[go: up one dir, main page]

KR100788699B1 - Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up - Google Patents

Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up Download PDF

Info

Publication number
KR100788699B1
KR100788699B1 KR1020060086989A KR20060086989A KR100788699B1 KR 100788699 B1 KR100788699 B1 KR 100788699B1 KR 1020060086989 A KR1020060086989 A KR 1020060086989A KR 20060086989 A KR20060086989 A KR 20060086989A KR 100788699 B1 KR100788699 B1 KR 100788699B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
objective lens
laser light
hologram element
compatible
lens unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020060086989A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070068996A (en
Inventor
이치로 모리시타
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20070068996A publication Critical patent/KR20070068996A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100788699B1 publication Critical patent/KR100788699B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1374Objective lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275Two or more lasers having different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업이 개시되어 있다. 개시된 호환형 대물렌즈 유니트는, 서로 다른 종류의 광디스크에 레이저광을 집광하여 정보를 기록/재생하는 호환형 대물렌즈 유니트로서, 홀로그램 소자와; 제1 레이저광을 집광시키는 대물렌즈와; 홀로그램 소자와 대물렌즈가 수용되는 중공형 케이스;를 포함하며, 홀로그램 소자는, 제1 레이저 광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장의 제2 레이저광이 집광되는 제2 광디스크에 대해, 홀로그램 소자와 대물렌즈가 중공형 케이스에 수용될 때 발생하는 공차에 의한 편심 위치에서 제2 레이저광의 3차 코마수차를 제로로 하는 위상 전달 함수의 패턴을 가지고, 대물렌즈는 제2 레이저광의 3차 코마수차가 제로가 되는 작동거리를 가지는 것을 특징으로 한다.A compatible objective lens unit, a design method thereof, and a compatible optical pickup are disclosed. The disclosed compatible objective lens unit comprises a compatible objective lens unit for condensing laser light onto different types of optical discs to record / reproduce information, comprising: a hologram element; An objective lens for focusing the first laser light; And a hollow case accommodating a hologram element and an objective lens, wherein the hologram element includes a hologram element with respect to a second optical disc on which a second laser light having a center wavelength equal to or greater than the center wavelength of the first laser light is collected. And the objective lens has a pattern of a phase transfer function of zero third cubic aberration of the second laser light at an eccentric position due to a tolerance generated when the objective lens is accommodated in the hollow case, and the objective lens has a third coma aberration of the second laser light. It is characterized by having a working distance becomes zero.

상기와 같은 구조에 의하면, 호환형 대물렌즈 유니트는 NA가 약 0.85인 대물렌즈를 사용해도 광축 엇갈림이 발생하기 어려워 조립시의 광축 조정을 필요로 하지 않는다.According to the structure as described above, even when the objective lens unit having an NA of about 0.85 is used, optical axis misalignment is unlikely to occur and thus no optical axis adjustment at the time of assembly is required.

Description

호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업{Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up}Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up}

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트를 나타내는 개략적인 단면도이다.1A is a schematic cross-sectional view illustrating a compatible objective lens unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1b는 도 1a의 홀로그램 소자의 패턴을 나타내는 모식도이다.FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a pattern of the hologram element of FIG. 1A.

도 2a는 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트에 광을 투과시켰을 때의 BD 광학계의 광경로를 나타내는 모식도이다.FIG. 2A is a schematic diagram illustrating an optical path of a BD optical system when light is transmitted through the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

도 2b는 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트에 광을 투과시켰을 때의 HD DVD 또는 DVD 또는 CD 광학계의 광경로를 나타내는 모식도이다.FIG. 2B is a schematic diagram showing an optical path of an HD DVD or a DVD or CD optical system when light is transmitted through the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

도 3은 도 1의 호환형 대물렌즈 유니트의 홀로그램 편심과, 그 때 발생한 파면수차와의 작동거리 의존성을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the operating distance dependence between the hologram eccentricity of the compatible objective lens unit of FIG. 1 and the wavefront aberration generated at that time.

도 4는 홀로그램 편심이 50마이크로미터 생겼을 때의 작동거리에 대한 각 수차 성분의 수차 거동을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the aberration behavior of each aberration component with respect to the working distance when the hologram eccentricity is 50 micrometers.

도 5는 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a design method of the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

도 6은 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법을 나타내는 모식도이 다.FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a design method of the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

도 7은 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트의 홀로그램면의 경사각과 파면수차의 관계를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the inclination angle and the wavefront aberration of the hologram surface of the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

도 8은 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트의 대물렌즈와 홀로그램 소자 사이의 중심 거리로부터의 편심에 대한 파면수차와 작동거리와의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and operating distance for eccentricity from the center distance between the objective lens and the hologram element of the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

도 9는 도 1a의 호환형 대물렌즈 유니트를 사용한 BD/DVD/CD 호환형 광픽업의 기본 구조를 예시하는 모식 단면도이다.FIG. 9 is a schematic sectional view illustrating the basic structure of a BD / DVD / CD compatible optical pickup using the compatible objective lens unit of FIG. 1A.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

5...호환형 대물렌즈 유니트 10...광축5.Compatible objective lens unit 10 ... Optical axis

25...홀로그램 소자 27...패턴영역25 Hologram element 27 Pattern area

30...대물렌즈 33...개구 제한 소자30.Objective lens 33.Opening limiting element

35...케이스 37...광픽업35 Case 35 Optical pickup

40...DVD용 홀로그램 유니트 42... 다이크로익 프리즘40 ... hologram unit for DVD 42 ... dichroic prism

44...다이크로익 미러 46...1/4 파장판44 ... Dichroic Mirror 46 ... 1/4 Wavelength Plate

50...CD용 홀로그램 유니트 52a,52b...콜리메이팅 렌즈50 ... hologram unit for CD 52a, 52b ... collimating lens

60...BD용 레이저 소자 61...보조 렌즈60 ... laser element for BD 61 ... secondary lens

62...프론트 모니터 63...편광 프리즘62 ... front monitor 63 ... polarization prism

64...기동 미러 66...검출 렌즈64 ... starting mirror 66 ... detection lens

68...광검출기 70 광디스크 68.Photodetector 70 Optical disc

본 발명은 호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차세대 DVD, DVD 및 CD에 대해 호환성을 가지는 호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업에 관한 것이다.The present invention relates to a compatible objective lens unit, a design method thereof, and a compatible optical pickup, and more particularly, to a compatible objective lens unit having a compatibility with next-generation DVDs, DVDs, and CDs, a design method thereof, and compatible optical lenses. It's about pickup.

소형에 가반성(可搬性)을 가지는 기록 매체에 15GB 이상의 대용량 데이타를 기록하기 위해 청보라색 레이저 다이오드를 사용하는 광디스크 시스템으로서 Blu-ray Disc(상표, 이하 BD라 한다)나 High Definition Digital Versatile Disc(상표, 이하 HD DVD라 한다)가 개발되어 있다. 이 시스템은 종래의 CD(Compact Disc)나 DVD(Digital Versatile Disc)와 호환되고, 나아가 BD와 HD DVD와의 호환되는 것이 바람직하다.An optical disc system using a blue-violet laser diode for recording large data of 15 GB or more on a small and portable recording medium. A Blu-ray Disc (hereinafter referred to as BD) or High Definition Digital Versatile Disc ( Trademark, hereinafter referred to as HD DVD). This system is compatible with conventional CDs (Compact Discs) or DVDs (Digital Versatile Discs), and furthermore, is compatible with BDs and HD DVDs.

예를 들면, CD를 재생하기 위해 약 780㎚ 파장의 레이저광을 개구수(Numeric Aperture; 이하 NA라 한다)가 0.45인 대물렌즈를 사용하여 집광하고 있으며, DVD를 재생하기 위해 약 650㎚ 파장의 레이저광을 NA가 0.6인 대물렌즈를 사용하여 집광하고 있다. 반면에, BD에서는 약 405㎚의 중심 파장을 가지는 레이저광을 NA가 0.85인 대물렌즈를 사용하여 집광함으로써 광디스크에 맺히는 스폿 직경을 작게 하여, DVD의 약 5.3배의 기록 용량의 광디스크를 재생할 수 있다.For example, a laser light of about 780 nm wavelength is condensed using an objective lens having a numerical aperture of 0.45 to reproduce CD, and a wavelength of about 650 nm is used to reproduce DVD. The laser beam is focused using an objective lens having an NA of 0.6. On the other hand, in BD, laser beams having a center wavelength of about 405 nm are collected by using an objective lens having a NA of 0.85 to reduce the spot diameter formed on the optical disc, thereby reproducing an optical disc having a recording capacity of about 5.3 times that of a DVD. .

또한, 광디스크의 커버층 두께는, CD가 1.2㎜, DVD가 0.6㎜, BD가 0.1㎜로서 서로 다르다. 따라서, BD 등의 차세대 DVD 시스템에 CD 및 DVD와의 호환성을 갖게 하고자 할 때, 광픽업에 사용하는 대물렌즈의 NA와, 커버층 두께와, 사용하는 레이저 다이오드의 파장에서의 차이가 장애물이 되고 있다. 예를 들면 CD의 재생 기록에 BD용 대물렌즈를 사용한 경우, 파면수차가 크기 때문에 초점을 맞추기가 곤란해진다.The cover layer thicknesses of the optical disc differ from each other by 1.2 mm for CD, 0.6 mm for DVD, and 0.1 mm for BD. Therefore, in order to provide compatibility with CDs and DVDs in next-generation DVD systems such as BDs, differences in the NA of the objective lens used for optical pickup, the cover layer thickness, and the wavelength of the laser diode used are obstacles. . For example, when a BD objective lens is used for recording and reproducing a CD, it is difficult to focus because of a large wave front aberration.

