KR100570859B1 - Spherical aberration regulation method in assembly process of optical pickup - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법에 관한 것으로서, 특히 광픽업장치를 조립하는데 있어 이차원 스폿 프로파일을 이용하여 스폿의 단면으로부터 간접적으로 구면 수차량을 검출하고 검출된 구면 수차량이 최소화되도록 렌즈를 이동하면서 광픽업장치를 조립하도록 하는 광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting spherical aberration in an assembling process of an optical pickup apparatus. In particular, in assembling an optical pickup apparatus, a spherical aberration amount is detected indirectly from a cross section of a spot by using a two-dimensional spot profile. A method of adjusting spherical aberration in an assembling process of an optical pickup apparatus for assembling an optical pickup apparatus while moving a lens to be minimized.

또한, 본 발명에 따르면, 수동 스큐 조정 장치의 스폿 프로파일로부터 구면수차를 검출하는 제 1 단계; 광픽업장치의 콜리메이팅 렌즈를 이동하면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the present invention, there is also provided a method for detecting spherical aberration from a spot profile of a manual skew adjusting device; A second step of detecting an optimum value of spherical aberration while moving the collimating lens of the optical pickup device; And a third step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the second step.

정보 저장 기록 매체, 광픽업장치, 구면 수차, 조립 공정Information storage recording media, optical pickup apparatus, spherical aberration, assembly process

Description

광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법{Spherical aberration regulation method in assembly process of optical pickup} Spherical aberration regulation method in assembly process of optical pickup             

도 1은 종래 기술에 따른 수동식 광픽업 스큐(skew) 조정장치의 실시예를 보여주는 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a manual optical pickup skew adjusting apparatus according to the prior art.

도 2는 구면수차를 갖는 광학 빔을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining an optical beam having spherical aberration.

도 3은 본 발명이 적용되는 대물렌즈계의 구조도이다.3 is a structural diagram of an objective lens system to which the present invention is applied.

도 4는 콜리메이팅 렌즈와 줌 렌즈의 위치 그리고 액정 소자의 전압값의 변화에 따른 구면수차값을 보여주는 그래프이다. 4 is a graph showing spherical aberration values according to the positions of the collimating lens and the zoom lens and the voltage value of the liquid crystal device.

도 5는 CCD에서 얻어진 이차원 스폿 파일을 보여주는 도면이다.5 shows a two-dimensional spot file obtained from a CCD.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광픽업의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of adjusting spherical aberration in an assembly process of an optical pickup according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7a는 CCD에서 얻어진 이차원 스폿 파일이고, 도 7b는 스폿 파일의 단면에 따른 강도 분포를 보여주는 그래프이다.FIG. 7A is a two-dimensional spot file obtained from a CCD, and FIG. 7B is a graph showing the intensity distribution along the cross section of the spot file.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구면 수차 조정 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a spherical aberration adjustment method according to another embodiment of the present invention.

도 9는 CCD에서 얻어진 스폿 파일의 단면에 따른 강도를 나타내는 그래프의 일부분을 확대한 도면이다.Fig. 9 is an enlarged view of a portion of the graph showing the intensity along the cross section of the spot pile obtained by the CCD.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구면 수차 조정 방법의 흐름도이다.10 is a flowchart of a spherical aberration adjustment method according to another embodiment of the present invention.

도 11a는 구면수차량의 변화에 따른 메인로브의 면적과 사이드 로브의 면적의 비율의 변화량을 보여주는 도면이고, 도 11b는 구면수차량의 변화에 따른 내주의 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율의 변화량을 보여주는 도면이며, 도 11c는 구면 수차량의 변화에 따라 제로 크로스 포인트에서의 강도 변화량을 보여주는 도면이다.FIG. 11A is a diagram showing a change amount of the ratio of the area of the main lobe to the side lobe according to the change of the spherical aberration, and FIG. 11C is a view showing the amount of change in intensity at the zero cross point according to the change in the amount of spherical aberration.

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

301 : 청색광 레이저 다이오드 302 : 빔 스플리터301: blue light laser diode 302: beam splitter

303 : 콜리메이팅 렌즈 304 : 줌 렌즈303: collimating lens 304: zoom lens

305 : 액정 소자 306 : 대물렌즈305: liquid crystal element 306: objective lens

307 : 집속/원통 렌즈 308 : 광검출기307: focusing / cylindrical lens 308: photodetector

310 : 수동식 스큐 조정부 311 : 커버 글래스310: manual skew adjustment unit 311: cover glass

312 : 리콜리메이팅 렌즈 313 : 빔 스플리터312: Recollimating Lens 313: Beam Splitter

314 : 포커스 렌즈 315 : 실린더 렌즈314: focus lens 315: cylinder lens

316 : CCD 317 : 퍼스널 컴퓨터316: CCD 317: personal computer

본 발명은 광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법에 관한 것으로서, 특히 광픽업장치를 조립하는데 있어 이차원 스폿 프로파일을 이용하여 스폿의 단면으로부터 간접적으로 구면 수차량을 검출하고 검출된 구면 수차량이 최소화되도록 렌즈를 이동하면서 광픽업장치를 조립하도록 하는 광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting spherical aberration in an assembling process of an optical pickup apparatus. In particular, in assembling an optical pickup apparatus, a spherical aberration amount is detected indirectly from a cross section of a spot by using a two-dimensional spot profile. A method of adjusting spherical aberration in an assembling process of an optical pickup apparatus for assembling an optical pickup apparatus while moving a lens to be minimized.

현재, 정보를 고밀도 기록하는 것이 가능한 대용량의 정보 기록 매체로서 상변화 기록 매체 및 광자기 기록 매체가 실용화되고 있다. Currently, a phase change recording medium and a magneto-optical recording medium have been put into practical use as a large capacity information recording medium capable of high density recording of information.

