도 44는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계에서 대물 렌즈의 실시예 16에서의 광 경로도.
도 45a 및 45b는 각각 상기 실시예 16의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 46은 상술한 실시예 16의 광학계의 온도 특성도.
도 47은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 17에서의 광 경로도.
도 48a 및 48b는 각각 상기 실시예 17의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 49는 상술한 실시예 17의 광학계의 온도 특성도.
도 50은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 18에서의 광 경로도.
도 51a 및 51b는 각각 상기 실시예 18의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 52는 상술한 실시예 18의 광학계의 온도 특성도.
도 53은 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 대물 렌즈의 실시예 19에서의 광 경로도.
도 54a 및 54b는 각각 상기 실시예 9의 커플링 렌즈의 구면 수차와 정현 조건의 보정을 나타내는 도면.
도 55는 상술한 실시예 19의 광학계의 온도 특성도.
도 56a 및 56b는 본 발명의 광 정보 기록 매체상에의 기록 재생용 광학계의 기본 구성도.
도 57은 대물 렌즈로부터의 광속이 수속되는 방법을 나타내는 도.
도 58은 본 발명의 대물 렌즈의 예를 나타내는 도면.
도 59는 본 발명의 대물 렌즈의 예를 나타내는 도면.
도 60은 본 발명의 광학 소자가 사용되고 있는 예를 나타내는 도면,
도 61은 광 정보에 대한 본 발명의 픽업 장치의 설명도.
도 62는 광 정보에 대한 본 발명의 픽업 장치의 설명도.
도 63은 종래 예의 설명도.
도 64는 대물 렌즈의 파면 수차의 변화를 나타내는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 광원
12 : 빔 스플리터
13 : 커플링 렌즈
16 : 대물 렌즈
17, 27, 28 : 투명 기판
18, 278, 288 : 기록면
19 : 광 검출기
31, 32, 33, 34, 35 : 렌즈면
41 : 홀로그램
50 : 광학 소자
제1 목적을 성취하기 위한 실시예 1-19를 다음에서 설명된다. 각 실시예에서는, 투명 기판을 갖는 고 밀도의 광 정보 기록 매체상에 기록 재생용 광학계의 가정하에서 0.6 이상의 개구수 NA를 갖는 것이 사용되고 있다. 더욱이, 모든 투명 기판(17)의 두께는 0.6㎜로 만들어진다.
실시예 1-5와 실시예 8 및 19는 대물 렌즈(16) 만을 나타내고 있고, 실시예 6 및 7은 실시예 1의 대물 렌즈(16)와 커플링 렌즈(13)가 사용되고 있는 광학계를 나타내고 있다. 실시예 9-18은 단일의 커플링 렌즈(13)와 단일의 커플링 렌즈(13)와 대물 렌즈(16)가 조합되어 있는 광학계를 나타내고 있다. 이 경우에, 실시예 9-16에서는 실시예 1의 대물 렌즈를, 실시예 17은 실시예 2의 대물 렌즈를, 실시예 18은 실시예 3의 대물 렌즈를 이용한다.
표의 기호에 관련하여, 대물 렌즈(16)의 촛점 길이는 F(㎜)로 나타내고, 광원측(11)으로부터의 i번째 면의 굴곡 반경은 ri로 나타내고, i번째 면과 (i+1)번째 면 간의 광학 축상의 거리는 di로 나타내고, i번째 면과 (i+1)번째 면 간에 위치된 매체의 광원의 파장의 굴절률은 ni로 나타내고, 대물 렌즈(16)의 횡 배율은 M으로 나타내고, 화상측의 개구수는 NA로 나타내고, 사용 파장은 λ으로 나타내다.
실시예 6 및 7에서, Ft는 전체 광학계의 촛점 길이를, Mt는 전체 광학계의 횡 배율을, T는 제1 면으로부터 볼 때 광원(11) 까지의 거리로서, 광의 진행 방향을 정으로 가정한다. U는 물체 화상간 거리를 나타내고, 실시예 1 내지 5, 및 19는 대물 렌즈(16)만의 실시예로서, 입사광이 수속광속이기 때문에 이 거리는 음의 값이 된다.
실시예 6과 7 및 실시예 9-18에서, Ft는 전체 광학계의 촛점 길이를 나타내고, Mt는 전체 광학계의 횡 배율을 나타내고, U는 물체-화상간 거리를 나타내고, T는 커플링 렌즈(13)의 제1 면으로부터 볼 때 광원까지의 거리를 나타낸다.
실시예 9-18의 커플링 렌즈(13)에서, Fc는 단일의 커플링 렌즈의 촛점 길이를, Mc는 커플링 렌즈의 횡 배율을, Uc는 다음 배열에서 커플링 렌즈의 물체-화상간 거리이고, NAo는 광원측의 개구수이다.
온도 특성에 있어서, 대물 렌즈 또는 커플링 렌즈가 수지제일 때, 1℃만큼의 온도 상승 변화는 -12×10-5라고 가정한다. 대물 렌즈나 커플링 렌즈가 글래스제일 때, 1℃ 온도 상승의 변화는 39×10-7로 가정한다.
온도 특성은 파면 수차 rms 값으로 평가하고 있다. 이 파면 수차에 대해서, 그 rms 값은 공지의 방법으로 광선 추적을 통해 산출된다. 마레셜 한계는 파면 수차 rms 값이 0.07λ인 것을 의미한다. 또한, 파면 수차는 개구수를 분석할 수 있는 간섭계를 이용하여 측정될 수 있다.
또한, 온도 변화에 의한 재료의 선형 팽창의 영향이 굴절률의 변화에 의한 영향과 비교하여 상당히 적다. 따라서, 이 경우에는 연산에 고려되지 않는다.
비구면의 정점을 원점으로 하고 광축 방향을 X축으로 한 직교 좌표계에 있어서, κ는 원추 계수를, Ai는 비구면 계수를, Pi(4≤Pi)는 지수를 나타낸다고 가정하면, 렌즈면의 비구면 형상은 다음과 같다.
<실시예 1>
F=3.7685433 M=+1/12 U=-37.068
NA:0.60 λ=635㎚
i ri di ni
1 2.165 2.60 1.49810
2 -8.480 1.57
3 ∞ 0.60 1.58000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제2 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
이 예는 대물 렌즈(16)가 수지제인 예를 나타낸다. 대물 렌즈(16)의 광 경로는 도 1에서 나타내고, 그 구면 수차도와 그 정현 조건의 보정도를 도 2에서 나타내고, 온도 특성을 도 3에서 나타낸다.
온도 특성은 30℃ 변화를 나타내고, 파면 수차는 단지 0.028λ의 변화이고, 이에 의해 온도 변화의 영향이 무한 공역형 대물 렌즈와 비교하여 적다.
이 예는 다음을 포함한다.
x2= -0.08606 Δ2= 0.04569
x2(n-1)/{F·(NA)2} = -0.03160
Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.01156
<실시예 2>
F=4.5893756 M=+1/5 U=-13.610
NA:0.60 λ=635㎚
i ri di ni
1 2.304 2.60 1.49810
2 -179.922 1.57
3 ∞ 0.60 1.58000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -8.28170×10-1
A1= 5.44340×10-3P1= 4.0000
A2= 4.26990×10-4P2= 6.0000
A3= 2.89730×10-5P3= 8.0000
A4= 3.55070×10-6P4= 10.0000
제2 면
κ = -2.25490×10
A1= 7.41970×10-3P1= 4.0000
A2= -1.45950×10-3P2= 6.0000
A3= 1.25000×10-5P3= 8.0000
A4= 2.08630×10-5P4= 10.0000
이 예에서, 대물 렌즈(16)는 실시예 1에서와 같이 수지로 만들어진다. 대물 렌즈(16)의 광 경로는 도 4에서 나타내고, 그 구면 수차도와 그 정현 조건의 보정도를 도 5에서 나타내고, 온도 특성을 도 6에서 나타낸다. 실시예 2의 M은 실시예 1에서의 것보다 크기 때문에, 효과는 더 크다.