이에 반해, 대물렌즈와, 복수의 홀로그램 소자와, 1/4 파장판을 조합하여, CD나 DVD의 재생시에 생기는 파면수차를 보정하는 호환형 광픽업이 일본특개2005-203004호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 개시된 호환형 광픽업의 경우, 광학계의 기계적 공차의 허용치는 5∼10마이크로미터인데 반하여, 이 광학계를 무조정으로 조립했을 때의 광축 엇갈림은 40∼50마이크로미터 정도 발생한다. 따라서 조정 공정이 중요해진다. 또 이와 같은 광축 엇갈림을 수정하려면 복잡한 조정 기술이 필요하게 되므로 수득율(yield)도 저하된다는 문제가 생긴다.In contrast, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-203004 discloses a compatible optical pickup that corrects wavefront aberration generated during CD or DVD playback by combining an objective lens, a plurality of hologram elements, and a quarter wave plate. . However, in the case of the disclosed compatible optical pickup, the tolerance of the mechanical tolerance of the optical system is 5 to 10 micrometers, whereas the optical axis shift occurs when the optical system is assembled unregulated, about 40 to 50 micrometers. Therefore, the adjustment process becomes important. In addition, correcting such optical axis misalignment requires a complicated adjustment technique, which causes a problem that yield is also lowered.

본 발명은 상술한 종래의 호환형 광픽업의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광축 엇갈림이 40∼50마이크로미터 발생하여도 그에 따른 파면수차의 악화가 매우 적고, 조립시의 광축 조정을 필요로 하지 않는 호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to improve the problems of the conventional compatible optical pickup described above, an object of the present invention is that even if the optical axis staggered 40-50 micrometers, the deterioration of the wavefront aberration accordingly is very small, the optical axis adjustment during assembly To provide a compatible objective lens unit, a design method and a compatible optical pickup that do not require.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 일 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트는, 서로 다른 종류의 광디스크에 레이저광을 집광하여 정보를 기록/재생하는 호환형 대물렌즈 유니트로서, 홀로그램 소자와; 제1 광디스크에 제1 레이저광 을 집광시키는 대물렌즈와; 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 수용되는 중공형 케이스;를 포함하며, 상기 홀로그램 소자는, 상기 제1 레이저 광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장의 제2 레이저광이 집광되는 제2 광디스크에 대해, 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 상기 중공형 케이스에 수용될 때 발생하는 공차에 의한 편심 위치에서 제2 레이저광의 3차 코마수차를 제로로 하는 위상 전달 함수의 패턴을 가지고, 상기 대물렌즈는 상기 제2 레이저광의 3차 코마수차가 제로가 되는 작동거리를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a compatible objective lens unit according to an embodiment of the present invention is a compatible objective lens unit for collecting and reproducing information by condensing laser light on different types of optical discs, ; An objective lens for focusing the first laser light on the first optical disk; And a hollow case accommodating the hologram element and the objective lens, wherein the hologram element includes a second optical disc on which a second laser light having a center wavelength equal to or greater than a center wavelength of the first laser light is collected. In contrast, the objective lens has a pattern of a phase transfer function of zero third order coma aberration of the second laser light at an eccentric position due to a tolerance generated when the hologram element and the objective lens are accommodated in the hollow case. The third laser coma aberration of the second laser light has a working distance that is zero.

본 발명의 일 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법은, 제1 레이저광을 제1 광디스크에 집광시키는 대물렌즈와, 상기 제1 레이저광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장을 가진 제2 레이저광을 제2 광디스크에 집광시킬 때 발생하는 수차를 보정하는 홀로그램 소자를 구비한 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법으로서, 상기 제2 레이저광을 사용하여, 상기 대물렌즈와 제2 광디스크 사이의 제1 작동거리를 결정하는 단계와; 상기 제1 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 결정하는 단계와; 상기 제1 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 편심시의 제1의 3차 코마수차를 산출하는 단계와; 상기 제1 작동거리와는 다른 제2 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 결정하는 단계와; 상기 제2 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 편심시의 제2의 3차 코마수차를 산출하는 단계와; 상기 제1의 3차 코마수차와 상기 제2의 3차 코마수차를 외삽(外揷)함으로써 3차 코마수차가 제로가 되는 제3 작동거리를 결정하는 단계와; 상기 제3 작동거리를 사용하여 상기 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 산출하고, 홀로그램 패턴을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of designing a compatible objective lens unit, comprising: an objective lens for focusing a first laser light on a first optical disk, and a center wavelength equal to or greater than the center wavelength of the first laser light; A design method of a compatible objective lens unit having a hologram element for correcting aberration generated when condensing a second laser light on a second optical disk, wherein the second laser light is used to between the objective lens and the second optical disk. Determining a first working distance of; Determining a phase transfer function of the hologram element at the first working distance; Calculating a first third coma aberration at the time of eccentricity of the hologram element at the first working distance; Determining a phase transfer function of the hologram element at a second working distance different from the first working distance; Calculating a second third coma aberration at the time of eccentricity of the hologram element at the second working distance; Determining a third working distance at which the third coma aberration becomes zero by extrapolating the first third coma aberration and the second third coma aberration; Calculating a phase transfer function of the hologram element by using the third working distance, and determining a hologram pattern.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업은, 제1 레이저광의 광원과, 제2 레이저광의 광원과, 호환형 대물렌즈 유니트를 구비하는 광픽업으로서, 상기 호환형 대물렌즈 유니트는, 홀로그램 소자와; 제1 광디스크에 제1 레이저광을 집광시키는 대물렌즈와; 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 수용되는 중공형 케이스;를 포함하며, 상기 홀로그램 소자는, 상기 제1 레이저 광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장의 제2 레이저광이 집광되는 제2 광디스크에 대해, 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 상기 중공형 케이스에 수용될 때 발생하는 공차에 의한 편심 위치에서 제2 레이저광의 3차 코마수차를 제로로 하는 위상 전달 함수의 패턴을 가지고, 상기 대물렌즈는 상기 제2 레이저광의 3차 코마수차가 제로가 되는 작동거리를 가지는 것을 특징으로 한다. An optical pickup according to an embodiment of the present invention is an optical pickup including a light source of a first laser light, a light source of a second laser light, and a compatible objective lens unit, wherein the compatible objective lens unit includes a hologram element; ; An objective lens for focusing the first laser light on the first optical disk; And a hollow case accommodating the hologram element and the objective lens, wherein the hologram element includes a second optical disc on which a second laser light having a center wavelength equal to or greater than a center wavelength of the first laser light is collected. In contrast, the objective lens has a pattern of a phase transfer function of zero third order coma aberration of the second laser light at an eccentric position due to a tolerance generated when the hologram element and the objective lens are accommodated in the hollow case. The third laser coma aberration of the second laser light has a working distance that is zero.

상기 실시예들에 의하면, NA가 약 0.85인 대물렌즈를 사용하여 상기 제2 광디스크를 기록 및 재생시키는 경우, 상기 제2 레이저광이 상기 홀로그램 소자를 통과하여 생긴 3차 코마수차와 상기 제2 광디스크에서 발생하는 3차 코마수차가 서로 상쇄되어 호환형 대물렌즈 유니트에서 발생하는 파면수차를 작게 억제할 수 있는 호환형 대물렌즈 유니트와 그 설계 방법 및 광픽업을 얻을 수 있다.According to the embodiments, when recording and reproducing the second optical disc using an objective lens having an NA of about 0.85, the third coma aberration and the second optical disc generated by passing the second laser light through the hologram element The third-order coma aberrations generated by C are canceled with each other to obtain a compatible objective lens unit capable of suppressing wavefront aberration generated in the compatible objective lens unit, a design method thereof, and an optical pickup.

본 발명에서는, 제1 레이저광을 NA가 약 0.85인 대물렌즈를 사용하여 커버층 두께가 거의 0.1mm인 제1 광디스크에 집광시킨다. 또한 CD 또는 DVD 등을 포함하는 제2 광디스크와의 호환성을 유지하기 위해 제2 레이저광에 대해 커버층 두께가 0.6mm 이상이라도 구면 수차나 색수차를 보정하는 홀로그램 소자를 대물렌즈와 대 향시켜 중공형 케이스에 고정한다. 이때, 홀로그램 소자나 케이스가 일반 기계 가공 공차나 일반 조립 공차에 의해 발생하는 광축 엇갈림, 즉 홀로그램 소자의 편심은 공차와 거의 동일하거나 조금 크게 된다. 이러한 편심 위치에서도 파면수차를 최소로 하는 작동거리가 존재한다. 이 작동거리는 3차 코마수차가 제로인 위치 근방이므로 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 3차 코마수차가 제로가 되도록 설계할 수 있다.In the present invention, the first laser light is focused onto a first optical disk having a cover layer thickness of approximately 0.1 mm using an objective lens having an NA of about 0.85. Also, in order to maintain compatibility with the second optical disk including CD or DVD, the hologram element for correcting spherical aberration or chromatic aberration even when the cover layer thickness is 0.6 mm or more with respect to the second laser light is opposed to the objective lens. Secure it to the case. At this time, the optical axis shift caused by the hologram element or the case due to the general machining tolerance or the general assembly tolerance, that is, the eccentricity of the hologram element is almost equal to or slightly larger than the tolerance. Even in this eccentric position, there is a working distance that minimizes wavefront aberration. Since the working distance is near the position where the third order coma is zero, the phase transfer function of the hologram element can be designed such that the third order coma is zero.