상변화 기록 매체로서는 예를 들면, 재생 전용 광디스크, 정보의 추가 기록이 가능한 추기형 광디스크, 정보의 소거와 재기록이 가능한 갱신형 광디스크가 있다. 또한, 광자기 기록 매체는 기본적으로 정보의 소거와 재기록이 가능하다.Examples of the phase change recording medium include a read-only optical disc, a recordable optical disc capable of additionally recording information, and an updateable optical disc capable of erasing and rewriting information. In addition, the magneto-optical recording medium can basically erase and rewrite information.

상변화 기록 매체 및 광자기 기록 매체중 어느 정보 기록 매체에서도 기록된 정보를 독출하기 때문에, 및 정보를 기록하기 위해서 광픽업장치가 이용된다. Since the recorded information is read from either of the phase change recording medium and the magneto-optical recording medium, the optical pickup apparatus is used to record the information.

주지하는 바와 같이, 광픽업장치는 레이저 광원, 대물렌즈, PD(Photo Detector) 등의 검출기, 및 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터 등으로 구성되며, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 대물렌즈로 집속하여 정보 기록매체의 기록면에 조사시킴과 동시에, 정보 기록 매체로부터의 반사광을 검출기로 검출하는 것이며, 정보 기록 재생장치에 조립되어 있다.As is well known, the optical pickup device is composed of a laser light source, an objective lens, a detector such as a PD (Photo Detector), an actuator for driving the objective lens, and the like, and focuses the laser light emitted from the laser light source onto the objective lens. It irradiates the recording surface of the recording medium and detects the reflected light from the information recording medium with a detector and is incorporated in the information recording and reproducing apparatus.

정보 기록 재생장치는 광픽업장치의 검출기로부터 출력되는 검출 신호에 기 초하여, 광픽업으로부터 출사된 레이저광이 정보 기록 매체의 소정의 트랙을 정확하게 추종하도록 제어하는 트랙킹 서보 제어계와, 정보 기록 매체의 휘어진 상태 등에 관계없이 기록면에 레이저광의 스폿이 배치되도록 제어하는 포커스 서보 제어계를 구비한다.The information recording and reproducing apparatus includes a tracking servo control system for controlling the laser light emitted from the optical pickup to accurately follow a predetermined track of the information recording medium based on the detection signal output from the detector of the optical pickup apparatus, A focus servo control system for controlling the spot of the laser light to be arranged on the recording surface irrespective of the curved state or the like is provided.

정보 기록 매체에 기록된 정보를 독출하는 경우, 이 제어계들에 의해 레이저광의 스폿이 정보 기록 매체의 기록면상의 트랙을 정확하게 추종하는 상태에서 얻을 수 있는 반사광을 검출하여 정보 기록 매체에 기록된 정보를 독취하여 정보 재생계로 재생한다. When reading the information recorded on the information recording medium, the information recorded on the information recording medium is detected by these control systems by detecting the reflected light which can be obtained in the state where the spot of the laser light accurately follows the track on the recording surface of the information recording medium. Is read and reproduced by the information reproducing system.

또한, 정보 기록 매체에 정보를 기록하는 경우, 레이저광의 스폿이 형성될 위치가 정보 기록 매체의 기록면상의 트랙을 정확하게 추종하고 있는 상태에서 정보 기록계로부터의 신호에 따라 독취시 보다 고강도로 레이저광을 발광 또는 정지시킴으로써 정보 기록 매체에 정보를 기록한다. In addition, in the case of recording information on the information recording medium, the laser beam is applied at a higher intensity than the reading from the information recording system in a state in which the spot where the spot of the laser light is to be formed accurately follows the track on the recording surface of the information recording medium. The information is recorded on the information recording medium by emitting or stopping.

최근 정보 기록 매체의 저장용량이 늘어남에 따라 재생신호의 품질이 재생조건에 더욱 민감하게 반응한다. 청색 레이저광(Blu-ray)에 의한 정보 기록 매체에 있어서 파장은 짧아지고 대물렌즈의 개구수(NA)가 커짐에 따라 저장용량은 증가하나 재생시 요구되는 광픽업장치의 허용 공차는 더욱 적어지고 있으며, 그에 따라 재생 신호의 품질을 정보 기록 재생 장치에서 일정한 수준으로 유지하기 위해, 광픽업 장치의 조립 단계에서부터 광학적 수차의 검출 수단이 요구된다.As the storage capacity of an information recording medium increases in recent years, the quality of a reproduction signal is more sensitive to the reproduction conditions. As the wavelength is shortened and the numerical aperture (NA) of the objective lens is increased in the information recording medium by blue laser light (Blu-ray), the storage capacity increases, but the tolerance of the optical pickup device required during reproduction becomes smaller. Therefore, in order to maintain the quality of the reproduction signal at a constant level in the information recording and reproducing apparatus, an optical aberration detection means is required from the assembling stage of the optical pickup apparatus.

여기에서 공차란 구성부품 또는 성분의 기준이 목표값으로부터 변할 수 있도록 허용된 양을 말한다. 광픽업 장치의 설계에 있어 기본적인 배치도에서의 광학설 계 뿐만아니라, 모든 광부품들이 제작되고 조립될 경우 원하는 성능이 달성되도록 보장하는 공차분석이 포함되어야 한다. Tolerance here refers to the amount allowed to vary the reference of a component or component from a target value. In the design of the optical pickup device, not only the optical design in the basic layout, but also the tolerance analysis to ensure that the desired performance is achieved when all the optical components are manufactured and assembled.

따라서, 광픽업장치의 설계에서는 광학계의 성능뿐만 아니라, 제작성과 그 공차가 가격 및 납기에 미치는 영향까지도 설명할 수 있어야 한다. 공차분석은 기본설계의 시스템을 구성할 때는 물론 주요 시스템 성능에 영향을 미치는 주요 사양을 이해하고자 할 때와 광부품의 제작/조립용 공구/지그의 전반적인 설계정밀도를 결정하고자 할 때, 그리고 고질적인 불량을 해결하기 위해서 설계의 재검토시에 주로 이용되고 있다.Therefore, in the design of the optical pickup device, not only the performance of the optical system, but also the effect of manufacturing and its tolerances on price and delivery time should be explained. Tolerance analysis is not only useful when constructing the system of the basic design, but also when you want to understand the key specifications that affect the performance of the main system, and when you want to determine the overall design precision of the tool / jig for the fabrication / assembly of optical components. In order to solve a defect, it is mainly used at the time of review of a design.