이 예는 다음을 포함한다.
x2= 0.01337 Δ2= 0.01894
x2·(n-1)/{F·(NA)2} = 0.00403
Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.00394
<실시예 3>
F=3.6959252 M=+1/15 U=-47.370
NA:0.60 λ=635㎚
i ri di ni
1 2.130 2.60 1.49810
2 -8.053 1.57
3 ∞ 0.60 1.58000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -5.06170×10-1
A1= 8.72330×10-4P1= 4.0000
A2= 8.86100×10-5P2= 6.0000
A3= 7.50840×10-6P3= 8.0000
A4= -1.22820×10-6P4= 10.0000
제2 면
κ = -2.25510×10
A1= 1.31840×10-2P1= 4.0000
A2= -3.62900×10-3P2= 6.0000
A3= 6.28660×10-4P3= 8.0000
A4= -4.99790×10-5P4= 10.0000
이 예의 대물 렌즈도 또한 수지로 만들어지고, 그 광 경로는 도 7에서, 그 구면 수차도와 그 정현 조건의 보정도를 도 8a 및 도 8b에서 각각, 온도 특성은 도 9에서 나타낸다.
이 예는 다음을 포함한다.
x2= -0.08076 Δ2= 0.05734
x2·(n-1)/{F·(NA)2} = -0.03023
Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.01479
<실시예 4>
F=4.6109005 M=+1/5 U=-13.641
NA:0.7 λ=450㎚
i ri di ni
1 2.318 2.60 1.50870
2 123.320 1.57
3 ∞ 0.60 1.60000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -8.09110×10-1
A1= 5.22310×10-3P1= 4.0000
A2= 4.60510×10-4P2= 6.0000
A3= 1.66010×10-5P3= 8.0000
A4= 7.33260×10-6P4= 10.0000
제2 면
κ = -2.25490×10
A1= 6.72560×10-3P1= 4.0000
A2= -6.93750×10-4P2= 6.0000
A3= -1.29380×10-4P3= 8.0000
A4= 2.24440×10-5P4= 10.0000
이 예의 대물 렌즈(16)도 또한 수지로 만들어지고 이 예에서 NA는 0.7이고 사용되는 광의 파장은 450㎚이다. 그 광 경로는 도 10에서 나타내고 있고, 그 구면 수차도와 그 정현 조건 보정도는 도 11a 및 도 11b에서 각각 나타내고 있고, 온도 특성은 도 12에서 나타내고 있다. M이 배율 0.2를 나타낼 때, NA 0.7인 수지제 렌즈인 경우에도, 파면 수차의 변화는 온도 30℃변화에 대해 0.028λ뿐이고, 또한 설계시에도 초기 수차가 적당히 보정된다.
이 예는 다음을 포함한다.
x2= 0.05248 Δ2= 0.03962
x2·(n-1)/{F·(NA)2} = 0.01182
Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.00471
<실시예 5>
F=4.6141726 M=+1/5 U=-17.811
NA:0.75 λ=450㎚
i ri di ni
1 2.524 2.30 1.71017
2 6.823 1.57
3 ∞ 0.60 1.60000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -8.28440×10-1
A1= 5.01710×10-3P1= 4.0000
A2= 3.07860×10-4P2= 6.0000
A3= 6.37850×10-5P3= 8.0000
A4= -7.41820×10-6P4= 10.0000
A5= 1.38190×10-6P4= 12.0000
제2 면
κ = -2.25430×10
A1= 1.04510×10-2P1= 4.0000
A2= -2.51340×10-3P2= 6.0000
A3= 7.11610×10-4P3= 8.0000
A4= -1.44630×10-4P4= 10.0000
A5= 1.38190×10-5P4= 12.0000
이 예의 대물 렌즈(16)도 또한 수지제이고, 이 예에서, NA는 0.75이고, 사용되는 광의 파장은 450㎚이고, 초기 수차는 NA 0.75에서 적당히 보정된다. 광 경로는 도 13에서 나타내고, 그 구면 수차도와 그 정현 조건 보정도는 도 14a 및 도 14b에서 각각 나타내고 있고, 온도 특성은 도 15에서 나타내고 있다.
이 예는 다음을 만족한다.
x2= 0.25188 Δ2= 0.00660
x2·(n-1)/{F·(NA)2} = 0.06892
Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.00162
<실시예 6>
Ft=6.4164274 Mt=-1/6 T=-25.149
F=3.7685433 M=+1/12.12 U=42.822
NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 24.427 1.00 1.83925
2 7.230 2.00 1.72623
3 -18.300 9.90
4 2.165 2.60 1.49810
5 -8.480 1.573
6 ∞ 0.60 1.58000
7 ∞
비구면 데이타
제4 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제5 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
이 예에서의 광학계에서는, 실시예 1의 대물 렌즈(16)가 사용되고 커플링 렌즈(13)는 글래스로 만들어지며 1그룹과 2소자형으로 되어 있다. 그 광 경로는 도 16에서, 온도 특성은 도 17에서 나타낸다.
온도 변화에 의한 파면 수차량은 거의 실시예 1의 것과 동일하고, 이것은 대물 렌즈에 의해 야기된다.
더욱이, 커플링 렌즈에 의한 수차를 보정하기 위해서, 대물 렌즈의 최상의 파면 수차를 부여하는 배율은 실시예 1에서와 것과 약간 다르다.
이 예는 Dco = 9.90을 만족한다.
<실시예 7>
Ft=6.4537445 Mt=-1/6 T=-25.557
F=3.7685433 M=+1/12 U=42.327
NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 17.470 2.00 1.49810
2 -16.738 10.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -6.44530×10-1
제2 면
κ = -3.72840×10-1
A1= 8.92470×10-5P1= 4.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
이 예의 광학계에서, 대물 렌즈(16)는 수지로 만들어지며 실시예 1에서의 것과 동일하고, 커플링 렌즈(13)는 양측이 비구면을 나타내고 있는 수지제 단일 렌즈이다. 그 광 경로는 도 18에서 나타내고, 온도 특성은 도 19에서 나타내다.
온도 변화에 의한 파면 수차량은 실시예 1의 것과 비교하여 절반 이하이다. 그 이유는, 온도 상승이 각 렌즈의 굴절률을 저하되게 하고, 다음에 커플링 렌즈에 의해 수속된 광의 각도를 감소되게 하고 대물 렌즈의 횡 배율을 적게 만들고 있는 것에 의한 영향(이 영향만의 경우에는, 대물 렌즈의 구면 수차는 언더측으로 이동)과, 대물 렌즈 자체의 굴절률이 저하하는 것에 의한 영향(이 경우, 구면 수차는 오버 측으로 이동)은 서로 상쇄된다.
이 예는 Dco = 10.0을 만족한다.
<실시예 8>
F=4.5192426 M=+1/5 U=-13.41765
NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 2.345 2.60 1.49810
2 -35.299 1.57
3 ∞ 0.60 1.58000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -9.41850×10-1
A1= 5.48260×10-3P1= 4.0000
A2= 2.30790×10-4P2= 6.0000
A3= 2.16950×10-5P3= 8.0000
A4= -2.43340×10-6P4= 10.0000
이 예는 대물 렌즈(16)에만 대한 것이고, 대물 렌즈(16)는 수지로 만들어지고 광원측의 면은 비구면인 반면, 화상측의 면은 구면이다. 그 광 경로는 도 20에서 나타내고, 그 구면 수차도와 정현 조건의 보정도가 도 21a와 21b에서 각각 나타내고 있고, 온도 특성은 도 22에서 나타낸다.
이 예는 다음을 만족한다.
x2= -0.029622
Δ2= 0.00(구면이기 때문에)
x2·(n-1)/{F·(NA)2} = -0.00907
Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.00
<실시예 9>
커플링 렌즈
Fc=15.117 Mc=-2.0 Uc=68.664
T=-21.826 NA0:0.1 λ=635㎚
i ri di ni
1 19.564 2.00 1.49810
2 -11.825 44.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.50630
제2 면
κ = -8.10280×10-1
A1= 3.82380×10-5P1= 4.0000
전체 광학계
Ft=3.8011 Mt=-1/6 M=+1/12 U=31.596
T=-21.826 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 19.564 2.00 1.49810
2 -11.825 3.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.50630
제2 면
κ = -8.10280×10-1
A1= 3.82380×10-5P1= 4.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 9에서, 커플링 렌즈(16)는 수지로 만들어지고 양 면이 비구면인 양면볼록 렌즈이다. 그 수차도가 도 24a 및 도 24b에서 나타난다. 구면 수차와 정현 조건 보정은 충분히 만족된다. 이 커플링 렌즈와 조합된 대물 렌즈는 실시예 1의 수지제 대물 렌즈이고, 전체 광학계의 광 경로는 도 23에서 나타내고, 온도 특성은 도 25에서 나타내다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.05569을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp와 동일하다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃만큼 상승할 때 0.013λ인데, 이 변화가 실시예 1에서의 대물 렌즈의 것의 거의 절반인 것을 의미한다. 이 이유는 온도 상승이 각 렌즈의 굴절률이 저하되게 하고, 다음에 커플링 렌즈에 의해 수속되는 광의 각도를 감소되게 하고 대물 렌즈의 횡 배율을 적게 만드는 것에 의한 영향((이 영향만의 경우에는, 대물 렌즈의 구면 수차는 언더 보정이 됨)과, 대물 렌즈 자체의 굴절률이 저하하는 것에 의한 영향(이 경우, 구면 수차는 오버 보정이 됨)은 서로 상쇄된다.