본 발명의 설계 방법에서는, 2점의 작동거리에서 각각 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 설계한 후, 편심시의 3차 코마수차를 각각으로 산출한다. 이들 작동거리와 3차 코마수차의 관계를 그래프에 나타내었을 때 이 2점을 직선으로 연결하여 3차 코마수차가 제로가 되는 점을 외삽으로 결정한다. 이 점이 구하는 작동거리로서, 이 점으로 산출한 위상 전달 함수에 의해 홀로그램 소자의 패턴이 결정된다.In the design method of the present invention, after designing the phase transfer function of the hologram element at two working distances, the third order coma aberration at the time of eccentricity is calculated as each. When the relationship between these working distances and the third-order coma aberration is shown on the graph, extrapolation of the point where the third-order coma aberration becomes zero is made by connecting these two points in a straight line. This point is the working distance determined, and the pattern of the hologram element is determined by the phase transfer function calculated from this point.

이 결과, 대물렌즈와 홀로그램 소자의 광축 엇갈림에 의해 발생하는 3차 코마수차를 매우 작게 할 수 있어 호환형 대물렌즈 유니트를 형성할 수 있게 되고 차세대 DVD, DVD, CD 등을 포함하는 호환형 광픽업 및 광구동 장치가 가능해진다.As a result, the third coma aberration caused by the optical axis stagger between the objective lens and the hologram element can be made very small, thereby making it possible to form a compatible objective lens unit, and compatible optical pickup including next-generation DVD, DVD, CD, etc. And an optical drive device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a compatible objective lens unit, a design method thereof, and a compatible optical pickup according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트를 나타내는 개략적인 단면도이며, 도 1b는 도 1a의 홀로그램 소자의 패턴을 나타내는 모식도이다.FIG. 1A is a schematic cross-sectional view illustrating a compatible objective lens unit according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a pattern of the hologram element of FIG. 1A.

도 1a를 참조하면, 본 실시예의 호환형 대물렌즈 유니트(5)는 홀로그램 소자(25)와, 대물렌즈(30)와, 상기 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30)가 수용되는 중 공형 케이스(35)를 구비한다. Referring to FIG. 1A, the compatible objective lens unit 5 of the present exemplary embodiment has a hollow case in which a hologram element 25, an objective lens 30, and the hologram element 25 and the objective lens 30 are accommodated. 35 is provided.

홀로그램 소자(25)는 광디스크(미도시)쪽 즉, 대물렌즈(30)쪽으로 회절 격자 모양의 패턴영역(27)이 형성된 글래스 기판으로 이루어진다. 이 홀로그램 소자(25)는 수정이나 액정 등의 이방성 결정으로 구성해도 좋으며, 이 경우에는 편광 홀로그램이 된다.The hologram element 25 is formed of a glass substrate having a diffraction grating pattern region 27 toward an optical disk (not shown), that is, toward the objective lens 30. The hologram element 25 may be made of anisotropic crystals such as quartz and liquid crystal, and in this case, it becomes a polarization hologram.

대물렌즈(30)는, 예를 들어 BD 규격으로 설계된 것으로, 대략 0.85의 NA를 가지며, BD용 제1 레이저광을 집광한다.The objective lens 30, for example, is designed according to the BD standard, has an NA of approximately 0.85, and condenses the first laser light for BD.

상기 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30)는 홀로그램 소자(25)의 패턴영역(27)면과 대물렌즈(30)의 볼록한 면이 대향되도록 중공형 케이스(35) 안에 수용되어 있다. 이와 같이 상기 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30)가 배치됨에 따라, 패턴영역(27)면이나 대물렌즈(30)의 볼록한 면에 먼지가 달라붙는 것을 방지할 수 있다.The hologram element 25 and the objective lens 30 are accommodated in the hollow case 35 so that the pattern region 27 surface of the hologram element 25 and the convex surface of the objective lens 30 face each other. As the hologram element 25 and the objective lens 30 are disposed in this manner, it is possible to prevent dust from adhering to the pattern region 27 surface or the convex surface of the objective lens 30.

상기 홀로그램 소자(25)는, 예를 들면 BD 규격으로 설계된 대물렌즈(30)를 HD DVD 규격, DVD 규격 혹은 CD 규격에 대응시킨 경우에 발생하는 구면수차나 색수차를 보정하는 역할을 한다. 홀로그램 소자(25)의 패턴은, 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30) 사이의 거리나 광디스크와 대물렌즈(30) 사이의 작동거리에 따라 다르다. 따라서 패턴이 적당하지 않으면 광학 특성이나 조립 공차 등에도 차이가 생기고, 광축 엇갈림에 약해지기 때문에 광축(10)의 조정이 필요해지는 경우가 있다.The hologram element 25 serves to correct spherical aberration and chromatic aberration generated when, for example, the objective lens 30 designed in the BD standard corresponds to the HD DVD standard, the DVD standard or the CD standard. The pattern of the hologram element 25 depends on the distance between the hologram element 25 and the objective lens 30 or the working distance between the optical disc and the objective lens 30. Therefore, if the pattern is not suitable, the optical characteristics, assembly tolerances, etc., may also be different, and the optical axis may be weakened, so the optical axis 10 may need to be adjusted.

도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 홀로그램 소자(25)의 패턴영역(27)에는 동심 원호의 부등 피치 곡선군이 형성된다. 상기 홀로그램 소자(25)는, 패턴영역(27) 에 광이 입사되면, 1차광 등의 회절광을 생성하는 기능을 가진다. 이와 같은 패턴은, 예를 들면 잔류하는 부분에 패턴 마스크를 만들어 습식 식각이나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등에 의한 건식 식각을 사용하여 형성되거나, 절삭 가공에 의해 형성될 수 있다. 여기에서 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30) 사이의 간격은, 예를 들면 0.5∼1.0㎜가 적합하다. 또 대물렌즈(30)에는, 예를 들면 초점거리가 1.98mm, 개구경이 φ3.37mm인 글래스제 싱글 몰드 렌즈가 사용될 수 있다.As shown in Fig. 1B, an unequal pitch curve group of concentric arcs is formed in the pattern region 27 of the hologram element 25. Figs. The hologram element 25 has a function of generating diffracted light such as primary light when light is incident on the pattern region 27. Such a pattern may be formed by, for example, making a pattern mask on the remaining portion and using dry etching by wet etching, chemical vapor deposition (CVD), or the like, or by cutting. As for the space | interval between the hologram element 25 and the objective lens 30, 0.5-1.0 mm is suitable here, for example. As the objective lens 30, for example, a single mold lens made of glass having a focal length of 1.98 mm and an aperture diameter of 3.37 mm can be used.

본 실시예에 의하면, NA가 약 0.85인 대물렌즈(30)를 사용하여 DVD나 CD 등을 기록 재생할 때, DVD나 CD용 레이저광이 홀로그램 소자(25)를 통과하여 생긴 3차 코마수차와 디스크에서 발생하는 3차 코마수차가 서로 상쇄되기 때문에 호환형 대물 랜즈 유니트에서 발생하는 파면수차를 작게 억제할 수 있어 광축(10)의 조정을 필요로 하지 않는 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 얻을 수 있다.According to this embodiment, when the DVD or CD is recorded and reproduced using the objective lens 30 having an NA of about 0.85, the third coma aberration and the disc generated by the laser beam for the DVD or CD pass through the hologram element 25. Since the third coma aberrations generated by C are canceled with each other, the wave front aberration generated by the compatible objective lens unit can be suppressed to be small, thereby obtaining a compatible objective lens unit 5 that does not require adjustment of the optical axis 10. have.

도 2a 및 도 2b는 본 실시예의 호환형 대물렌즈 유니트(5)에 광을 투과시켰을 때의 광경로를 나타내는 모식도로서, 도 2a는 BD 광학계의 광경로이고, 도 2b는 HD DVD 또는 DVD 또는 CD 광학계의 광경로이다. 여기에서 대물렌즈(30)는 NA가 0.85이고, BD 및 HD DVD의 중심 파장은, 예를 들면 약 405㎚이고, DVD가 650㎚이고 CD가 780㎚이다. 2A and 2B are schematic diagrams showing the optical path when light is transmitted through the compatible objective lens unit 5 of the present embodiment. FIG. 2A is an optical path of the BD optical system, and FIG. 2B is an HD DVD or DVD or CD. It is the optical path of the optical system. Here, the objective lens 30 has an NA of 0.85, a center wavelength of BD and HD DVD is, for example, about 405 nm, a DVD of 650 nm, and a CD of 780 nm.

도면을 참조하면, 홀로그램 소자(25)의 패턴영역(27)은, 중앙부 영역(27a)과 그 둘레에 마련된 중앙부 영역(27a)과는 다른 패턴을 가지는 외주부 영역(27b)을 가진다. 상기 중앙부 영역(27a)의 평면 치수는, 개구 제한 소자(33)의 개구보다 작도록 설계된다.Referring to the drawings, the pattern region 27 of the hologram element 25 has an outer peripheral region 27b having a pattern different from the central region 27a and the central region 27a provided around the hologram element 25. The planar dimension of the central region 27a is designed to be smaller than the opening of the opening limiting element 33.