한편, 조립단계에서 검출이 요구되는 수차는 이중렌즈(dual lens)를 고려한 광학계에 있어서는 구면수차의 영향에 매우 민감하게 된다. 문헌 "High density optical disk system using a new two-element lens and a thin substrate disk" by F. Maeda et al, published in the proceeding of ISOM96 P.342-344는 그러한 이중렌즈의 대물렌즈계를 갖는 광학 기록계에 대해서 개시한다. On the other hand, the aberration required to be detected in the assembling step is very sensitive to the influence of spherical aberration in the optical system considering the dual lens. The document "High density optical disk system using a new two-element lens and a thin substrate disk" by F. Maeda et al, published in the proceeding of ISOM96 P.342-344 is directed to an optical recorder having such a dual lens objective system. It is started.

투명층의 두께의 편차에 의한 구면수차는 대물렌즈계의 렌즈의 축의 위치를 변경함으로써 보정된다. 이 렌즈계는 기록매체로부터 반사된 빔의 구면수차를 결정하고, 이 렌즈의 위치를 정하기 위해 이 값을 이용한다. 이 문헌은 반사된 빔의 구면수차의 양을 결정하기 위해 2가지의 방법을 제안한다. Spherical aberration due to variation in thickness of the transparent layer is corrected by changing the position of the axis of the lens of the objective lens system. This lens system uses this value to determine the spherical aberration of the beam reflected from the recording medium and to position the lens. This document proposes two methods for determining the amount of spherical aberration of a reflected beam.

첫 번째의 방법에 있어서, 정보 기록 매체로부터 판독된 정보신호의 엔벨로프 크기(envelope magnitude)가 측정되고, 구면수차가 최소값일 때 최대값을 갖는다. 두 번째의 방법에 있어서, 초점 오류의 작용으로 초점 오류 신호의 형상이 분 석되고, 렌즈의 위치는 소망의 형상을 얻도록 최적화된다. In the first method, the envelope magnitude of the information signal read out from the information recording medium is measured, and has the maximum value when the spherical aberration is the minimum value. In the second method, the shape of the focus error signal is analyzed by the action of the focus error, and the position of the lens is optimized to obtain the desired shape.

첫 번째의 방법은 정보신호의 존재를 필요로 하므로, 기록되지 않은 기록매체 위에 기록하는 데 적합하지 않은 방법으로 된다고 하는 단점을 갖는다. The first method requires the presence of an information signal, and therefore has the disadvantage that the method is not suitable for recording on an unrecorded recording medium.

두 번째의 방법은 초점 오류 신호의 형상이 분석되고, 최상의 초점을 통해서 대물렌즈계를 워블링(wobbling)하는 것을 요구한다고 하는 단점을 갖는다. The second method has the disadvantage that the shape of the focus error signal is analyzed and requires wobbling the objective system through the best focus.

도 1는 종래 기술에 따른 수동식 광픽업 스큐(skew) 조정장치의 실시예를 보여주는 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a manual optical pickup skew adjusting apparatus according to the prior art.

도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 수동식 광픽업 스큐 조정장치는 커버 글래스(102), 리콜리메이팅 렌즈(103), 빔 스플리터(104), 포커스 렌즈(105a, 105b), 실린더 렌즈(106), CCD(108a, 108b), 퍼스널 컴퓨터(109)를 포함한다.Referring to the drawings, the manual optical pickup skew adjusting apparatus according to the prior art includes a cover glass 102, a recollimating lens 103, a beam splitter 104, a focus lens 105a and 105b, a cylinder lens 106, CCDs 108a and 108b and a personal computer 109 are included.

액츄에이터(101)에서 나오는 빛은 리콜리메이팅 렌즈(103)와 포커스 렌즈(105b)를 통과하여 CCD(108b)에 수광된다. 그러면 작업자는 퍼스널 컴퓨터(109)의 모니터를 육안으로 관찰하여 포커스 에러 정도를 가늠하여 조립시에 스큐 조정을 수행한다.Light emitted from the actuator 101 passes through the recollimating lens 103 and the focus lens 105b and is received by the CCD 108b. The operator then visually observes the monitor of the personal computer 109 to determine the degree of focus error and to perform skew adjustment during assembly.

이러한 종래 기술에 따른 대물렌즈의 수동식 스큐 조정 장치를 사용하면 코마 수차와 비점수차는 CCD(108a, 108b)에서 검출되는 스폿으로부터 결정할 수 있다. 즉, 스폿의 1차링의 존재 유무, 위치, 크기 등에 따라 스큐의 크기와 스큐의 방향으로부터 코마 수차를 알 수 있고, 스폿의 타원도로부터 비점수차를 알 수 있다. Using such a manual skew adjustment apparatus of the objective lens according to the prior art, coma aberration and astigmatism can be determined from the spots detected by the CCDs 108a and 108b. That is, coma aberration can be known from the size of the skew and the direction of the skew according to the presence, position, and size of the primary ring of the spot, and the astigmatism can be known from the ellipticity of the spot.