<실시예 10>
커플링 렌즈
Fc=17.450 Mc=-2.0 Uc=79.165
T=-25.327 NA:0.1 λ=635㎚
i ri di ni
1 22.683 2.00 1.49810
2 -13.678 51.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.34470
제2 면
κ = -7.48710×10-1
A1= 2.93000×10-5P1= 4.0000
전체 광학계
Ft=6.3705 Mt=-1/6 M=+1/12 U=42.097
T=-25.327 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 22.683 2.00 1.49810
2 -13.678 10.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.34470
제2 면
κ = -7.48710×10-1
A1= 2.93000×10-5P1= 4.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 10에서, 커플링 렌즈(13)는 실시예 9에서의 것과 동일한 Mc=-2.0의 배율을 가지는, 수지로 만들어지고 양 면이 비구면인 양면 볼록 렌즈이다. 이것은 촛점 길이가 약간 더 긴 예이고, 이 수차도는 도 27a 및 27b에서 나타낸다. 그 구면 수차와 정현 조건 보정이 충분히 만족되게 된다.
전체 광학계는 실시예 1의 커플링 렌즈와 수지제 대물 렌즈와의 조합으로 구성되고, M과 Mt는 실시예 7과 실시예 9에서의 것과 동일하고 대물 렌즈와 커플링 렌즈간의 거리는 실시예 7에서의 것과 또한 동일하다. 그 광 경로는 도 26에서 나타내고, 온도 특성은 도 28에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 10 및 Mt·M·Fcp/F=-0.06429을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp와 동일하다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃만큼 상승할 때 0.011λ인데, 이것은 실시예 7의 것과 거의 동일하고 실시예 9의 것보다 약간 적다. 그 이유는 커플링 렌즈의 촛점 길이 Fc는 실시예 9에서보다 더 길고, 이로 인해 온도 상승에 의한 커플링 렌즈에 의해 수속된 광의 각도 감소 정도가 커지게 된다.
<실시예 11>
커플링 렌즈
Fc=14.864 Mc=-2.0 Uc=67.577
T=-20.739 NA0:0.1 λ=635㎚
i ri di ni
1 -40.000 2.00 1.49810
2 -6.351 44.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.45790
A1= 2.74370×10-4P1= 4.0000
제2 면
κ = -1.27670
A1= -2.99160×10-5P1= 4.0000
A2= 2.54920×10-6P2= 6.0000
A3= 1.42550×10-8P3= 8.0000
전체 광학계
Ft=3.6150 Mt=-1/6 M=+1/12 U=30.509
T=-20.739 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 -40.000 2.00 1.49810
2 -6.351 3.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.45790
A1= 2.74370×10-4P1= 4.0000
제2 면
κ = -1.27670
A1= -2.99160×10-5P1= 4.0000
A2= 2.54920×10-6P2= 6.0000
A3= 1.42550×10-8P3= 8.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 11에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 그 양 면이 비구면인 메니스커스 렌즈이고, 광원측의 면은 볼록하다. 그 배율 Mc는 실시예 9에서의 것과 동일한 -2.0이고, 수차도는 도 30a 및 30b에서 나타낸다. 그 정현 조건은 오버 정정된다.
전체 광학계는 실시예 1의 커플링 렌즈와 수지제 대물 렌즈의 조합으로 구성되고, M과 Mt는 실시예 9의 것과 동일하고, 대물 렌즈와 커플링 렌즈간의 거리 Dco는 또한 실시예 9의 것과 동일하다. 그 광 경로는 도 29에서 나타내고, 온도 특성은 도 31에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.05476을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃상승할 때 0.016λ이고, 이것은 내역이 거의 동일한 실시예 9보다 약간 더 큰 것이고, 물체 화상간 거리는 더 짧아진다. 그 이유는 커플링 렌즈의 광원측 면이 볼록한 메니스커스 렌즈 때문에, 커플링 렌즈의 주요 지점의 위치는 커플링 렌즈가 양면 볼록 커플링 렌즈인 실시예 9와 비교하여 대물 렌즈에 더 근접하고 있기 때문이다.
<실시예 12>
커플링 렌즈
Fc=15.479 Mc=-2.0 Uc=70.351
T=-23.513 NA0:0.1 λ=635㎚
i ri di ni
1 6.438 2.00 1.49810
2 35.000 44.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -2.50830
A1= 1.45610×10-3P1= 4.0000
제2 면
κ = -8.15100×10-1
A1= 1.03270×10-3P1= 4.0000
A2= 1.61260×10-5P2= 6.0000
A3= -5.04670×10-7P3= 8.0000
전체 광학계
Ft=4.0894 Mt=-1/6 M=+1/12 U=33.283
T=-23.513 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 6.438 2.00 1.49810
2 35.000 3.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -2.50830
A1= 1.45610×10-3P1= 4.0000
제2 면
κ = -8.15100×10-1
A1= 1.03270×10-3P1= 4.0000
A2= 1.61260×10-5P2= 6.0000
A3= -5.04670×10-7P3= 8.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 12에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어진 메니스커스 렌즈이고, 그 광원측의 면은 볼록하다. 그 배율 Mc는 실시예 9의 것과 동일한 -2.0이고, 수차도는 도 33a 및 33b에서 나타낸다. 정현 조건은 언더 보정된다.
전체 광학계는 실싱예 1의 커플링 렌즈와 수지제 대물 렌즈의 조합으로 구성되고, M과 Mt는 실시예 9의 것과 동일하고, 대물 렌즈와 커플링 렌즈 간의 거리 Dco는 실시예 9의 것과 또한 동일하다. 그 광 경로는 도 32에서 나타내고, 온도 특성은 도 34에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.05703을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 만큼 상승할 때 0.010λ이 되는데, 이는 내역이 거의 동일한 실시예 9보다 약간 작은 것이다. 이 이유는 커플링 렌즈의 광원측의 면이 오목한 메니스커스 렌즈이기 때문에, 커플링 렌즈의 주요 지점의 위치가 커플링 렌즈가 양면 볼록 커플링 렌즈인 실시예 9와 비교하여 광원에 더 근접하고, 이로 인해 커플링 렌즈의 촛점 길이 Fc가 더 길어지기 때문이다.
<실시예 13>
커플링 렌즈
Fc=14.963 Mc=-2.0 Uc=67.994
T=-21.156 NA0:0.1 λ=635㎚
i ri di ni
1 196.414 2.00 1.49810
2 -7.721 44.838
비구면 데이타
제2 면
κ = -8.15760×10-1
A1= 3.11570×10-5P1= 4.0000
전체 광학계
Ft=3.686 Mt=-1/6 M=+1/12 U=30.926
T=-21.156 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 196.414 2.00 1.49810
2 -7.721 3.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제2 면
κ = -8.15760×10-1
A1= 3.11570×10-5P1= 4.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 13에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 광원측의 양면이 비구면으로 되어 있는 양면 볼록 렌즈이고, 화상측의 면은 구면이며, Mc=-2.0의 배율은 실시예 9의 것과 동일하다. 수차도를 도 36a 및 도 37b에서 나타내고, 정현 조건 보정은 오버 보정된다.
전체 광학계는 이 커플링 렌즈와 실시예 1의 수지제 대물 렌즈의 조합으로 구성되고, 배율 M 및 Mt은 실시예 9에서와 동일하고, 대물 렌즈와 커플링 렌즈간의 거리 Dco는 실시예 9에서의 것과 동일하다. 그 광 경로는 도 35에서 나타내고, 온도 특성은 도 37에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.05512을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 만큼 상승할 때 0.015λ이다.
<실시예 14>
커플링 렌즈
Fc=9.047 Mc=-4.0 Uc=57.166
T=-10.328 NA0:0.2 λ=635㎚
i ri di ni
1 15.135 2.00 1.49810
2 -6.135 44.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -9.28300
제2 면
κ = -9.65600×10-1
A1= -1.76460×10-5P1= 4.0000
A2= 6.69660×10-7P2= 6.0000
전체 광학계
Ft=3.774 Mt=-1/3 M=+1/12 U=20.098
T=-10.328 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 15.135 2.00 1.49810
2 -6.135 3.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -9.28300
제2 면
κ = -9.65600×10-1
A1= -1.76460×10-5P1= 4.0000
A2= 6.69660×10-7P2= 6.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 14에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 양면이 비구면인 양면 볼록 렌즈이고, 그 수차도를 도 39a 및 도 39b에서 나타낸다.