도 2a에 도시한 바와 같이, BD에서는 약 405㎚의 중심 파장을 가지는 평행 광속이, 개구 제한 소자(33)를 통해 홀로그램 소자(25)에 입사되며, 홀로그램 소자(25)에서 0차광으로서 회절되지 않고 그대로 평행 광속으로서 투과되고, 대물렌즈(30)를 통해 약 0.1㎜의 커버층 두께를 가지는 광디스크상에 수렴된다. 여기에서 홀로그램 소자(25)에 형성된 홀로그램 패턴은, 그 깊이를 BD에서 사용하는 파장의 정수배로 함으로써, BD의 파장의 광이 패턴영역(27)에서 회절되지 않고 그대로 투과되도록 설계되어 있다.As shown in Fig. 2A, in the BD, a parallel light beam having a center wavelength of about 405 nm is incident on the hologram element 25 through the aperture limiting element 33, and is not diffracted as zero-order light in the hologram element 25. Without being transmitted as a parallel light beam and converged on the optical disk having a cover layer thickness of about 0.1 mm through the objective lens 30. Here, the hologram pattern formed in the hologram element 25 is designed so that the light of the wavelength of BD is transmitted as it is without diffraction in the pattern area 27 by making the depth into integer multiple of the wavelength used by BD.

한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, DVD나 CD에서 사용하는 파장의 평행 광속은, 개구 제한 소자(33)를 통해 홀로그램 소자(25)에 입사되면, 홀로그램 소자(25)에 형성된 패턴영역 중 중앙부 영역(27a)에서 회절되어 발산광이 되고, 대물렌즈(30)를 통해 약 0.6㎜ 두께 또는 약 1.2㎜ 두께의 커버층을 가지는 광디스크상에 집광된다. 여기에서 광축 부근의 광은, 홀로그램 패턴(27)의 중앙부 영역(27a)에서 회절되어 발산광이 되어 대물렌즈에 입사된다. 한편 외주부 영역(25b)에 입사된 광은, 대물렌즈(30)와는 다른 방향으로 산란되고, 대물렌즈(30)에는 입사되지 않는다.On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the parallel light flux of the wavelength used in the DVD or CD is incident on the hologram element 25 through the opening limiting element 33, the center portion of the pattern region formed in the hologram element 25 is formed. It is diffracted in the area 27a to be divergent light, and is condensed on the optical disk having a cover layer of about 0.6 mm thickness or about 1.2 mm thickness through the objective lens 30. Here, light near the optical axis is diffracted at the central region 27a of the hologram pattern 27 to become divergent light and enter the objective lens. On the other hand, the light incident on the outer circumferential region 25b is scattered in a direction different from that of the objective lens 30 and is not incident on the objective lens 30.

나아가, 호환형 대물렌즈 유니트(5)는, 홀로그램 소자(25)로서 편광 홀로그램을 채용하고, BD에서는 P편광, HD DVD에서는 S편광을 사용함으로써, BD와 HD DVD에 대하여, 도 2a와 도 2b에 나타난 바와 같은 효과, 즉 호환성을 갖도록 할 수 있다.Furthermore, the compatible objective lens unit 5 employs a polarization hologram as the hologram element 25, and uses P-polarized light in BD and S-polarized light in HD DVD, so that the BD and the HD DVD are shown in FIGS. 2A and 2B. It is possible to have an effect as shown in the above, that is, compatibility.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 다른 파장의 레이저광을 사용하는 다양한 사 양의 광디스크에 대해, 하나의 대물렌즈(30)로 대응할 수 있고, 일반의 기계적 공차나 조립 공차에 의해 생긴 편심에 의해 발생하는 파면수차의 악화를 최소로 하는 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 얻을 수 있다.Thus, according to this embodiment, it is possible to cope with one objective lens 30 with respect to various types of optical discs using laser light of different wavelengths, and is generated by eccentricity caused by general mechanical tolerance or assembly tolerance. A compatible objective lens unit 5 can be obtained which minimizes the deterioration of wavefront aberration.

그런데, 본 발명자는 대물렌즈의 작동거리를 최적화함으로써 홀로그램 소자의 편심(이하, 홀로그램 편심)의 허용치를 크게 할 수 있다는 것을 발견했다. 이 견해에 기초하여 개발한 호환형 대물렌즈 유니트(5)에 대해서 이하에 설명한다.By the way, the inventors have found that the tolerance of the eccentricity of the hologram element (hereinafter, referred to as hologram eccentricity) can be increased by optimizing the working distance of the objective lens. The compatible objective lens unit 5 developed on the basis of this viewpoint will be described below.

도 3은, 본 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트(5)의 홀로그램 편심과, 파면수차와의 작동거리 의존성을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the operating distance dependence between the hologram eccentricity and the wave front aberration of the compatible objective lens unit 5 according to the present embodiment.

여기에서 횡축은 홀로그램 편심(마이크로미터)이고, 종축은 파장이 약 650마이크로미터일 때의 파면수차(λrms)이다. 작동거리(WD)는 0.65∼0.71㎜까지 0.1㎜마다 의존성을 평가했다. 사용되는 파장대는 약 650㎚이다.Here, the horizontal axis is hologram eccentricity (micrometer), and the vertical axis is wavefront aberration (λrms) when the wavelength is about 650 micrometers. The working distance WD evaluated the dependence every 0.1 mm from 0.65 to 0.71 mm. The wavelength band used is about 650 nm.

도 3에서, 작동거리가 0.68㎜일 때, 홀로그램 편심의 허용치가 최대가 되어 홀로그램 편심 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 파면수차의 상한을 0.03λrms로 하는 경우, 홀로그램 편심의 허용치는 50마이크로미터가 된다. 또한, 작동거리를 정확하게 선택하지 않으면 파면수차가 0.03λrms보다 커지는 것이 예상되어, 포커싱 오차나 트래킹 오차 등을 바르게 검출할 수 없다.In Fig. 3, it can be seen that when the working distance is 0.68 mm, the allowable value of the hologram eccentricity is maximized and the hologram eccentricity characteristic is improved. For example, when the upper limit of the wave front aberration is 0.03 lambda rms, the allowable value of the hologram eccentricity is 50 micrometers. In addition, if the operating distance is not correctly selected, the wave front aberration is expected to be larger than 0.03 lambda rms, so that a focusing error or a tracking error cannot be detected correctly.

여기에서 대물렌즈(30)의 외직경 공차가, 예를 들면 상한 0/하한 마이너스 20마이크로미터이고, 홀로그램 외직경 공차가, 예를 들면 상한 하한 모두 25마이크로미터이고, 중공형 케이스(35)의 대물렌즈(30)의 감합부(勘合部)의 공차가, 예를 들면 상한 20마이크로미터/하한 0이고, 중공상 케이스(35)의 홀로그램 소자(25)의 감합부 공차가, 예를 들면 상한 하한 모두 20마이크로미터라면, 단순히 각 부위의 상한 공차의 총합은 65마이크로미터이고, rms(표준편차) 환산하면 35마이크로미터가 된다. 따라서, 작동거리를 0.68㎜로 하면, 호환형 대물렌즈 유니트(5)는 대략 15마이크로미터의 여유(마진)를 가질 수 있기 때문에 광축 조정을 하지 않고 기계적 정밀도로 조립될 수 있다.Here, the outer diameter tolerance of the objective lens 30 is, for example, the upper limit 0 / lower limit minus 20 micrometers, and the hologram outer diameter tolerance is, for example, both the upper limit and the lower limit are 25 micrometers, and the hollow case 35 The tolerance of the fitting portion of the objective lens 30 is, for example, an upper limit of 20 micrometers / lower limit, and the tolerance of the fitting portion of the hologram element 25 of the hollow case 35 is, for example, an upper limit. If the lower limit is 20 micrometers, then the sum of the upper and lower tolerances of each part is 65 micrometers, and in terms of rms (standard deviation), it is 35 micrometers. Therefore, if the working distance is 0.68 mm, the compatible objective lens unit 5 can have a margin (margin) of approximately 15 micrometers, so that it can be assembled with mechanical precision without adjusting the optical axis.

한편, 수차나 스폿 형상을 측정하면서 광축(10)을 조정하는 방법도 있지만, 광학계의 일반적인 조립 공차는 5∼10마이크로미터 정도밖에 없기 때문에 광축(10) 엇갈림을 수정하려면 복잡한 조정 기술이 필요하게 되고, 조립 시간이 소요됨과 동시에 수득율도 저하된다는 문제가 생긴다. 이에 반해, 본 실시예에 의하면, 기계적 정밀도로 실장해도 광축(10)의 엇갈림은 허용치의 범위 내로 억제될 수 있기 때문에, 광축(10)을 조정하지 않고 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 조립할 수 있고 수득율도 향상될 수 있다.On the other hand, there is also a method of adjusting the optical axis 10 while measuring aberrations and spot shapes, but since the general assembly tolerance of the optical system is only about 5 to 10 micrometers, complex adjustment techniques are required to correct the optical axis 10 staggering. The problem arises that the assembly time takes time and the yield decreases. On the other hand, according to the present embodiment, even when mounted with mechanical precision, the stagger of the optical axis 10 can be suppressed within the allowable range, so that the compatible objective lens unit 5 can be assembled without adjusting the optical axis 10. And the yield can be improved.