그러나, 구면수차를 검출하는데 있어서는 스폿 크기가 달라지고 1차 링이 커 지는 현상이 있어 종래 기술에 따른 대물렌즈의 수동식 스큐 조정 장치를 사용하면 구면 수차를 정량화할 수 없다는 문제점이 있었다.However, in detecting spherical aberration, there is a problem that spot size is different and primary ring is large, so that spherical aberration cannot be quantified by using a manual skew adjusting device of an objective lens according to the prior art.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대물렌즈의 스큐 조정 장치를 이용하여 구면수차를 보정할 수 있도록 하는 방법을 제공하는데 있어 이차원 스폿 프로파일로부터 구면 수차에 따른 변화를 간접적으로 고려하여 구면수차를 최소화할 수 있도록 하는 광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and indirectly changes the spherical aberration from the two-dimensional spot profile to provide a method for correcting the spherical aberration using the skew adjusting device of the objective lens. It is an object of the present invention to provide a method for adjusting the spherical aberration in the assembly process of the optical pickup device to minimize the spherical aberration.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수동 스큐 조정 장치의 스폿 프로파일로부터 구면수차를 검출하는 제 1 단계; 광픽업장치의 콜리메이팅 렌즈를 이동하면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a first step of detecting the spherical aberration from the spot profile of the manual skew adjustment device; A second step of detecting an optimum value of spherical aberration while moving the collimating lens of the optical pickup device; And a third step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the second step.

또한, 본 발명은 바람직하게 광픽업장치의 줌 렌즈를 이동하면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 5 단계; 및 상기 제 5 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 6 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention preferably comprises a fifth step of detecting an optimal value of spherical aberration while moving the zoom lens of the optical pickup apparatus; And a sixth step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the fifth step.

또한, 본 발명은 바람직하게 광픽업장치의 액정 소자의 전압을 변화시키면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 7 단계; 및 상기 제 7 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 8 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention preferably comprises a seventh step of detecting an optimum value of spherical aberration while changing the voltage of the liquid crystal element of the optical pickup device; And an eighth step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the seventh step.

도 2는 구면수차를 갖는 광학 빔을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining an optical beam having spherical aberration.

도 2를 참조하면, 빔의 파면은 라인 201로 표시되어 있다. 이 빔이 구면수차를 갖지 않으면, 이 파면은 축(203)에 중심을 둔 구면(202)일 것이다. 도 2에서의 파면 201과 파면 202 사이의 차는 사이들(Seidel) 표시에서 최하위 구면수차이다. 2, the wavefront of the beam is indicated by line 201. If this beam does not have spherical aberration, this wavefront will be spherical surface 202 centered on axis 203. The difference between wavefront 201 and wavefront 202 in FIG. 2 is the lowest spherical aberration in the Seidel representation.

파면 201, 202는 축(203) 근처에서 동일한 곡선을 갖는다. 빔의 광선은 파면과 수직이다. 근축광선, 즉 광선 204, 205 등의 축에 가까운 광선은 이 축 상의 초점(206), 소위 근축초점에 도달한다. 광선 207, 208 등의 축으로부터 더 멀리 있는 광선은 초점(206)의 왼쪽에 위치된 도면에서의 초점 209에 도달한다. Wavefronts 201 and 202 have the same curve near axis 203. The beam of the beam is perpendicular to the wavefront. A paraxial ray, ie, a ray close to an axis such as rays 204 and 205, reaches the focal point 206 on this axis, the so-called paraxial focus. Rays further away from the axes of rays 207, 208, and the like, reach focal point 209 in the figure located to the left of focal point 206.

주변광선, 즉 광선 210, 211 등의 빔의 가장자리 근처의 광선은 초점 209의 좌측에 위치된 도면에서의 초점 212, 소위 주변광선에 도달한다. 빔의 구면수차가 도면에 선으로 그린 상황과 반대의 사인을 가지면, 초점 209는 초점 206의 우측에 있을 것이고, 초점 212는 초점 209의 우측에 있을 것이다. Ambient light, i.e. light rays near the edge of the beam, such as light beams 210, 211, reaches focal 212, so-called ambient light, in the figure located on the left side of focus 209. If the spherical aberration of the beam has a sign opposite that of the line drawn in the figure, the focus 209 will be to the right of the focus 206 and the focus 212 will be to the right of the focus 209.

광학 빔에 배치되어 주로 빔의 근축광선을 포획하는 초점 검출계는 근축초점 206의 위치에 가깝거나 같은 초점 위치를 검출할 것이다. 동일한 빔에 배치되어 주로 주변광선을 포획하는 또 다른 초점 검출계는 주변초점 212의 위치에 가깝거나 같은 초점위치를 검출할 것이다. 이 2개의 검출된 초점의 차는 구면수차의 사인 및 크기의 측정이다. 광학 빔이 구면수차를 갖고 있지 않으면, 근축초점 및 주변초점 이 일치할 것이고, 초점 검출계는 동일한 초점 위치를 검출할 것이다.A focus detector that is disposed in the optical beam and mainly captures the paraxial rays of the beam will detect a focal position close to or equal to the paraxial focal point 206. Another focus detector that is placed in the same beam and mainly captures ambient light will detect a focus position that is close to or equal to the position of the peripheral focus 212. The difference between these two detected foci is a measure of the sine and magnitude of the spherical aberration. If the optical beam does not have spherical aberration, paraxial and peripheral focus will coincide, and the focus detector will detect the same focal position.

도 3은 본 발명이 적용되는 대물렌즈계의 구조도이다.3 is a structural diagram of an objective lens system to which the present invention is applied.

도 3을 참조하면 본 발명이 적용되는 대물렌즈계는 청색광 레이저 다이오드(301), 빔 스플리터(302), 콜리메이팅 렌즈(303), 줌 렌즈(304), 액정 소자(305), 대물렌즈(306), 집속/원통 렌즈(307), 광검출기(308), 수동식 스큐 조정부(310)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 3, the objective lens system to which the present invention is applied includes a blue light laser diode 301, a beam splitter 302, a collimating lens 303, a zoom lens 304, a liquid crystal element 305, and an objective lens 306. , A focusing / cylindrical lens 307, a photodetector 308, and a manual skew adjusting unit 310.