전체 광학계는 커플링 렌즈와 실시예 1의 수지제 대물 렌즈의 조합으로 구성되고, 그 광 경로는 도 38에서 나타내고, 온도 특성은 도 40에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.06666을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 만큼 상승할 때 0.008λ이고, 이것은 실시예 9에서보다 더 작다. 더욱이, 물체 화상간 거리는 상당히 짧다.
<실시예 15>
커플링 렌즈
Fc=10.447 Mc=-4.0 Uc=65.913
T=-12.075 NA0:0.2 λ=635㎚
i ri di ni
1 17.965 2.00 1.49810
2 -7.055 51.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -5.16870
A1= -1.16400×10-4P1= 4.0000
제2 면
κ = -7.02230×10-1
A1= 6.39330×10-5P1= 4.0000
A2= -8.95530×10-7P2= 6.0000
A3= -1.37400×10-8P3= 10.0000
전체 광학계
Ft=11.429 Mt=-1/3 M=+1/12 U=28.845
T=-12.075 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 17.965 2.00 1.49810
2 -7.055 10.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -5.16870
A1= -1.16400×10-4P1= 4.0000
제2 면
κ = -7.02230×10-1
A1= 6.39330×10-5P1= 4.0000
A2= -8.95530×10-7P2= 6.0000
A3= -1.37400×10-8P3= 8.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 15에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 양면이 비구면인 양면 볼록 렌즈이다. 이것은 실시예 14에서와 동일한 배율 Mc를 가지고, 그 촛점 길이는 길다. 그 수차도를 도 42a 및 42b에서 나타낸다.
전체 광학계는 이 커플링 렌즈와 실시예 1의 수지제 대물 렌즈의 조합으로 구성되고, 배율 M 및 Mt는 실시예 14에서의 것과 동일한 내역으로 되어 있다. 광 경로는 도 41에서 나타내고, 온도 특성은 도 43에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 10 및 Mt·M·Fcp/F=-0.07697을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 상승할 때 0.006λ인데, 이것은 상당히 작다.
<실시예 16>
커플링 렌즈
Fc=19.476 Mc=-1.33 Uc=80.168
T=-33.33 NA0:0.067 λ=635㎚
i ri di ni
1 21.378 2.00 1.49810
2 -17.208 44.838
비구면 데이타
제1 면
κ = -3.28840
제2 면
κ = -5.25210×10-1
A1= 2.60800×10-5P1= 4.0000
전체 광학계
Ft=3.812 Mt=-1/9 M=+1/12 U=43.100
T=-33.330 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 21.378 2.00 1.49810
2 -17.208 3.00
3 2.165 2.60 1.49810
4 -8.480 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -3.28840
제2 면
κ = -5.25210×10-1
A1= 2.60800×10-5P1= 4.0000
제3 면
κ = -8.36770×10-1
A1= 5.07210×10-3P1= 4.0000
A2= 3.24900×10-4P2= 6.0000
A3= 2.11340×10-5P3= 8.0000
A4= -3.96600×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 1.27980×10-2P1= 4.0000
A2= -5.04840×10-3P2= 6.0000
A3= 1.03830×10-3P3= 8.0000
A4= -9.09990×10-5P4= 10.0000
실시예 16에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 양면이 비구면인 양면 볼록 렌즈이다. 이 수차도를 도 45a 및 도 45b에서 나타낸다.
전체 광학계는 이 커플링 렌즈와 실시예 1의 수지제 대물 렌즈와의 조합으로 구성되고, 그 광 경로를 도 44에서, 온도 특성을 도 46에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.04783을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 상승할 때 0.016λ다.
<실시예 17>
커플링 렌즈
Fc=12.069 c=-0.83 Uc=49.303
T=-25.923 A0:0.1 =635㎚
i ri di ni
1 10.762 2.00 1.49810
2 -12.777 21.38
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.46790
A1= 3.01970×10-4P1= 4.0000
제2 면
κ = -8.10730×10-1
A1= 1.59270×10-4P1= 4.0000
A2= 4.39000×10-6P2= 6.0000
A3= -8.09630×10-8P3= 8.0000
전체 광학계
Ft=4.2969 Mt=-1/6 M=+1/5 U=35.693
T=-25.923 A:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 10.762 2.00 1.49810
2 -12.777 3.00
3 2.304 2.60 1.49810
4 -179.922 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.46790
A1= 3.01970×10-4P1= 4.0000
제2 면
κ = -8.10730×10-1
A1= 1.59270×10-4P1= 4.0000
A2= 4.39000×10-6P2= 6.0000
A3= -8.09630×10-8P3= 8.0000
제3 면
κ = -8.28170×10-1
A1= 5.44340×10-3P1= 4.0000
A2= 4.26990×10-4P2= 6.0000
A3= 2.89730×10-5P3= 8.0000
A4= 3.55070×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25490×10
A1= 7.41970×10-3P1= 4.0000
A2= -1.45950×10-3P2= 6.0000
A3= 1.25000×10-5P3= 8.0000
A4= 2.08630×10-5P4= 10.0000
실시예 17에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 양면이 비구면인 양면 볼록 렌즈이다. 그 수차도를 도 48a 및 도 48b에서 나타낸다.
전체 광학계는 이 커플링 렌즈와 실시예 2의 수지제 대물 렌즈와의 조합으로 구성되고, 그 광 경로를 도 47에서, 온도 특성을 도 49에서 나타내고 있다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.08767을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 상승할 때 0.014λ인데, 이것은 대물 렌즈 자체의 것보다 약간 크다. 이 이유는 커플링 렌즈의 파워가 더 크게 되고, 이로 인해 온도 변화에 의한 커플링 렌즈 자체의 파면 수차의 변화는 너무 커 무시될 수 없게 되기 때문이다.
<실시예 18>
커플링 렌즈
Fc=15.886 Mc=-2.50 Uc=78.482
T=-21.342 NA0:0.1 λ=635㎚
i ri di ni
1 22.844 2.00 1.49810
2 -11.754 55.140
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.52490
A1= -1.69110×10-5P1= 4.0000
제2 면
κ = -9.02040×10-1
A1= 1.60060×10-5P1= 4.0000
A2= -8.69710×10-8P2= 6.0000
A3= -1.73930×10-10P3= 10.0000
전체 광학계
Ft=3.734 Mt=-1/6 M=+1/15 U=31.112
T=-21.342 NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 22.844 2.00 1.49810
2 -11.754 3.00
3 2.130 2.60 1.49810
4 -8.053 1.57
5 ∞ 0.60 1.58000
6 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -4.52490
A1= -1.69110×10-5P1= 4.0000
제2 면
κ = -9.02040×10-1
A1= 1.60060×10-5P1= 4.0000
A2= -8.69710×10-8P2= 6.0000
A3= -1.73930×10-10P3= 10.0000
제3 면
κ = -5.06170×10-1
A1= 8.72330×10-4P1= 4.0000
A2= 8.86100×10-5P2= 6.0000
A3= 7.50840×10-6P3= 8.0000
A4= -1.22820×10-6P4= 10.0000
제4 면
κ = -2.25510×10
A1= 1.31840×10-2P1= 4.0000
A2= -3.62900×10-3P2= 6.0000
A3= 6.28660×10-4P3= 8.0000
A4= -4.99790×10-5P4= 10.0000
실시예 18에서, 커플링 렌즈는 수지로 만들어지고 양면이 비구면인 양면 볼록 렌즈이다. 이 수차도를 도 51a 및 도 51b에서 나타낸다.
전체 광학계는 이 커플링 렌즈와 실시예 3의 수지제 대물 렌즈와의 조합으로 구성되고, 그 광 경로를 도 50에서, 온도 특성을 도 5에서 나타낸다.
이 예는 Dco = 3 및 Mt·M·Fcp/F=-0.04776을 만족한다.
여기에서, Fc는 수지제 커플링 렌즈가 단일 렌즈이기 때문에 Fcp가 된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화는 온도가 표준 설계 온도에서 30℃ 상승할 때 0.017λ이다.
상기한 실시예 9-18의 모든 커플링 렌즈(13)가 수지로 만들어져도, 글래스로 만든 것이 또한 광학계의 온도 특성을 제외하고는 동일한 결과를 성취할 수 있게 한다.