다음으로, 작동거리와 편심 특성의 관계를 조사하기 위해 홀로그램 편심을 50마이크로미터로 했을 때의 각 수차 성분의 광학 거동에 대해서 설명한다.Next, the optical behavior of each aberration component when the hologram eccentricity is set to 50 micrometers in order to investigate the relationship between the working distance and the eccentricity characteristic will be described.

도 4는, 홀로그램 편심이 50마이크로미터 발생했을 때의 작동거리에 대한 각 수차 성분의 수차 거동을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the aberration behavior of each aberration component with respect to the working distance when the hologram eccentricity is generated at 50 micrometers.

여기에서 횡축은 작동거리(㎜)이고, 종축은 파장이 약 650마이크로미터일 때의 수차(λrms)이다. 각 수차 성분이란, 비점수차(AS)와 3차의 코마수차(COMA3)와, 5차의 코마수차(COMA5)와, 이들 종합 성분(Total)이다. 이러한 각 수차 성분 이외에는 구면 수차 등이 있지만, 매우 적기 때문에 개별적인 수차 성분으로서 표시하 지 않고 종합 성분에 포함시켰다.Here, the horizontal axis is the working distance (mm) and the vertical axis is the aberration (λrms) when the wavelength is about 650 micrometers. Each aberration component is astigmatism AS, 3rd order coma (COMA3), 5th order coma (COMA5), and these total components (Total). There are spherical aberrations, etc. in addition to each of these aberration components, but since they are very small, they are included in the overall components without being marked as individual aberration components.

도 4로부터, 홀로그램 편심량이 일반적인 기계적 공차보다 커도 파면수차의 종합 성분이 작은 값을 나타내는 작동거리가 존재하는 것을 알 수 있다. 이것은, 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30)와의 광축 엇갈림에 의해 발생한 광축(10)이 거꾸러 됨으로써, 대물렌즈(30)와 디스크(70)에서 발생하는 3차 코마수차와, 홀로그램 소자(25)와 대물렌즈(30)의 광축 엇갈림에 의해 발생한 3차 코마수차가 상쇄되기 때문이라고 추측된다.It can be seen from FIG. 4 that even if the hologram eccentricity is larger than the general mechanical tolerance, there exists an operating distance that shows a small value of the total component of the wavefront aberration. This is because the optical axis 10 caused by the optical axis stagger between the hologram element 25 and the objective lens 30 is reversed, thereby causing the third order coma aberration generated in the objective lens 30 and the disk 70 and the hologram element 25. ) And the third coma aberration caused by the optical axis stagger of the objective lens 30 is canceled out.

다음으로, 호환형 대물렌즈 유니트(5)의 홀로그램 패턴의 설계 방법을 설명한다.Next, a design method of the hologram pattern of the compatible objective lens unit 5 will be described.

도 5는, 본 실시예에 관한 호환형 대물렌즈 유니트(5)의 설계 방법을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 6은, 작동거리와 3차 코마수차와의 관계를 예시한 그래프이다.5 is a flowchart showing a design method of the compatible objective lens unit 5 according to the present embodiment. 6 is a graph illustrating a relationship between the working distance and the third coma aberration.

우선 NA가 0.85인 대물렌즈(30)을 사용하여 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25) 간의 거리를 사전에 결정한다. 여기에서 이 거리는, 예를 들면 0.5∼1㎜ 정도가 바람직하다.First, the distance between the objective lens 30 and the hologram element 25 is determined in advance using the objective lens 30 having NA of 0.85. As for this distance, about 0.5-1 mm is preferable here, for example.

그리고 DVD 또는 CD의 레이저광을 사용하여 제1 작동거리를 결정한다(단계 S100). 여기에서 이 거리는 예를 들면 0.6㎜로 할 수 있다. 그리고, 제1 작동거리를 사용하여 홀로그램 소자(25)의 위상 전달 함수를 결정한다(단계 S110). 이 위상 함수의 설계에는, 예를 들면 ZEMAX(상표)사의 「Binary Optics2」를 사용할 수 있다. 계속해서 홀로그램 편심을 50마이크로미터로 한 상태에서 제1의 3차 코마수차를 산출하여 도 6에 도시한 바와 같이 A점을 결정한다(S120).Then, the first working distance is determined using the laser light of the DVD or CD (step S100). Here, this distance can be 0.6 mm, for example. Then, the phase transfer function of the hologram element 25 is determined using the first working distance (step S110). For the design of this phase function, "Binary Optics2" of ZEMAX (trademark) can be used, for example. Subsequently, the first third-order coma aberration is calculated with the hologram eccentricity set to 50 micrometers, and the point A is determined as shown in FIG. 6 (S120).

다음으로, 제1 작동거리와는 다른 임의의 제2 작동거리를 사용하여 위상 전달 함수를 결정한다(단계 S130). 그리고 홀로그램 편심을 50마이크로미터로 한 상태에서 제2의 3차 코마수차를 산출하여 도 6에 도시한 바와 같이 B점을 결정한다(단계 S140).Next, the phase transfer function is determined using an arbitrary second working distance different from the first working distance (step S130). The second third order coma aberration is calculated with the hologram eccentricity set to 50 micrometers, and the point B is determined as shown in Fig. 6 (step S140).

다음으로, A점과 B점을 연결하는 직선을 외삽하여 3차 코마수차가 제로가 되는 제3 작동거리, 도 6에 도시한 바와 같이, 예를 들면 C점을 결정한다(단계 S150). 그리고 제3 작동거리에서의 위상 전달 함수를 산출하여 홀로그램 패턴을 결정한다(단계 S160). 이로써 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 얻을 수 있게 된다.Next, by extrapolating a straight line connecting the points A and B, the third working distance at which the third coma aberration becomes zero, as shown in FIG. 6, for example, determines the point C (step S150). The hologram pattern is determined by calculating a phase transfer function at the third working distance (step S160). This makes it possible to obtain the compatible objective lens unit 5.

이상, 본 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트(5)의 설계 방법을 설명하였다. In the above, the design method of the compatible objective lens unit 5 according to the present embodiment has been described.

그런데, 홀로그램 소자(25)의 대물렌즈(30)쪽은 평면이기 때문에 평행광이 입사된 경우, 반사광이 레이저 소자로 돌아가 모드 홉(mode hop)을 일으킬 가능성이 있다. 이것을 방지하기 위한, 홀로그램 소자(25)면을 기울였을 때의 파면수차에 대해서 이하에 설명한다.However, since the objective lens 30 side of the hologram element 25 is planar, when parallel light is incident, there is a possibility that the reflected light returns to the laser element and causes a mode hop. In order to prevent this, wavefront aberration when the hologram element 25 is tilted will be described below.

도 7은, 본 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트(5)의 홀로그램 소자(25)면의 경사각과 파면수차의 관계를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the inclination angle and the wave front aberration of the surface of the hologram element 25 of the compatible objective lens unit 5 according to the present embodiment.

여기에서 횡축은 홀로그램 소자(25)면의 경사각(°)이고, 종축이 파면수차(λrms)이다. 또 작동거리는, 예를 들면 0.68㎜로 하였다.Here, the horizontal axis is the inclination angle (°) of the surface of the hologram element 25, and the vertical axis is the wavefront aberration (λrms). Moreover, the working distance was 0.68 mm, for example.

도 7로부터, 예를 들면 홀로그램 소자(25)면을 1° 기울인 경우는, 파면수차 가 0.007λrms 정도이므로, 파면수차에 영향을 주지 않는 범위라는 것을 알 수 있다. 만일 경사각을 1°기울인 상태에서 약 50마이크로미터의 홀로그램 편심이 발생하여도 그 파면수차는 0.031λrms로서 허용 범위내로 수렴할 수 있다.7 shows that, for example, when the surface of the hologram element 25 is inclined by 1 °, since the wave front aberration is about 0.007 lambda rms, the wave front aberration is not affected. If a hologram eccentricity of about 50 micrometers occurs with an inclination angle of 1 °, the wave front aberration is 0.031 lambda rms and can converge within the allowable range.

도 8은, 본 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트(5)의 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25) 사이의 중심 거리로부터의 편차에 대한 파면수차(RMS)와 작동거리(WD)와의 관계를 나타내는 그래프이다.8 shows the wave front aberration RMS and the operating distance WD for the deviation from the center distance between the objective lens 30 and the hologram element 25 of the compatible objective lens unit 5 according to the present embodiment. Graph showing the relationship.

여기에서 횡축은 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25) 사이의 거리(마이크로미터)의 편차에 대해 좌종축은 파장이 약 405마이크로미터일 때의 파면수차(λrms)이며, 우종축은 작동거리(㎜)이다. 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25)와의 중심 거리는, 예를 들면 0.78㎜이다.Here, the horizontal axis is the deviation of the distance (micrometer) between the objective lens 30 and the hologram element 25, and the left vertical axis is wavefront aberration (λrms) when the wavelength is about 405 micrometers, and the right vertical axis is the working distance. (Mm). The center distance of the objective lens 30 and the hologram element 25 is 0.78 mm, for example.

이와 같이 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25) 간의 거리(광축 방향)가 중심값보다도 예를 들면 플러스 마이너스 0.1mm 정도 이동한 경우에도 파면수차는 허용범위 내로 수렴되는 것을 확인할 수 있다.Thus, even when the distance between the objective lens 30 and the hologram element 25 (the optical axis direction) is shifted by about minus 0.1 mm from the center value, for example, the wave front aberration converges within the allowable range.