여기에서 청색광 레이저 다이오드(301)는 410nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생하도록 구성되며, 빔 스플리터(Beam Splitter)(302)는 청색광 레이저 다이오드(301)에서 방출되는 1개의 확산 레이저 빔을 반사시키고, 정보 기록 매체(D)의 기록면에서 반사되는 반사광을 투과시킨다.Wherein the blue light laser diode 301 is configured to generate a laser beam having a wavelength of 410 nm, the beam splitter 302 reflects one diffused laser beam emitted from the blue light laser diode 301, The reflected light reflected from the recording surface of the information recording medium D is transmitted.

그리고, 콜리메이팅 렌즈(Collimating Lens: 시준 렌즈)(303)는 1개의 확산 레이저 빔이 빔 스플리터(302)에서 반사되어 조사되면 이를 평행광으로 변화시킨다.In addition, the collimating lens (collimating lens) 303 converts one diffused laser beam to the beam splitter 302 to be converted into parallel light when irradiated.

줌 렌즈(304)는 양면이 오목한 제1 렌즈(304a)와 한면은 평판이고 다른면은 오목한 제2 렌즈(304b)로 이루어져 있으며 콜리메이팅 렌즈(303)로부터 입사된 평행광을 확대하여 전송한다.The zoom lens 304 includes a first lens 304a having concave surfaces on both sides, and a second lens 304b having a flat surface on one surface thereof and a concave second lens 304b on the other surface. The zoom lens 304 enlarges and transmits parallel light incident from the collimating lens 303.

그리고, 구면수차 보정용 액정소자(305)는 양면이 평판으로서 입사된 평행광의 구면수차를 보정하는 기능을 수행한다. The spherical aberration correction liquid crystal element 305 performs a function of correcting spherical aberration of parallel light incident on both surfaces as a flat plate.

대물 렌즈(Objective Lens)(306)는 콜리메이팅 렌즈(303)에서 변환된 평행광의 레이저 빔을 집광시켜 정보 기록 매체(D)에 조사한다.An objective lens 306 focuses a laser beam of parallel light converted by the collimating lens 303 and irradiates the information recording medium D. FIG.

한편, 집속/원통 렌즈(307)는 포커스 서보(Focus Servo) 수행을 위해 정보 기록 매체(D)에서 반사된 레이저 빔을 비점수차법으로 변환시킨다.On the other hand, the focusing / cylindrical lens 307 converts the laser beam reflected from the information recording medium D by astigmatism to perform a focus servo.

광검출기(308)는 재생 신호와 에러 신호(포커싱 에러 및 트랙킹 에러)를 검출하여 포커싱 서보 및 트랙킹 서보를 수행하도록 구성된다. The photodetector 308 is configured to detect a reproduction signal and an error signal (focusing error and tracking error) to perform focusing servo and tracking servo.

이러한 광검출기(308)에는 통상적으로 광을 집속하여 그 집속된 광빔의 광축과 직교하는 수직 및 수평방향중 어느 한 방향만을 집속하고 다른 방향으로는 그대로 투과시키는 집속/원통 렌즈(307)가 놓인다. The photodetector 308 is typically provided with a focusing / cylindrical lens 307 which focuses light and focuses only one of the vertical and horizontal directions orthogonal to the optical axis of the focused light beam and transmits it in the other direction as it is.

이러한 광학계의 작용을 설명하면 먼저, 청색광 레이저 다이오드(301)에서 확산 레이저 빔이 발생되어 방사되면 이는 빔 스플리터(302)로 입사되어 빔 스플리터(302)에서 반사되고, 빔 스플리터(302)에서 반사된 확산 레이저 빔은 콜리메이팅 렌즈(303)로 입사되어 콜리메이팅 렌즈(303)에서 평행광으로 변화된다.Referring to the operation of the optical system, first, when a diffused laser beam is generated and emitted from the blue light laser diode 301 is incident to the beam splitter 302, reflected by the beam splitter 302, reflected by the beam splitter 302 The diffuse laser beam is incident on the collimating lens 303 and is converted into parallel light in the collimating lens 303.

그리고, 줌 렌즈(304)는 콜리메이팅 렌즈(303)로부터 입사된 평행광을 확대하여 전송하며 액정소자(305)는 구면수차를 보정한다. The zoom lens 304 enlarges and transmits parallel light incident from the collimating lens 303, and the liquid crystal element 305 corrects spherical aberration.

그러면, 콜리메이팅 렌즈(303)에서 평행광으로 변화된 레이저 빔은 대물 렌즈(306)로 입사되어 대물 렌즈(306)에서는 레이저 빔을 집광시켜 정보 기록 매체(D)의 기록면 즉, 피트(Pit)에 조사한다.Then, the laser beam changed into collimated light from the collimating lens 303 is incident on the objective lens 306, and the objective lens 306 focuses the laser beam on the recording surface of the information recording medium D, that is, the pits. Investigate.

또한, 정보 기록 매체(D)의 기록면에 조사되어 반사된 레이저 빔은 대물 렌즈(306)와, 콜리메이팅 렌즈(303)와, 빔 스플리터(302) 및 집속/원통 렌즈(307)를 순차적으로 거쳐 광검출기(308)로 수광되고, 상기 광검출기(308)는 수광되는 레이저 빔으로 푸쉬풀법과 비점수차법으로 포커싱 서보 및 트랙킹 서보를 수행함과 동 시에 레이저 빔을 전기 신호로 변환하여 정보 기록 매체(D)에 기록된 데이터를 판독한다.Further, the laser beam irradiated and reflected on the recording surface of the information recording medium D sequentially passes through the objective lens 306, the collimating lens 303, the beam splitter 302, and the focusing / cylindrical lens 307. The photodetector 308 is received by the photodetector 308 which performs focusing servo and tracking servo by the push-pull method and the astigmatism method by the received laser beam, and simultaneously converts the laser beam into an electrical signal to convert the information recording medium. The data recorded in (D) is read.