<실시예 19>
F=3.5266153 M=+1/30 U=-97.973
NA:0.6 λ=635㎚
i ri di ni
1 2.089 2.60 1.49810
2 -6.470 1.57
3 ∞ 0.60 1.58000
4 ∞
비구면 데이타
제1 면
κ = -5.16020×10-1
A1= 5.09120×10-4P1= 4.0000
A2= 4.63180×10-5P2= 6.0000
A3= 2.80710×10-6P3= 8.0000
A4= -2.10810×10-6P4= 10.0000
제2 면
κ = -2.25480×10
A1= 1.17350×10-2P1= 4.0000
A2= -3.33100×10-3P2= 6.0000
A3= 6.08580×10-4P3= 8.0000
A4= -5.05930×10-5P4= 10.0000
이 예는 대물 렌즈만을 보이고 있으며, 대물 렌즈는 수지로 만들어지고, 대물 렌즈를 구성하는 양 측은 비구면이고, 대물 렌즈 자체의 배율은 +1/30이다. 대물 렌즈의 광 경로는 도 53에서 나타내고, 대물 렌즈의 구면 수차도 및 정현 조건의 보정도를 각각 도 54a 및 54b에서 나타내고 있으며, 대물 렌즈의 온도 특성을 도 55에서 나타내고 있다.
이 예에서, x2는 -0.10731이고, Δ2는 0.07064이고, X2·(n-1)/{F·(NA)2} = -0.0421 및 Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} = 0.01910이 만족된다.
온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 다른 실시예의 것보다 더 크지만, 동일한 촛점 길이에 대해서는 무한 대물 렌즈의 것보다 더 작다.
이 예는 온도 특성이 무한 광학계에서 보다 더욱 제어될 때 그리고 광학축 방향에 수직인 방향으로의 크기가 전체 광학계의 일정 범위보다 더 작게 될 것이 요구될 때에 효과적이 된다.
각 실시예에서 나타낸 바와 같이, 수지제 대물 렌즈가 고 개구수 NA하에서 사용될 때에도, 본 발명은 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 렌즈의 허용 오차가 확실시 될 수 있는 수준으로 감소될 수 있는 광학계를 성취하는 것이 가능하게된다.
부가하여, 본 발명은 사용되는 광에 대해 450㎚로 강하된 단 파장과 렌즈에 대해 0.75까지의 고 NA에 대응할 수 있는 것이 명백해진다.
본 발명의 제2 목적을 성취하기 위한 광 정보 매체의 기록 재생용 광학계에 대한 실시예 20-24는 도 56a, 56b, 57, 58, 59, 60, 61 및 62를 참조하여 다음과 같이 설명된다.
도 56a, 56b 각각은 본 발명의 광학계의 기록 재생용 광학계의 기본 구조를 나타내는 광 경로도를 나타낸다.
도 56a에서, 참조 부호 13은 정의 단일 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈군이고, 16은 대물 렌즈, 17은 광 정보 기록 매체의 투명 기판이고, 18은 광 정보 기록 매체의 기록면이다. 광원(11)으로부터의 발산 광속은 대물 렌즈(16)에 근접하여 배치된 제1 렌즈군(13)에 의해 수속광으로 변환된 다음에, 대물 렌즈(16)에 입사되어 투명 기판(17)을 통해 기록면(18)상에 수속되게 된다.
도 56b는 도 56a의 제1 렌즈군(13)이 대물 렌즈(16)로부터 떨어져 있도록 배치되어 있어 미러 등과 같은 광학 소자가 제1 렌즈군(13)과 대물 렌즈(16) 간에 설치될 수 있게 하는 예를 나타낸다.
도 57는 대물 렌즈(16)로부터의 광속이 투명 기판을 통해 기록면상에 수속되는 방법을 설명하는 도면이고, 참조 부호 27은 0.6㎜의 두께를 갖는 투명 기판이고 278은 0.6㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면인 한편, 참조 부호 28은 1.2㎜의 두께를 갖는 투명 기판이고 288은 1.2㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면이다. 도 57은 렌즈(16)로부터 사출되며 실선으로 나타낸 광속이 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 수속되는 방법을 나타내며, 점선으로 나타낸 광속은 1.2㎜ 두꼐의 투명 기판(28)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속되는 방법을 나타내고 있다.
다음에, 제20 실시예가 설명된다.
도 58은 본 발명의 소위 광학 수단의 일 예인, 광학축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖고 있는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈면이 도 56a 및 57b에서 나타낸 대물 렌즈(16)의 광원측 면에 형성되어 있는 대물 렌즈(16)의 형태를 도시하고 있다. 도 58은 또한 대물 렌즈(16)에 입사한 광속이 링상 렌즈 면에 의해 분할되고 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)(실선으로 나타냄)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 수속되는 방법과, 1.2㎜ 두꼐의 투명 기판(28)(점선으로 나타냄)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속되는 방법을 도시하고 있다.
두 형태의 수속 방식에서의 수속 지점이 상술한 바와 같이 광학 축의 방향으로 분리되어 있기 때문에, 한 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 대물 렌즈에 의한 수속 방식하에서 재생이 행해질 때, 다른 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 수속 방식의 광은 기록면상에 결상되지 않고, 이에 의해 재생 신호에 의한 영향을 적게 하는 것이 가능하게 된다.
상술한 실시예의 경우에는, 복수의 링상 렌즈면은 최외측 위치에 위치된 제1 링상 렌즈면(31)(이 렌즈면은 광원측에서 볼 때 도우넛 형상이다), 제1 링상 렌즈면(31)의 내측에 인접한 제2 링상 렌즈면(32)(이 렌즈면은 광원측에서 볼 때 도우넛 형상이다), 제2 링상 렌즈면(32)의 내측에 인접한 제3 링상 렌즈면(33)(이 렌즈면은 광원측에서 볼 때 도우넛 형상이다), 제3 링상 렌즈면(33)의 내측에 인접한 제4 링상 렌즈면(34)(이 렌즈면은 광원측에서 볼 때 도너츠 형상이다), 및 제4 링상 렌즈면(34)의 내측에 인접하며 대물 렌즈의 중심에 위치된 제 5 링상 렌즈면(35)(이 링상 렌즈면은 광학축을 포함하는 렌즈면이고 광원측에서 본 렌즈의 형상은 원형이다)으로 구성된다.
최외측 위치에 위치된 제1 링상 렌즈면(31), 제3 링상 렌즈면(33) 및 제5 링상 렌즈면(35)을 통과하는 광속이 0.6㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 수속되고, 제2 링상 렌즈면(32)과 제4 링상 렌즈면(34)을 통과하는 플럭스는 1.2㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속되도록 배치되어 있다.
이 방법에서는, 0.6㎜ 두께의 투명 기판을 통해 수속될 때, 고 밀도에 대처하기 위한 스포트를 성취할 필요가 있기 때문에, 최외측 링상 렌즈면(이 예의 경우 제1 링상 렌즈면(31))은 세밀한 스포트를 고 NA의 대물 렌즈로 성취하기 위해 사용되는 한편, 1.2㎜ 두께의 투명 기판을 통해 수속될 때에는 최외측 링상 렌즈면의 내측에 인접한 링상 렌즈면(이 예의 경우 제2 링상 렌즈면(32))은 기판 두께에 대응하여 세밀한 스포트를 소 NA의 대물 렌즈로 성취하기 위해 사용된다.
더욱이, 이 예의 경우에는, 제1 링상 렌즈면(31), 제3 링상 렌즈면(33) 및 제4 링상 렌즈면(35)을 포함하는 세 개의 링상 렌즈면은 고 밀도에 대처하기 위한스포트를 성취하는 데에 사용되는 링상 렌즈면으로 이용된다. 고 밀도에 대처하기 위한 스포트가 최외측 위치에 위치되는 하나의 링상 렌즈면만에 의해 성취될 때에, 측면 로브의 강도가 더 커지고, 이로 인해 정보의 우수한 기록 또는 재생을 방해하는 노이즈가 증가하게 된다. 이러한 측면 로브의 영향을 최소화하기 위해서는, 제3 링상 렌즈면이 최외측 링상 렌즈면의 내측에 인접하고 있는 1.2㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 링상 렌즈면의 내측에 인접하며 0.6㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 굴절력을 가지는 제3 링상 렌즈면이 제공되어 있고, 제3 링상 렌즈면의 내측에는 1.2㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 제4 링상 렌즈면이 제공되어 있고, 제4 렌즈면 내측에는 0.6㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 굴절력을 갖는 제5 링상 렌즈면이 더욱 제공되어 있고, 이로 인해 0.6㎜의 기판 두께에 대처할 때 불필요한 광을 사출하는 제2 링상 렌즈면의 영역을 감소시킬 수가 있고, 또한 측면 로브를 감소시킬 수 있다. 상술한 것을 반복함으로써, 즉, 최외 주변으로부터 교대로 렌즈면상에 설치된 다른 굴절력을 각각 가지는 복수의 링상 렌즈면을 형성함으로써, 다른 기판 두께를 갖는 광 정보 기록 매체의 기록 재생을 행하는 데에 적당한 두 개의 광 스포트를 성취할 수 있다.