이상, 본 실시예에 따른 호환형 대물렌즈 유니트(5)에 대해서 설명했다.In the above, the compatible objective lens unit 5 which concerns on a present Example was demonstrated.

다음으로, 본 실시예의 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 사용한 광픽업(37)에 대해서 설명한다.Next, the optical pickup 37 using the compatible objective lens unit 5 of this embodiment will be described.

도 9는, 본 실시예의 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 사용한 BD/DVD/CD 호환형 광픽업(37)의 기본 구조를 예시하는 모식 단면도이다.9 is a schematic sectional view illustrating the basic structure of a BD / DVD / CD compatible optical pickup 37 using the compatible objective lens unit 5 of the present embodiment.

광픽업(37)은 DVD용 홀로그램 유니트(40)와, 다이크로익 프리즘(42)과, 제2 다이크로익 미러(44)과, 1/4 파장판(46)과, 홀로그램 소자(25)와, 대물렌즈(30)와, 개구 제한 소자(33)와, CD용 홀로그램 유니트(50)와, 콜리메이팅 렌즈(52a),(52b)와, BD용 레이저 소자(60)와, 보조 렌즈(61)와, 프론트 모니터(62)와, 편광 프리즘(63)과, 기동 미러(64)와, 검출 렌즈(66)와, 광검출기(68)를 구비한다.The optical pickup 37 includes a DVD hologram unit 40, a dichroic prism 42, a second dichroic mirror 44, a quarter wave plate 46, and a hologram element 25. And the objective lens 30, the aperture limiting element 33, the CD hologram unit 50, the collimating lenses 52a and 52b, the BD laser element 60, and the auxiliary lens ( 61, a front monitor 62, a polarizing prism 63, a starting mirror 64, a detection lens 66, and a photodetector 68 are provided.

우선, DVD의 광학계의 광경로에 대해서 설명한다.First, the optical path of the optical system of the DVD will be described.

DVD 홀로그램 유니트(40)로부터 출사되는 약 650㎚의 파장을 가지는 발산광은 다이크로익 프리즘(42)에 입사되고, 다이크로익 프리즘(42)을 통해 다이크로익 미러(44)으로 반사되고, 1/4 파장판(46)을 통해 홀로그램 소자(25)에 입사된다. 다이크로익 프리즘(42)은 파장 선택성을 가지고, 약 650㎚의 파장의 광은 투과시키고 약 780㎚의 파장의 광은 반사시키는 역할을 한다. 다이크로익 미러(44)은 파장이 약 405㎚인 광만을 투과시키는 역할을 가진다. 또 1/4 파장판(46)에 의해 발산광은 원편광으로 변환된다. 개구 제한 소자(33)를 통해 홀로그램 소자(25)에 입사된 발산광은, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 대물렌즈(30)를 통해 커버층 두께가 0.6㎜인 광디스크(70)의 신호 기록층으로 수렴된다(왕로(往路)).The divergent light having a wavelength of about 650 nm emitted from the DVD hologram unit 40 is incident on the dichroic prism 42 and reflected through the dichroic prism 42 to the dichroic mirror 44, It enters into the hologram element 25 through the quarter wave plate 46. The dichroic prism 42 has wavelength selectivity, and serves to transmit light having a wavelength of about 650 nm and reflect light having a wavelength of about 780 nm. The dichroic mirror 44 serves to transmit only light having a wavelength of about 405 nm. The divergent light is converted into circularly polarized light by the quarter wave plate 46. The divergent light incident on the hologram element 25 through the aperture limiting element 33 has a cover layer thickness of 0.6 mm through the objective lens 30 as shown in FIG. 2 (b). It converges to the signal recording layer (path).

여기에서 홀로그램 소자(25)에 광축 엇갈림이 발생하는 경우, 약 650㎚의 파장의 레이저광이 통과하면 3차 코마수차가 발생하는데, 본 실시예에 의하면 3차 코마수차의 발생이 매우 적은 작동거리에서 산출한 위상 함수를 사용하여 패턴을 형성함으로써 홀로그램 소자(25)의 광축 엇갈림에 의한 파면수차의 악화를 억제할 수 있다.In the case where optical axis staggers occur in the hologram element 25, third-order coma aberration occurs when a laser beam having a wavelength of about 650 nm passes. According to the present embodiment, an operation distance with very little generation of third-order coma aberration is generated. Deterioration of wavefront aberration due to optical axis staggering of the hologram element 25 can be suppressed by forming a pattern using the phase function calculated by

광디스크(70)로부터의 반사광은, 거의 왕로를 되돌아 오는 광경로를 취한다. 즉, 반사광은, 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25)와 개구 제한 소자(33)를 순서대 로 투과하고, 1/4 파장판(46)에서 직선 편광으로 변환되고, 다이크로익 미러(44)에서 반사되어 다이크로익 프리즘(42)을 통해 왕로와는 다른 광경로로 분기되어 DVD 홀로그램 유니트(40)에 설치된 미도시된 DVD용 광검출기에서 수광된다. 수광되는 광은, 광검출기에서 전기 신호로 변환되어 서브 신호 및 광디스크(70)의 신호 정보가 검출된다(복로(復路)).The reflected light from the optical disc 70 takes an optical path that almost returns to the royal road. That is, the reflected light passes through the objective lens 30, the hologram element 25, and the aperture limiting element 33 in order, is converted into linearly polarized light in the quarter wave plate 46, and the dichroic mirror ( 44 is reflected by the dichroic prism 42 and diverged to a different light path from the path to be received by a photodetector for a DVD, not shown, installed in the DVD hologram unit 40. The received light is converted into an electrical signal by the photodetector, and the signal information of the sub-signal and the optical disc 70 is detected (path).

다음으로, BD의 광학계의 광경로에 대해서 설명한다.Next, the optical path of the optical system of the BD will be described.

약 405㎚의 발산광이 BD용 레이저 소자(60)로부터 출사되어, 보조 렌즈(61)에서 발산을 좁혀 편광 프리즘(63)에 입사된다. 편광 프리즘(63)은 입사되는 광을 종진동을 가지는 직선 편광(이하 S편광으로 약칭)과 횡진동을 가지는 직선 편광(이하 P편광으로 약칭)으로 분리하는 역할을 한다. 편광 프리즘(63)에서 투과된 P편광 성분의 광은, 프론트 모니터(62)에서 수광되고, 그 정보가 BD레이저 소자(60)의 제어 회로(미도시)로 피드백되어, 출사되는 레이저광이 소정의 강도를 갖도록 한다. 편광 프리즘(63)에서 반사된 S편광 성분의 반사광은, 콜리메이팅 렌즈(52b)에서 대략 평행 광속으로 변환되고, 기동 미러(64)에서 반사되어 다이크로익 미러(44)을 통해 1/4 파장판(46)으로 입사된다. 평행 광속은 1/4 파장판(46)에서 원편광으로 변환된 후, 개구 제한 소자(33)와 홀로그램 소자(25)를 순서대로 통하여 대물렌즈(30)에 입사되어 광디스크(70)의 신호 기록층으로 수렴된다. 여기에서 홀로그램 소자(25)에 입사된 광은, 도 2a에 도시된 바와 같이 홀로그램 소자(25)에는 영향을 받지 않고 0차로 광디스크(70)에 입사된다.Divergence light of about 405 nm is emitted from the BD laser element 60, narrows the divergence in the auxiliary lens 61, and enters the polarizing prism 63. The polarizing prism 63 serves to separate the incident light into linearly polarized light having a longitudinal vibration (hereinafter abbreviated as S-polarized light) and linearly polarized light having lateral vibration (hereinafter abbreviated as P-polarized light). The light of the P polarization component transmitted by the polarizing prism 63 is received by the front monitor 62, the information is fed back to the control circuit (not shown) of the BD laser element 60, and the laser light emitted is predetermined. It should have strength of. The reflected light of the S-polarized component reflected by the polarizing prism 63 is converted into a substantially parallel light beam by the collimating lens 52b, and reflected by the starting mirror 64 and ¼ wavelength through the dichroic mirror 44. Incident on plate 46. The parallel light beam is converted into circularly polarized light in the quarter wave plate 46, and then enters the objective lens 30 through the aperture limiting element 33 and the hologram element 25 in order to record the signal of the optical disc 70. Converges into layers. Light incident on the hologram element 25 is incident on the optical disk 70 in the zero order without being affected by the hologram element 25 as shown in FIG. 2A.

광디스크(70)에서 반사된 반사광은, 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25)와 개 구 제한 소자(33)를 순서대로 통과하며, 1/4 파장판(46)에 의해 P편광으로 변환되고, 다이크로익 미러(44)을 통해 기동 미러(64)에서 반사되고, 콜리메이팅 렌즈(52b)를 통해 편광 프리즘(63)으로 입사된다. 이 때 복로에서 편광 프리즘(63)에 입사된 광은, P편광이기 때문에 편광 프리즘(63)을 투과하여 검출 렌즈(66)를 통해 광검출기(68)에 수광된다. 수광되는 광은 광검출기(68)에 의해 전기 신호로 변환되고, 서보 신호 및 광디스크(70)의 신호 정보로서 검출된다(복로).The reflected light reflected from the optical disk 70 passes through the objective lens 30, the hologram element 25, and the aperture limiting element 33 in order, and is converted into P-polarized light by the quarter wave plate 46. And is reflected by the starting mirror 64 through the dichroic mirror 44 and is incident on the polarizing prism 63 through the collimating lens 52b. At this time, the light incident on the polarizing prism 63 in the return path is P-polarized light, so that it passes through the polarizing prism 63 and is received by the photodetector 68 through the detection lens 66. The received light is converted into an electric signal by the photodetector 68, and detected as the signal information of the servo signal and the optical disc 70 (return).