한편, 줌 렌즈(304)를 사용하는 청색 레이저광 대응 광픽업에서는 콜리메이팅 렌즈(303)와 줌 렌즈(304)를 광축 방향으로 움직일 때 구면수차가 변하게 된다. 구면 수차 보정을 위한 액정 소자(305)가 포함되어 있는 경우에도 액정 소자(305)에 가해지는 전압을 변화시키면 구면 수차가 변하게 된다.On the other hand, in the optical pickup corresponding to the blue laser light using the zoom lens 304, spherical aberration changes when the collimating lens 303 and the zoom lens 304 are moved in the optical axis direction. Even when the liquid crystal element 305 for correcting spherical aberration is included, changing the voltage applied to the liquid crystal element 305 changes the spherical aberration.

한편, 수동식 스큐 조정부(310)는 커버 글래스(311), 리콜리메이팅 렌즈(312), 빔 스플리터(313), 포커스 렌즈(314a, 314b), 실린더 렌즈(315), CCD(316a, 316b), 퍼스널 컴퓨터(317)를 포함한다.Meanwhile, the manual skew adjusting unit 310 may include a cover glass 311, a recollimating lens 312, a beam splitter 313, a focus lens 314a and 314b, a cylinder lens 315, a CCD 316a and 316b, A personal computer 317.

대물렌즈(306)에서 나오는 빛은 리콜리메이팅 렌즈(312)와 포커스 렌즈(314b)를 통과하여 CCD(316b)에 수광된다. Light emitted from the objective lens 306 passes through the recollimating lens 312 and the focus lens 314b and is received by the CCD 316b.

도 4는 콜리메이팅 렌즈와 줌 렌즈의 위치 그리고 액정 소자의 전압값의 변화에 따른 구면수차값을 보여주는 그래프이다. 4 is a graph showing spherical aberration values according to the positions of the collimating lens and the zoom lens and the voltage value of the liquid crystal device.

도 4에서 X축이 콜리메이팅 렌즈(303)와 줌 렌즈(304)의 광축상의 변위 또는 액정 소자(305)의 전압 변화이고, Y 값이 최대인 지점이 구면수차가 최소이다. In FIG. 4, the X-axis is the displacement on the optical axis of the collimating lens 303 and the zoom lens 304 or the voltage change of the liquid crystal element 305, and the spherical aberration is the minimum at the point where the Y value is maximum.

도 4를 통하여 알 수 있는 바와 같이 콜리메이팅 렌즈(303)와 줌 렌즈(304)의 광축상의 변위 또는 액정 소자(305)의 전압이 변했을 때 구면 수차가 최소가 되는 지점이 존재함을 보여준다. As can be seen from FIG. 4, there is a point where the spherical aberration is minimized when the collimating lens 303 and the zoom lens 304 are displaced on the optical axis or the voltage of the liquid crystal element 305 is changed.

그러나, 종래 방식으로는 구면 수차를 직접 얻을 수 없으므로 CCD에서 얻어지는 이차원 스폿 프로파일로부터 구면 수차에 따른 변화를 간접적으로 고려하여야 한다. 이때 구면 수차의 초점이 맺히는 지점이 이미지면의 앞에 있느냐 또는 뒤에 있느냐에 따라 절대값은 같지만 부호가 다른값을 가진다. 도 4에서 콜리메이팅 렌즈와 줌 렌즈의 광축상의 위치 혹은 액정 소자의 전압을 조정했을 때 구면 수차가 0인 지점을 중심으로 좌우에 같은 구면 수차를 가지는 지점이 있어서 구면수차의 좌우 여부를 알 수 있다.However, since the spherical aberration cannot be directly obtained by the conventional method, the change due to the spherical aberration must be indirectly considered from the two-dimensional spot profile obtained in the CCD. The absolute value is the same but the sign is different depending on whether the point of spherical aberration is in front of or behind the image plane. In FIG. 4, when the position on the optical axis of the collimating lens and the zoom lens or the voltage of the liquid crystal element is adjusted, the spherical aberration has the same left and right centers around the point where the spherical aberration is zero, thereby determining whether the spherical aberration is left or right. .

그러나, 도 3의 위쪽 광경로를 보면 실린더 렌즈(315)가 포함되어 있는데, 이것에 의하여 초점이 변하면 비점수차를 발생시키게 된다. 포커스 시키기 전에 광픽업의 포커스 서버중의 하나인 비점수차법을 이용하면 디포커스량뿐만 아니라 구면수차의 부호를 결정할 수 있다.However, in the upper light path of FIG. 3, a cylinder lens 315 is included, which causes astigmatism when the focal point is changed. Before focusing, the astigmatism method, which is one of the optical pickup servers, can determine not only the defocus amount but also the sign of spherical aberration.

비점수차에 의해서 발생한 타원의 장축과 단축의 위치를 비교하면, 초점이 맺히는 지점이 이미지면의 앞인지 뒤인지를 알 수 있고, 구면 수차의 부호를 결정할 수 있기 때문이다. 부호를 결정한 후에 구면수차를 계산하고, 계산된 구면수차에 부호를 고려하여 데이터를 수정한다.This is because by comparing the long axis and short axis positions of the ellipse generated by the astigmatism, it is possible to know whether the point where the focal point is located is in front of or behind the image plane, and the sign of the spherical aberration can be determined. After the sign is determined, the spherical aberration is calculated, and the data is corrected by considering the sign in the calculated spherical aberration.

도 5는 CCD에서 얻어진 이차원 스폿 파일을 보여주는 도면이다.5 shows a two-dimensional spot file obtained from a CCD.

도 5에서 구면수차가 증가하면 사이드 로브의 영역이 커지므로 사이드 로브 면적과 메인 로브 면적의 비를 구하면 간접적인 구면 수차 변화량을 유추할 수 있다.In FIG. 5, as the spherical aberration increases, the area of the side lobe increases, and thus, the indirect spherical aberration change can be inferred by obtaining the ratio of the side lobe area to the main lobe area.