그러나, 링상 렌즈면의 개수가 과도 증가하게 될 때, 최외 주변에 위치된 링상 렌즈면 내측에 위치된 각 링상 렌즈면의 폭이 너무 적어지게 되고, 처리하기 어렵게 된다. 따라서, 실제 사용에 문제가 되지 않을 정도로 측면 로브를 감소시키기 위해서, 또한 렌즈를 용이하게 처리되게 유지하기 위해서는, 링상 렌즈면의 개수를 3 내지 10로 하고, 6 이하의 상한이 바람직하다.
동일한 투명 기판에 대응하여 복수의 링상 렌즈면을 설치할 때, 각 링상 렌즈면을 나타내는 표현(예를 들어, 동일한 형태의 비구면의 표현으로서 각 링상 렌즈를 나타냄)에 따라서 각 링상 렌즈면을 연장할 때와 동일하게 광학축상의 렌즈 두께를 만드는 것이 바람직하다.
상술의 이유는 렌즈 두께가 동일하지 않을 때, 광 경로의 길이의 차가 동일한 투명 기판에 대응하는 각 링상 렌즈면을 통과하는 광속에 야기되고, 다음에 광 경로 길이의 차를 갖는 파면이 간섭을 발생하는 것으로 가정되고, 각 링상 렌즈면을 통과하는 광속에 의한 광의 강도가 간섭에 의해 감소될 가능성이 있기 때문이다.
이 경우에, 인접한 링상 렌즈면 사이에 단차(37)가 형성되어 있다. 그러나, 적어도 하나의 인접한 링상 렌즈면상에 단차(36)를 만들지 않고 형성하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 처리시에 적어도 하나의 인접한 링상 렌즈면이 어느 단차도 가지지 않고 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 광학 축상의 렌즈 두께가 동일하지 않는 구성의 경우에는, 동일한 투명 기판에 대응하는 각 링상 렌즈면이 광학 축에 연장되어 있을 때, 광 경로 차이의 길이 Δ와 파장λ사이의 관계 Δ=mλ(m은 정수)를 만족하도록 구성되어 있고, m이 -10 내지 10사이의 정수이면 광원의 파장λ이 약간 진동하여도 원래의 강도의 50% 이상을 유지하는 것이 가능하다.
광학 축상의 중심이 도 58에서 대물 렌즈(16)의 광원측 면에 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈면이 제공되어 있지만, 상기한 실시예에제한되지 않고, 대물 렌즈의 화상측 면에 또는 제1 렌즈군(13)의 어느 한 면에 본 발명의 소위 광학 수단의 예를 나타내는 이들 복수의 링상 렌즈면을 형성하는 것이 가능하다. 또한 대물 렌즈(16)상에 그리고 제1 렌즈군(13)을 형성하는 어느 렌즈면에나 복수의 링상 렌즈면을 제공하는 것이 가능하다.
다음에, 제21 실시예가 이하 설명된다.
도 59는 본 발명의 소위 광학 수단의 일 예인 홀로그램이 도 56a 및 도 56b 각각에 나타낸 대물 렌즈(16)의 광원측 면에 형성되어 있는 대물 렌즈(16)의 형태를 나타낸다. 도 59는 대물 렌즈(16)에 입사하는 광속이 홀로그램(41)을 통해 투과된 투과광(43)과 회절광(44)으로 분할되고, 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)(실선으로 표시)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 수속되고, 1.2㎜ 두께의 투명 기판(28)(실선으로 표시)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속되는 방법을 나타낸다.
두 형태의 수속 방식에 대한 수속 지점은 상술한 바와 같이 광학 축의 방향으로 분리되기 때문에, 일 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 대물 렌즈에 의한 수속하에서 재생이 행해질 때, 다른 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 수속시 광이 기록면상에 결상되지 않고, 이로 인해 재생 신호에 대한 영향을 적게 할 수가 있다.
이 예의 경우, 렌즈면의 단부에 근접하여 홀로그램이 형성되지 않지만, 1.2㎜ 두께의 투명 기판(28)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에의 수속에 필요한 NA가 성취될 수 있는 렌즈면부에만 형성되게 되므로, 홀로그램에 의해 회절된 광은 1.2㎜ 두께의 투명 기판(28)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속될 수 있는 한편, 홀로그램(41)을 통해 투과된 광속과 홀로그램이 형성되지 않는 렌즈면(42)을 통해 투과된 광속은 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 수속될 수 있다.
상술한 구성으로 인해, 고 밀도에 대처하는 빔 스포트를 성취하는 데에 요구되는 0.6㎜ 두꼐의 투명 기판(27)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 기록 및/또는 재생에 필요한 NA를 얻는 것이 가능하다.
따라서, 도 59에서 나타낸 실시예의 대물 렌즈(16)의 광원측 면에 홀로그램이 형성되게 된다. 그러나, 상술된 실시예에 한정되지 않고, 대물 렌즈(16)상에 또는 제1 렌즈군(13)의 어느 일 면의 화상측 면상에 본 발명의 소위 광학 수단의 예인 홀로그램을 형성하는 것이 가능하다. 또한 대물 렌즈(16)을 포함하는 둘 이상의 부분과 제1 렌즈군(13)을 구성하는 어느 렌즈면에나 홀로그램을 제공하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 제22 및 제 23 실시예는 다음과 같이 설명된다.
도 60은 본 발명의 소위 광학 수단의 일 예인, 광학 축상의 중심이 각각 다른 굴절력을 갖는 복수의 동심의 인접한 링상 렌즈면을 갖는 광학 수단이 도 56a 및 56b 각각에서 나타낸 대물 렌즈(16)와 제1 렌즈군(13) 사이에 제공되어 있는 예를 도시하고 있다. 도 60은 광학 소자(50)의 외주부상에 형성된 제1 링상 렌즈면인 평행 플레이트부(51)를 통해 투과되어 대물 렌즈(16)에 입사된 광속이 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)(실선으로 표시)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에수속되는 방법을 나타내고, 광학 소자(50)의 중심부상에 형성된 제2 링상 렌즈면인 볼록 렌즈부(52)를 통해 투과된 광속이 1.2㎜ 두께의 투명 기판(28)(점선으로 표시)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속되는 방법을 나타내고 있다.
두 형태의 수속 방식에 대한 수속 지점은 상술한 바와 같이, 광학 축의 방향으로 분리되기 때문에, 일 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 대물 렌즈에 의한 수속하에서 재생이 행해질 때, 다른 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 수속시의 광은 기록면상에 결상되지 않고, 이로 인해 재생 신호에 의한 영향을 적게 할 수가 있다.
이 예에서, 도 58의 예에서 나타낸 것과 동일하게, 0.6㎜ 두께의 투명 기판(이 경우에는 평행 플레이트)에 대응하는 제3 링상 렌즈면이 최외 주변에 위치된 링상 렌즈면의 내측에 인접하는 1.2㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 링상 렌즈면의 내측에 인접하게 형성되어 있고, 1.2㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 제4 링상 렌즈면은 제3 링상 렌즈면의 내측에 인접하여 형성되고, 0.6㎜ 두께의 투명 기판에 대응하는 굴절력을 갖는 제5 링상 렌즈면은 제4 링상 렌즈면의 내측에 인접하여 형성되고, 이 모두는 측면 로브의 영향을 최소화하기 위한 것이다. 상기한 구성으로 인해, 0.6㎜의 기판 두께에 대응하는 중에 불필요한 광이 나타나게 되는 제2 링상 렌즈면의 영역을 감소하고, 측면 로브를 감소하는 것이 가능하게 된다. 상술한 것을 반복함으로써, 즉, 최외 주변으로부터 교대로 다른 굴절력을 각각 가지는 복수의 링상 렌즈면을 렌즈면상에 설치되게 형성함으로써, 다른 기판 두께를 갖는 광 정보 기록 매체의 기록 재생을 행하는 데에 적당한 두 개의 광 스포트를 성취할 수있다.
링상 렌즈면의 개수를 2 내지 10으로 하는 것이 바람직하고, 셋 내지 여섯의 갯수가 더욱 바람직하다.