다음으로, CD의 광학계에 대해서 설명한다.Next, the optical system of the CD will be described.

약 780㎚의 발산광을 CD용 홀로그램 유니트(50)로부터 조사하여 콜리메이팅 렌즈(52a)에서 평행 광속으로 변환하여 다이크로익 프리즘(42)에서 반사한 후, 다이크로익 미러(44)에서 반사하여 1/4 파장판(46)에 입사한다. 1/4 파장판(46)에서 원편광으로 변환된 광은 개구 제한 소자(33)를 통해 홀로그램 소자(25)에 입사되고 홀로그램 소자(25)에서 0차광을 이용하여 대물렌즈(30)에 입사되어 광디스크(70)에 수렴된다(왕로).About 780 nm of divergent light is irradiated from the CD hologram unit 50, converted into collimated light beams by the collimating lens 52a, reflected by the dichroic prism 42, and then reflected by the dichroic mirror 44. Incident on the quarter wave plate 46. Light converted into circularly polarized light at the quarter wave plate 46 is incident on the hologram element 25 through the aperture limiting element 33 and is incident on the objective lens 30 using the zero-order light from the hologram element 25. And converge on the optical disc 70 (return).

광디스크(70)로부터의 반사광은 거의 DVD의 광학계와 동일한 복로를 취하여 대물렌즈(30)와 홀로그램 소자(25)와 개구 제한 소자(33)과 1/4 파장판(46)을 통해 다이크로익 미러(44)에서 반사된 후, 다이크로익 프리즘(42)에서 반사되어 콜리메이팅 렌즈(52a)를 통해 CD용 홀로그램 유니트(50)의 미도시된 수광소자에 수광된다(복로).The reflected light from the optical disc 70 takes a path substantially the same as that of the optical system of the DVD, and the dichroic mirror is passed through the objective lens 30, the hologram element 25, the aperture limiting element 33, and the quarter wave plate 46. After being reflected at 44, it is reflected at the dichroic prism 42 and received by the collimating lens 52a on the light receiving element of the CD hologram unit 50 (not shown).

여기에서 본 실시예의 호환형 대물렌즈 유니트(5)는, 예를 들면 미도시된 이동 전자형 액추에이터에 설치되어 광스폿을 움직여 목표로 하는 트랙을 위치 결정 한다. 이 때 포커싱 오차의 검출에는 예를 들면, 비점수차법을 사용할 수 있고, 트래킹 오차의 검출에는, 예를 들면 헤테로다인법이나 푸쉬풀법 등의 서보 방식을 이용할 수 있다. 또 본 실시예에서는, CD 및 DVD와 호환성을 가지는 BD의 광픽업을 예시했으나, 이에 한정하지 않으며 HD DVD와 호환을 가지는 BD의 광픽업으로 할 수도 있다.Here, the compatible objective lens unit 5 of this embodiment is installed in, for example, a moving electromagnetic actuator not shown to move a light spot to position a target track. At this time, for example, an astigmatism method can be used to detect the focusing error, and a servo method such as a heterodyne method or a push-pull method can be used to detect the tracking error. In the present embodiment, the optical pickup of the BD compatible with the CD and the DVD is illustrated, but the optical pickup of the BD having the compatibility with the HD DVD is not limited thereto.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 NA가 약 0.85인 대물렌즈(30)를 사용하여 DVD나 CD 등을 기록 재생할 때, DVD나 CD용 레이저광이 홀로그램 소자(25)를 통과하여 생긴 3차 코마수차와 디스크에서 생기는 3차 코마수차가 서로 캔슬되기 때문에, 호환형 대물렌즈 유니트에서 발생하는 파면수차를 작게 억제할 수 있으며, 광축 조정을 필요로 하지 않는 호환형 대물렌즈 유니트(5)를 얻을 수 있다.As described above, according to this embodiment, when the DVD or CD is recorded and reproduced using the objective lens 30 having an NA of about 0.85, the third order generated by the laser beam for the DVD or CD passes through the hologram element 25. Since the coma aberration and the third coma aberration produced by the disc are canceled with each other, the wavefront aberration generated by the compatible objective lens unit can be suppressed to a small degree, and a compatible objective lens unit 5 that does not require optical axis adjustment can be obtained. Can be.

이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 설명했다. 그러나 본 발명은, 이들 실시예에 한정되지 않는다. 즉 본 실시예의 홀로그램의 패턴 형상, 위상 전달 함수, 작동거리, 재질, 호환형 대물렌즈 유니트를 탑재한 광픽업 및 광디스크 재생 기록 장치 등의 구성에 관하여 당업자가 각종 설계 변경을 한 것이라도, 본 발명의 특징을 가지는 한 본 발명의 범위에 포함된다.In the above, the Example of this invention was described, referring drawings. However, the present invention is not limited to these examples. That is, even if a person skilled in the art has made various design changes regarding the configuration of an optical pickup and an optical disc recording / recording device equipped with a pattern shape, phase transfer function, working distance, material, and compatible objective lens unit of the present embodiment, the present invention It is included in the scope of the present invention as long as it has the characteristics of.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, BD 등의 호환형 대물렌즈 유니트에 약 405㎚ 이외의 파장의 레이저광을 사용해도 광축 엇갈림에 의한 파면수차의 악화가 발생하기 어려워, 조립시의 광축 조정을 필요로 하지 않는 호환형 대물 렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업이 제공된다.As described above, according to the present invention, even when a laser beam having a wavelength other than about 405 nm is used for a compatible objective lens unit such as BD, deterioration of wavefront aberration due to optical axis stabilization hardly occurs, and thus optical axis adjustment during assembly is performed. A compatible objective lens unit, a design method thereof, and a compatible optical pickup that do not require the present invention are provided.

이러한 본원 발명인 호환형 대물렌즈 유니트, 그 설계 방법 및 호환형 광픽업은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The present inventors compatible objective lens unit, its design method and the compatible optical pickup has been described with reference to the embodiment shown in the drawings for the sake of understanding, but this is merely illustrative, and those skilled in the art It will be appreciated that various modifications and other equivalent embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

Claims (17)