즉 도 5에서 구면 수차가 가장 작은 경우에 메인 로브 면적이 상대적으로 가장 작고 사이드 로브 면적이 가장 크게 됨으로써 메인 로브의 면적을 사이드 로브 면적으로 나누면 가장 작은 값이 된다.That is, in FIG. 5, when the spherical aberration is the smallest, the main lobe area is relatively small and the side lobe area is the largest, so that the area of the main lobe divided by the side lobe area is the smallest value.

다만 이러한 방법을 사용하는데 있어 단점은 사이드 로브의 면적이 메인 로브의 면적에 비해 상당히 작으므로, 고가의 CCD와 프레임 그래버(frame grabber)가 필요하다.However, the disadvantage of using this method is that since the area of the side lobe is considerably smaller than that of the main lobe, an expensive CCD and a frame grabber are required.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광픽업의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of adjusting spherical aberration in an assembly process of an optical pickup according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광픽업의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법은, 먼저 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인 로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출한다(단계 S101).Referring to the drawings, the spherical aberration adjustment method in the assembly process of the optical pickup according to an embodiment of the present invention, first calculates the area of the main lobe and the area of the side lobe to calculate the ratio of the main lobe area and the side lobe area (Step S101).

이후에, 콜리메이팅 렌즈를 전진 이동하면서(단계 S102), 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출한다(단계 S103).Thereafter, while moving the collimating lens forward (step S102), the area of the main lobe is obtained and the area of the side lobe is obtained to calculate the ratio of the main lobe area and the side lobe area (step S103).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여(단계 S104) 작으면 상기 단계 S102부터 반복 수행하고, 크면 콜리메이팅 렌즈의 후진 이동후에(단계 S105) 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출하는 단계 S103부터 반복 수행한다.Next, it is judged whether the above calculated value is small compared with the value already stored (step S104), and if it is small, it is repeated from the step S102, and if it is large, the area of the main lobe after the backward movement of the collimating lens (step S105). The method is repeated from step S103 for calculating the ratio between the main lobe area and the side lobe area by obtaining the area of the side lobe.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 콜리메이팅 렌즈를 고정한 후에(단계 S106), 줌 렌즈를 전진 이동하면서(단계 S107), 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출한다(단계 S108).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, after fixing the collimating lens (step S106), while moving the zoom lens forward (step S107), the area of the main lobe is obtained and the area of the side lobe is obtained. The ratio of the area and the side lobe area is calculated (step S108).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여 작으면 상기 단계 S107부터 반복 수행하고, 크면 줌 렌즈의 후진 이동후에(단계 S110) 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출하는 단계 S108부터 반복 수행한다.Next, it is determined whether or not the above calculated value is small by comparing with the already stored value, and if it is small, the process is repeated from step S107, and if it is large, after the backward movement of the zoom lens (step S110), the area of the main lobe is obtained and The process is repeated from step S108 where the area is calculated to calculate the ratio between the main lobe area and the side lobe area.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 줌 렌즈를 고정한 후에(단계 S111), 액정 소자의 전압을 증가시키며(단계 S112), 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출한다(단계 S113).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, after fixing the zoom lens (step S111), the voltage of the liquid crystal element is increased (step S112), the area of the main lobe is obtained, and the area of the side lobe is obtained. The ratio of the area and the side lobe area is calculated (step S113).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여 작으면 상기 단계 S112부터 반복 수행하고, 크면 액정 소자의 전압을 감소시키면서(단계 S115) 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구하여 메인로브 면적과 사이드 로브 면적의 비율을 산출하는 단계 S113부터 반복 수행한다.Next, it is determined whether or not the above calculated value is small by comparing with the already stored value, and if it is small, it is repeated from the step S112, and if it is large, the area of the main lobe is obtained while reducing the voltage of the liquid crystal element (step S115) and the side lobe is obtained. It is repeated from step S113 to calculate the ratio between the main lobe area and the side lobe area by obtaining the area of?.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 액정 소자의 전압값을 고정한다(단계 S116).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, the voltage value of the liquid crystal element is fixed (step S116).

도 7a는 CCD에서 얻어진 이차원 스폿 파일이고, 도 7b는 스폿 파일의 단면에 따른 강도 분포를 보여주는 그래프이다.FIG. 7A is a two-dimensional spot file obtained from a CCD, and FIG. 7B is a graph showing the intensity distribution along the cross section of the spot file.

도 7a를 참조하면 구면수차가 증가하면 사이드 로브의 영역이 커지므로 사이드 로브 면적이 증가하고 메인 로브 면적이 감소함을 알 수 있다.Referring to FIG. 7A, as the spherical aberration increases, the area of the side lobe increases, so that the side lobe area increases and the main lobe area decreases.

이에 따라 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이 일정한 반경 R1을 기준으로 내주 의 강도의 적분량과 외주의 강도의 적분량을 구하면 구면 수차의 상대적 변화를 알 수 있다. 반경 R1은 구면 수차가 0일때, 내주와 외주의 비가 1이 되는 값으로 한다.Accordingly, as shown in FIG. 7B, when the integral amount of the inner circumference and the intensity of the outer circumference are obtained based on a constant radius R 1 , the relative change in the spherical aberration can be seen. The radius R 1 is such that when the spherical aberration is zero, the ratio between the inner and outer circumferences is 1.

이러한 방식은 정확히 포커싱이 되었을 때 강도의 적분의 비를 이용하는 것이므로 상당히 노이즈에 둔감하다. 다만 구면 수차와 디포커싱에 의한 변화를 구별하기 힘듬으로 정확히 포커싱이 되어 있어야 한다.This method is quite insensitive to noise because it uses the ratio of the integral of the intensity when correctly focused. However, it is difficult to distinguish the change caused by spherical aberration and defocusing.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구면 수차 조정 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a spherical aberration adjustment method according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구면 수차 조정방법은, 먼저 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출한다(단계 S201).Referring to the drawings, in the spherical aberration adjustment method according to another embodiment of the present invention, first, the inner intensity integration amount within the radius R 1 and the outer intensity integration amount are calculated to calculate the ratio of the inner intensity integration amount and the outer intensity integration amount. (Step S201).