동일한 투명 기판에 대응하여 복수의 링상 렌즈면을 제공할 때, 광학 축상의 렌즈 두께를, 각 링상 렌즈면을 나타내는 표현(예를 들어, 동일한 형태의 비구면의 표현으로서 각 링상 렌즈면을 나타냄)에 따라 각 링상 렌즈면을 연장할 때와 동일하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 소위 광학 수단의 예를 나타내는 홀로그램 소자는 도 60의 광학 소자(50)가 평행 플레이트로 구성되며 광원측이나 화상측에서의 볼록 렌즈부(52)가 홀로그램에 대체되어 있게 구성될 수 있다. 이 경우, 홀로그램에 의해 회절된 광이 1.2㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에 수속되도록 구성되어 있고, 홀로그램(41)을 투과한 광속과 홀로그램이 형성되지 않은 렌즈면(42)을 투과한 광속은 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에 수속될 수 있다.
이 경우 다시, 두 형태의 수속 방식에 대한 수속 지점을 상술한 바와 같이 광학 축의 방향으로 분리되어 있기 때문에, 일 형태의 투명 기판 두꼐에 따른 대물 렌즈에 의한 수속하에서 재생이 행해질 때, 다른 형태의 투명 기판 두께에 대응하는 수속시의 광은 기록면상에 결상되지 않고, 이로 인해 재생 신호에 미치는 영향을 적게 할 수 있다.
다음에, 제24 실시예를 설명한다.
도 61 및 도 62 각각은 0.6㎜ 두께의 투명 기판(27)(도 61)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(278)상에의 수속과 1.2㎜ 두께의 투명 기판(28)(도 62)을 갖는 광 정보 기록 매체의 기록면(288)상에의 수속 사이를, 도 56a 및 56b에서 나타낸 바와 같이, 광학 축 방향으로 제1 렌즈군(13)을 이동시킴으로써, 변환시키는 광 정보용 픽업 장치의 구조를 나타내고 있다.
도 61에서, 참조 부호 11은 반도체 레이저 등과 같은 광원을, 12는 빔 스플리터, 13은 제1 렌즈군을, 14는 제2 개구 스톱을, 15는 제1 개구 스톱을, 16은 대물 렌즈를, 17은 0.6㎜ 두께의 투명 기판, 18은 0.6㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 기록 매체의 저옵 기록면을, 19는 광 검출기를, 20은 제1 렌즈군(13)을 고정하는 프레임, 21은 광학축 방향으로 프레임(20)을 이동시키는 렌즈 이동 수단을, 22는 제2 개구 스톱(14)을 광 경로내로 삽입하는 스토핑 수단을 나타낸다.
반도체 레이저 등과 같은 광원(11)으로부터 사출된 광속은 빔 스플리터(12)를 통과한 다음에 제1 렌즈군(13)에 입사하여 수속 광속으로 수속되고, 다음에 소정의 광속으로 형성되어 대물 렌즈(16)에 입사한다. 대물 렌즈(16)는 수속 광속이 입사할 때 소정의 두께를 갖는 투명 기판(17)을 통해 정보 기록면(18)상에 거의 무수차인 광 스포트를 형성하게 된다.
정보 비트에 의해 변조되어 정보 기록면(18)상에 반사된 광속는, 대물 렌즈(16)와 제1 렌즈군(13)을 통해 빔 스플리터(12)로 되돌아와, 여기에서 레이저 광원(11)의 광 경로로부터 분리되어 광 검출기(19)에 입사하게 된다. 광 검출기(19)는 입사 광속의 온도에 비례하는 전류를 그 소자로부터 출력하는 복수 분할 PIN 광 다이오드이다. 이 전류는 자기 회로와 코일로 이루어지는 2차원 작동기가 정보 신호, 촛점 에러 신호 및 트랙 에러 신호에 기초하여 대물 렌즈(16)을 제어하여 광 스포트의 위치를 정보 트랙과 일렬이 되게 할 수 있는, 도시하지 않은 검출 회로에 보내어진다.
도 62는 제1 렌즈군(13)이 렌즈 이동 수단(21)에 의해 대물 렌즈(16)로부터 분리된 1.2㎜ 두께의 투명 기판의 기록 및/또는 재생이 행해지는 위치로 이동하고, 제2 개구 스톱(14)이 스토핑 수단에 의해 광 경로내로 삽입되는 것을 도시하는 도면이다.
제1 렌즈군이 상술된 실시예에서와 같이 광학 축 방향으로 이동될 수 있도록 구성되어 있을 때, 두께에 있어서 0.6㎜ 내지 1.2㎜ 범위의 투명 기판을 갖는 모든 광 정보 기록 매체의 기록 및/또는 재생이 행해질 수 있다.
도 62에서 나타낸 실시예에서는, 제1 렌즈군(13)으로부터 사출된 광속은 수속광이 되게 된다. 그러나, 1.2㎜ 두께의 투명 기판을 갖는 광 정보 매체의 경우에는, 회절광이 대물 렌즈(16)에 입사하게 함으로써 정보를 재생하는것이 가능할 때, 회절광이 또한 대물 렌즈(16)에 입사할 수 있다. 그러나, 수속광이 원래 바람직하다.
상술된 구조에 의하면, 단일의 픽업 장치가 다른 기판 두께를 갖는 광 디스크를 기록 재생하는 것을 가능하게 하고, 상호 교환 가능성이 효과적이며, 온도 변화에 의한 파면 수차의 변화가 고 NA하의 수지제 대물 렌즈, 광 정보 매체용 픽업장치, 광 정보 매체용 픽업 장치, 광 정보의 기록 재생용 광학계와 광 정보의 픽업 장치에 사용되는 광 정보의 기록 재생용 대물 렌즈, 및 광 정보의 기록 재생용 광학계에 사용되는 수속 렌즈를 이용하는 경우에도 렌즈의 허용 오차가 확실시 될 수 있는 정도로 감소되는 것을 특징으로 하는 간단한 소형 광학계를 성취할 수 있다.