서로 다른 종류의 광디스크에 레이저광을 집광하여 정보를 기록/재생하는 호환형 대물렌즈 유니트에 있어서,A compatible objective lens unit for recording / reproducing information by condensing laser light on different types of optical discs, 홀로그램 소자와;A hologram element; 제1 광디스크에 제1 레이저광을 집광시키는 대물렌즈와;An objective lens for focusing the first laser light on the first optical disk; 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 수용되는 중공형 케이스;를 포함하며,And a hollow case in which the hologram element and the objective lens are accommodated. 상기 홀로그램 소자는, 상기 제1 레이저 광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장의 제2 레이저광이 집광되는 제2 광디스크에 대해, 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 상기 중공형 케이스에 수용될 때 발생하는 공차에 의한 편심 위치에서 제2 레이저광의 3차 코마수차를 제로로 하는 위상 전달 함수의 패턴을 가지고,When the hologram element and the objective lens are accommodated in the hollow case for the second optical disk on which the second laser light of the center wavelength equal to or greater than the center wavelength of the first laser light is collected. Has a pattern of a phase transfer function that makes the third coma aberration of the second laser light zero at an eccentric position due to the generated tolerance, 상기 대물렌즈는 상기 제2 레이저광의 3차 코마수차가 제로가 되는 작동거리를 가지는 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.And the objective lens has an operating distance such that a third coma aberration of the second laser light becomes zero. 제1항에 있어서, 상기 대물렌즈는,The method of claim 1, wherein the objective lens, 상기 제1 광디스크의 커버층 두께가 0.1mm이고, 상기 제1 레이저광의 중심 파장이 405nm인 경우에, 상기 제1 광디스크에 상기 제1 레이저광을 집광시키는 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.And the first laser light is focused on the first optical disc when the cover layer thickness of the first optical disc is 0.1 mm and the center wavelength of the first laser light is 405 nm. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 대물렌즈의 개구수는 0.85인 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.A compatible objective lens unit, characterized in that the numerical aperture of the objective lens is 0.85. 제2항에 있어서, 상기 홀로그램 소자는,The method of claim 2, wherein the hologram element, 상기 제2 광디스크의 커버층 두께가 적어도 0.6mm인 경우에, 상기 제2 레이저광의 3차 코마수차를 제로로 하는 위상 전달 함수의 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.And a phase transfer function pattern in which the third coma aberration of the second laser light is zero when the cover layer thickness of the second optical disc is at least 0.6 mm. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제2 레이저광은 HD DVD, DVD 또는 CD에서 사용하는 레이저광 중 어느 하나의 중심 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.The second laser light has a central wavelength of any one of the laser light used in HD DVD, DVD or CD. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 홀로그램 소자는 단조 글래스 기판에 홀로그램이 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.The hologram device is a compatible objective lens unit, characterized in that the hologram is formed on the forged glass substrate. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 홀로그램 소자는 광학적인 이방 특성을 가지는 평면 기판상에 홀로그램 이 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.The hologram device is a compatible objective lens unit, characterized in that the hologram is formed on a flat substrate having an optical anisotropy. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈는, 상기 홀로그램 소자의 패턴영역면과 상기 대물렌즈의 볼록한 면이 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트.And the hologram element and the objective lens are disposed such that the pattern region surface of the hologram element and the convex surface of the objective lens face each other. 제1 레이저광을 제1 광디스크에 집광시키는 대물렌즈와, 상기 제1 레이저광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장을 가진 제2 레이저광을 제2 광디스크에 집광시킬 때 발생하는 수차를 보정하는 홀로그램 소자를 구비한 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법에 있어서,Compensating aberration generated when the objective lens for condensing the first laser light on the first optical disk and the second laser light having a central wavelength equal to or greater than the central wavelength of the first laser light on the second optical disk. In the design method of the compatible objective lens unit having a hologram element, 상기 제2 레이저광을 사용하여, 상기 대물렌즈와 제2 광디스크 사이의 제1 작동거리를 결정하는 단계와;Determining a first working distance between the objective lens and the second optical disc using the second laser light; 상기 제1 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 결정하는 단계와;Determining a phase transfer function of the hologram element at the first working distance; 상기 제1 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 편심시의 제1의 3차 코마수차를 산출하는 단계와;Calculating a first third coma aberration at the time of eccentricity of the hologram element at the first working distance; 상기 제1 작동거리와는 다른 제2 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 결정하는 단계와;Determining a phase transfer function of the hologram element at a second working distance different from the first working distance; 상기 제2 작동거리에서 상기 홀로그램 소자의 편심시의 제2의 3차 코마수차를 산출하는 단계와;Calculating a second third coma aberration at the time of eccentricity of the hologram element at the second working distance; 상기 제1의 3차 코마수차와 상기 제2의 3차 코마수차를 외삽(外揷)함으로써 3차 코마수차가 제로가 되는 제3 작동거리를 결정하는 단계와;Determining a third working distance at which the third coma aberration becomes zero by extrapolating the first third coma aberration and the second third coma aberration; 상기 제3 작동거리를 사용하여 상기 홀로그램 소자의 위상 전달 함수를 산출하고, 홀로그램 패턴을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법.Calculating a phase transfer function of the hologram element and determining a hologram pattern using the third working distance; and designing a compatible objective lens unit. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 제1 광디스크의 커버층 두께는 0.1mm이고, 상기 제1 레이저광의 중심 파장은 405nm이며, 상기 제2 광디스크의 커버층 두께는 적어도 0.6mm인 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법.The cover layer thickness of the first optical disk is 0.1mm, the central wavelength of the first laser light is 405nm, the cover layer thickness of the second optical disk is at least 0.6mm design method of the compatible optical lens unit. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 제2 레이저광은 HD DVD, DVD 또는 CD에서 사용하는 레이저광 중 어느 하나의 중심 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법.The second laser light has a central wavelength of any one of the laser light used in the HD DVD, DVD or CD design method of the compatible objective lens unit. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 9 to 11, 상기 대물렌즈의 개구수가 0.85인 것을 특징으로 하는 호환형 대물렌즈 유니트의 설계 방법.And the numerical aperture of the objective lens is 0.85. 제1 레이저광의 광원과, 제2 레이저광의 광원과, 호환형 대물렌즈 유니트를 구비하는 광픽업에 있어서,In an optical pickup comprising a light source of the first laser light, a light source of the second laser light, and a compatible objective lens unit, 상기 호환형 대물렌즈 유니트는,The compatible objective lens unit, 홀로그램 소자와;A hologram element; 제1 광디스크에 제1 레이저광을 집광시키는 대물렌즈와;An objective lens for focusing the first laser light on the first optical disk; 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 수용되는 중공형 케이스;를 포함하며,And a hollow case in which the hologram element and the objective lens are accommodated. 상기 홀로그램 소자는, 상기 제1 레이저 광의 중심 파장과 같거나 그 보다 큰 중심 파장의 제2 레이저광이 집광되는 제2 광디스크에 대해, 상기 홀로그램 소자와 상기 대물렌즈가 상기 중공형 케이스에 수용될 때 발생하는 공차에 의한 편심 위치에서 제2 레이저광의 3차 코마수차를 제로로 하는 위상 전달 함수의 패턴을 가지고,When the hologram element and the objective lens are accommodated in the hollow case for the second optical disk on which the second laser light of the center wavelength equal to or greater than the center wavelength of the first laser light is collected. Has a pattern of a phase transfer function that makes the third coma aberration of the second laser light zero at an eccentric position due to the generated tolerance, 상기 대물렌즈는 상기 제2 레이저광의 3차 코마수차가 제로가 되는 작동거리를 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업.And the objective lens has an operating distance at which the third coma aberration of the second laser light becomes zero. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 제1 레이저광은 405㎚의 중심 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업.And the first laser light has a center wavelength of 405 nm. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 제2 레이저광은 650nm 및 780nm 중 어느 한쪽의 중심 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 광픽업.The second laser light has a center wavelength of any one of 650nm and 780nm. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 13 to 15, 상기 제1 광디스크의 커버층 두께가 0.1mm이고, 상기 제2 광디스크의 커버층 두께는 적어도 0.6mm인 것을 특징으로 하는 광픽업. The cover layer thickness of the first optical disk is 0.1 mm, and the cover layer thickness of the second optical disk is at least 0.6 mm. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 13 to 15, 상기 대물렌즈의 개구수는 0.85인 것을 특징으로 하는 광픽업.The numerical aperture of the objective lens is 0.85.
KR1020060086989A 2005-12-27 2006-09-08 Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up Expired - Fee Related KR100788699B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005375427A JP4652972B2 (en) 2005-12-27 2005-12-27 Compatible objective lens unit, its design method and compatible optical pickup
JPJP-P-2005-00375427 2005-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070068996A KR20070068996A (en) 2007-07-02
KR100788699B1 true KR100788699B1 (en) 2007-12-26

Family

ID=38304682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060086989A Expired - Fee Related KR100788699B1 (en) 2005-12-27 2006-09-08 Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4652972B2 (en)
KR (1) KR100788699B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10261240A (en) 1997-03-19 1998-09-29 Sony Corp Recording/reproducing device and method therefor
JPH11149657A (en) 1997-11-14 1999-06-02 Sony Corp Information recording and reproducing device, its method and optical pickup
JP2004281034A (en) 2003-02-27 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical head device, and optical information device, computer, optical disk player, car navigation system, optical disk recorder and optical disk server using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0991749A (en) * 1995-09-25 1997-04-04 Victor Co Of Japan Ltd Optical pickup device
JP4145685B2 (en) * 2003-03-13 2008-09-03 Hoya株式会社 Optical information recording / reproducing head device
JP4419654B2 (en) * 2004-04-02 2010-02-24 コニカミノルタオプト株式会社 Optical pickup device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10261240A (en) 1997-03-19 1998-09-29 Sony Corp Recording/reproducing device and method therefor
JPH11149657A (en) 1997-11-14 1999-06-02 Sony Corp Information recording and reproducing device, its method and optical pickup
JP2004281034A (en) 2003-02-27 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical head device, and optical information device, computer, optical disk player, car navigation system, optical disk recorder and optical disk server using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4652972B2 (en) 2011-03-16
KR20070068996A (en) 2007-07-02
JP2007179627A (en) 2007-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040032815A1 (en) Compatible optical pickup
JP4595184B2 (en) Optical pickup device and objective lens
US20060262702A1 (en) Optical pickup device
EP1616327B1 (en) Optical pickup apparatus and optical system for optical pickup apparatus
US7035186B2 (en) Optical pickup for detecting thickness variation of a recording medium, and/or compensating for spherical aberration caused by thickness variation of a recording medium
US8300513B2 (en) Optical head, optical head manufacturing method and optical disc device
JP4450830B2 (en) Optical pickup
JP4785861B2 (en) Optical head device and optical disk device
JP4118869B2 (en) Optical pickup device
US20040001419A1 (en) Compatible optical pickup using beams of different wavelength easy to assemble and adjust
KR100788699B1 (en) Compatible objective lens unit, the method of designing the same and compatible optical pick-up
KR100546351B1 (en) Compatible optical pickups and optical recording and / or reproducing apparatus employing the same
JP2010211842A (en) Optical pickup, optical information reproducing device, and optical information recording and reproducing device
JP4457499B2 (en) Objective lens for optical pickup device and optical pickup device
JP4377253B2 (en) Optical pickup and optical information reproducing apparatus or optical information recording / reproducing apparatus
US20060098554A1 (en) Chromatic aberration-correcting optical system and optical pickup device using the same
JP4245022B2 (en) Optical pickup device and light source unit thereof
US7616549B2 (en) Chromatic aberration-correcting element and optical pickup device using the same
JP4742159B2 (en) Optical information reproduction method
JP2001147367A (en) Objective lens and light pick up device
JP2004103145A (en) Optical pickup and optical information recording and reproducing device
JP2009295244A (en) Optical element, optical pickup, and optical information processor
JP2008059646A (en) Optical pickup
JP2004259413A (en) Optical pickup device and objective lens therefor
JP2004079010A (en) Optical pickup device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20060908

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20070920

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20071130

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20071218

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20071220

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20101129

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20111129

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121129

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20121129

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131128

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20131128

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141127

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141127

Start annual number: 8

End annual number: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20161209