Claims (52)

  1. 광 정보 기록 매체에 또는 기록 매체로부터 정보를 기록 또는 재생하기 위한 광학계에 있어서:
    (a) 광원;
    (b) 상기 광원으로부터의 발산광을 수속광으로 변환하기 위한 커플링 렌즈;
    (c) 상기 변환된 수속광을 더욱 수속하여 상기 광 정보 기록 매체의 정보 기록면상에 집속하기 위한 대물 렌즈를 포함하고,
    마레셜 한계내의 파면 수차가 최소가 되는 상기 대물 렌즈의 횡 배율과, 상기 커플링 렌즈의 화상측 면과 상기 대물 렌즈의 광원측 면간의 거리와, 상기 대물 렌즈의 초점 거리는 다음 수학식
    0 < M < 1과,
    0.1 ≤ Dco/F ≤ 5.0을 만족하고,
    여기에서 M은 상기 대물 렌즈의 횡 배율을 나타내고, Dco는 커플링 렌즈의 화상측 면과 상기 대물 렌즈의 광원측 면 사이의 거리를 나타내며, F는 상기 대물 렌즈의 촛점 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 상기 횡 배율 M은 다음의 수학식, 0.05 ≤ M < 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계
  3. 제2항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 상기 광학계의 광학 축에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계
  4. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, 1.0 ≤ Dco/F ≤ 5.0을 더 만족하고,
    여기에서, Dco는 커플링 렌즈의 화상측 면과 상기 대물 렌즈의 광원측 면 사이의 거리이고, F는 상기 대물 렌즈의 촛점 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  5. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, 0.1 ≤ Dco/F ≤ 3.0을 더 만족하고,
    여기에서, Dco는 커플링 렌즈의 화상측 면과 상기 대물 렌즈의 광원측 면 사이의 거리이고, F는 상기 대물 렌즈의 촛점 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  6. 제2항에 있어서, 다음의 수학식들, 0.05 ≤ M ≤ 0.23, NA·(1-M) ≤ 0.65, 및 0.48 ≤ NA을 더 만족하고,
    여기에서, NA는 상기 광학계의 화상측에서의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  7. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, 0.05 ≤ M ≤ 0.125을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계
  8. 제7항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 수지제이고, 다음의 수학식, NA·(1-M) ≤ 0.65을 만족하고,
    여기에서, NA는 상기 광학계의 화상측에서의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  9. 제2항에 있어서, 다음의 수학식들, 0.65 ≤ NA ≤ 0.8 및 0.125 ≤ M ≤ 0.23을 더 만족하고,
    여기에서, NA는 상기 광학계의 화상측에서의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  10. 제9항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 수지제인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  11. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, (1-M)·F ≤ 6.0 (㎜)을 더 만족하고,
    여기에서, F는 상기 대물 렌즈의 촛점 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  12. 제2항에 있어서, 상기 커플링 렌즈는 적어도 하나의 구면 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  13. 제2항에 있어서, 상기 커플링 렌즈는 적어도 하나의 비구면을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  14. 제2항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 수지로 만들어지고, 상기 커플링 렌즈는 양의 굴절력(refracting power)을 갖는 적어도 하나의 수지제 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  15. 제14항에 있어서, 상기 커플링 렌즈는 적어도 하나의 비구면을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  16. 제15항에 있어서, 상기 커플링 렌즈는 수지제의 단일 렌즈인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  17. 제14항에 있어서, 상기 커플링 렌즈는 다음의 수학식, -0.10 ≤ Mt·M·Fcp/F ≤ -0.04을 만족하고,
    여기에서, Mt는 전체 광학계의 횡 배율을, Fcp는 상기 커플링 렌즈에 이용되는 수지 렌즈의 촛점 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  18. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, 0.06 ≤ ｜Mt｜·NA ≤ 0.21을 더 만족하고,
    여기에서, Mt는 전체 광학계의 횡 배율을, NA는 상기 광학계의 화상측에서의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  19. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, 0.06 ≤ ｜Mt｜·NA ≤ 0.12을 더 만족하고,
    여기에서, Mt는 전체 광학계의 횡 배율을, NA는 상기 광학계의 화상측에서의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  20. 제2항에 있어서, 다음의 수학식, 0.12 ≤ ｜Mt｜·NA ≤ 0.21을 더 만족하고,
    여기에서, Mt는 전체 광학계의 횡 배율을, NA는 상기 광학계의 화상측에서의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  21. 제1항에 있어서, 상기 대물 렌즈로부터의 상기 수속 광의 수속 상태가 상기 광 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께에 따라 가변될 수 있게 하기 위한 가변 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  22. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 커플링 렌즈와 상기 대물 렌즈의 렌즈면중에서 적어도 하나의 면상에 형성되는 복수의 링 밴드형상 렌즈로서, 상기 복수의 링 밴드형상 렌즈면의 인접하는 렌즈면의 굴절력이 서로 다르게 되어 있는 광학 축에 대해 동축으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  23. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 커플링 렌즈 또는 상기 대물 렌즈의 렌즈면중에서 적어도 하나의 면상에 형성된 홀로그램인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  24. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 광원과 상기 대물 렌즈 사이의 광 경로에 제공되는 홀로그램 소자로서, 상기 홀로그램 소자를 통과하는 광속을 투과광과 회절광으로 분리하기 위한 것임을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  25. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 광원과 상기 대물 렌즈 사이의 광 경로에 설치되며 광학축에 대해 동축으로 형성된 복수의 링 밴드 형상 렌즈면을 가지는 광학 소자로서, 인접한 링 밴드 형상 렌즈면의 굴절력이 서로 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  26. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 광 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께에 따라서 상기 커플링 렌즈를 광학 축을 따라 이동시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  27. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 광 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께에 따라서 상기 광원을 광학 축을 따라 이동시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  28. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 광 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께에 따라서 상기 커플링 렌즈와 상기 광원을 광학 축을 따라 이동시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  29. 제21항에 있어서, 상기 가변 수단은 상기 광 정보 기록 매체의 투명 기판의 두께에 따라서 복수의 광원을 스위칭시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계.
  30. 입사 수속광이 상기 광 기록 매체의 정보 기록면상에 광 형성되어 있는 광정보 기록 매체에 또는 광 정보 기록 매체로부터 정보를 기록 또는 재생하기 위한 광학계에 사용되는 대물 렌즈에 있어서,
    (a) 제1 면과;
    (b) 상기 제1 면에 대향하여 제공된 제2 면을 포함하고,
    마레셜 한계내의 파면 수차가 최소일 때, 상기 대물 렌즈의 횡 배율 M과 개구수 NA는 다음의 수학식들, 0 < M < 1 및 0.3 ≤ NA을 각각 만족하고,
    상기 대물 렌즈는 광원측 면이 비구면인 단일 렌즈로 되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  31. 제30항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 상기 횡 배율 M은 다음의 수학식, 0.05≤ M ≤ 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  32. 제30항에 있어서, 상기 대물 렌즈가 사용되지 않을 때, 상기 입사 수속광은 회절 한계 스포트 지점에 수속되는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  33. 제30항에 있어서, 양면 비구면 단일 렌즈인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  34. 제30항에 있어서, 다음의 수학식, -0.30 ≤ F·(n-1)/r2≤ 0.7을 더 만족하고,
    여기에서, n은 상기 대물 렌즈의 재료의 굴절률을, r2는 상기 대물 렌즈의 화상측 면의 정점 굴곡 반경을 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  35. 제30항에 있어서, 다음의 수학식, -0.045 ≤ x2·(n-1)/{F·(NA)2} ≤ 0.1을 더 만족하고,
    여기에서, NA는 상기 대물 렌즈의 화상측의 개구수를, x2는 상기 대물 렌즈의 화상측 면의 축상의 광선의 유효 직경의 최외 주변과 광학 축 방향의 면의 정점 사이의 차이로서, 일정 지점이 상기 광축으로부터 멀리 이동함에 따라, 물체 측으로 접근해 가는 방향을 정방향으로 하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  36. 제30항에 있어서, 다음의 수학식, -0.005 ≤ Δ2·(n-1)3/{F·(NA)4} ≤ 0.020을 더 만족하고,
    여기에서, Δ2는 상기 대물 렌즈의 화상측 면의 축상 광선의 유효 직경의 최외 주변의 비구면과, 광학축 방향의 비구면의 정점 굴곡 반경을 갖는 기준 구면 사이의 차를 나타내고, 일정 지점이 상기 광축으로부터 멀리 이동함에 따라, 물체 측으로 접근해가는 방향을 정방향으로 하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  37. 제31항에 있어서, 다음의 수학식, (1-M)·F ≤ 6.0(㎜)을 더 만족하고,
    여기에서, F는 상기 대물 렌즈의 촛점 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  38. 제31항에 있어서, 다음의 수학식들, 0.05 ≤ M ≤ 0.23, NA·(1-M) ≤ 0.65, 및 0.48 ≤ NA을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  39. 제31항에 있어서, 다음의 수학식, 0.05 ≤ M ≤0.125을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  40. 제39항에 있어서, 다음의 수학식들, NA·(1-M) ≤ 0.65 및 0.48 ≤ NA을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  41. 제39항에 있어서, 다음의 수학식들, 0.65 ≤ NA ≤ 0.8 및 0.125 ≤ M ≤0.23을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  42. 제41항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 수지로 만들어지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 대물 렌즈.
  43. 광원과 대물 렌즈 사이에 설치되어, 상기 광원으로부터 입사된 발산광을 수속광으로 변환시키고, 이 수속광을 상기 대물 렌즈로 입사시키는, 광 정보 기록 매체에 또는 매체로부터 정보를 기록 또는 재생하기 위한 광학계에 사용되는 커플링 렌즈에 있어서:
    (a) 제1 면과;
    (b) 상기 제1 면에 대향하여 설치된 제2 면을 포함하고,
    광원측에 대해 화상측의 횡 배율 Mc와 상기 커플링 렌즈의 광원측에서의 개구수 NAo가 각각 다음의 수학식들, -7.0 ≤ Mc≤ -0.5 및 0.06 ≤ NAo≤ 0.21을 만족하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  44. 제43항에 있어서, 상기 대물 렌즈는 다음의 수학식들, 0.05 ≤ M 및 0.3 ≤ NA을 만족하고,
    여기에서, M은 상기 대물 렌즈의 횡 배율을, NA는 상기 대물 렌즈의 개구수를 나타내는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  45. 제43항에 있어서, 적어도 하나의 구면 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  46. 제43항에 있어서, 상기 적어도 하나의 면이 비구면인 하나의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  47. 제46항에 있어서, 글래스로 만들어지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  48. 제46항에 있어서, 수지로 만들어지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  49. 제46항에 있어서, 양측에 비구면을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  50. 제46항에 있어서, 양측에 볼록면을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  51. 제46항에 있어서, 상기 광원측의 면이 볼록한 메니스커스(meniscus) 렌즈인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
  52. 제46항에 있어서, 상기 광원측의 면이 오목한 메니스커스 렌즈인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생용 광학계에 사용되는 커플링 렌즈.
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