이후에, 콜리메이팅 렌즈를 전진 이동하면서(단계 S202), 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출한다(단계 S203).Subsequently, while moving the collimating lens forward (step S202), the inner intensity integration amount within the radius R 1 is obtained and the outer intensity integration amount is calculated to calculate the ratio of the inner intensity integration amount and the outer intensity integration amount (step S203). .

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여 작으면 상기 단계 S202부터 반복 수행하고, 크면 콜리메이팅 렌즈의 후진 이동후에 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출하는 단계 S203부터 반복 수행한다.Next, judging whether the above calculated value is small compared with the already stored value, if it is small, repeats from the above step S202, and if it is large, after calculating the inner intensity intensity within the radius R 1 after the backward movement of the collimating lens, It is repeated from step S203 in which the intensity integration amount is calculated to calculate the ratio of the inner circumference intensity integration amount and the outer circumference intensity integration amount within the radius R 1 .

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 콜리메이팅 렌즈를 고정한 후에(단계 S206), 줌 렌즈를 전진 이동하면서(단계 S207), 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출한다(단계 S208).In this case, the calculated value and the stored value is equal to or errors if less than the range to obtain the inner strength measure of after fixing the collimating lens (step S206), (step S207) while forward movement of the zoom lens, within a radius R 1 outer strength The amount is calculated to calculate the ratio between the inner circumference intensity integral and the outer circumference intensity integration amount (step S208).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여 작으면 상기 단계 S207부터 반복 수행하고, 크면 줌 렌즈의 후진 이동후에(단계 S210) 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출하는 단계 S208부터 반복 수행한다.Next, it is judged whether the above calculated value is small compared with the value already stored, and if it is small, it is repeated from the above step S207, and if it is large, the inner intensity integration amount within the radius R 1 after the backward movement of the zoom lens (step S210). It is repeated from step S208 to calculate the ratio of the inner circumference intensity integral and the outer circumference intensity integral within the radius R 1 by obtaining the outer circumferential intensity integration amount.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 줌 렌즈를 고정한 후에(단계 S211), 액정 소자의 전압을 증가시키며(단계 S212), 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출한다(단계 S213).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, after fixing the zoom lens (step S211), the voltage of the liquid crystal element is increased (step S212), and the inner intensity integration amount within the radius R 1 is obtained and The amount is calculated to calculate the ratio between the inner circumferential intensity integral and the outer circumferential intensity integrated within the radius R 1 (step S213).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여 작으면 상기 단계 S212부터 반복 수행하고, 크면 액정 소자의 전압을 감소시키면서 반경 R1 이내의 내주 강도 적분량을 구하고 외주 강도 적분량을 구하여 내주 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율을 산출하는 단계 S213부터 반복 수행한다.Next, judging whether the above calculated value is small compared with the already stored value, if it is small, repeats from the step S212, and if it is large, the internal intensity integral within the radius R 1 is obtained while reducing the voltage of the liquid crystal element, Repeating from step S213 for calculating the intensity integration amount to calculate the ratio between the inner circumference intensity integration amount and the outer circumference intensity integration amount.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 액정 소자의 전압값을 고정한다(단계 S216).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, the voltage value of the liquid crystal element is fixed (step S216).

도 9는 CCD에서 얻어진 스폿 파일의 단면에 따른 강도를 나타내는 그래프의 일부분을 확대한 도면이다.Fig. 9 is an enlarged view of a portion of the graph showing the intensity along the cross section of the spot pile obtained by the CCD.

도 9를 참조하면, 구면 수차가 0일 때의 강도가 y축의 0을 지나는 지점 Z1 , Z2 에서(여기에서 그 지점을 "제로 크로스 포인트(zero crossing point)"라고 부른다), 구면 수차가 커짐에 따라 y축의 값이 커짐을 알 수 있다. 즉, Z1 혹은 Z2 지점에서의 값을 얻으면 구면 수차의 변화를 알 수 있다. 이러한 방식은 두 지점에서의 y축 값들의 차이가 거의 구면 수차의 차이와 비슷하므로, 다른 방식에 비해 비교적 정확한 구면 수차량을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 9, at the points Z 1 and Z 2 where the intensity when the spherical aberration is zero passes the zero of the y-axis (here, the point is called a "zero crossing point"), the spherical aberration is As it increases, the value of the y-axis increases. That is, the change in the spherical aberration can be known by obtaining the value at the Z 1 or Z 2 point. In this method, since the difference between the y-axis values at the two points is almost similar to the difference in the spherical aberration, a relatively accurate spherical aberration amount can be obtained.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구면 수차 조정 방법의 흐름도이다.10 is a flowchart of a spherical aberration adjustment method according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구면 수차 조정방법은, 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면 수차를 검출한다(단계 S310).Referring to the drawings, the spherical aberration adjusting method according to another embodiment of the present invention detects the spherical aberration by obtaining the intensity at the zero cross point (step S310).

이후에, 콜리메이팅 렌즈를 전진 이동하면서(단계 S311), 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면 수차를 산출한다(단계 S312).Thereafter, while moving the collimating lens forward (step S311), the intensity is calculated at the zero cross point to calculate spherical aberration (step S312).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여 작으면 상기 단계 S313부터 반복 수행하고, 크면 콜리메이팅 렌즈의 후진 이동후에(단계 S314) 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면수차를 산출하는 단계 S312부터 반복 수행한다.Next, it is determined whether or not the above calculated value is small by comparing with the already stored value, and if it is small, the process is repeated from the step S313, and if it is large, the intensity is obtained from the zero cross point after the backward movement of the collimating lens (step S314). It repeats from step S312 for calculating the aberration.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 콜리메이팅 렌즈를 고정한 후에(단계 S315), 줌 렌즈를 전진 이동하면서(단계 S316), 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면수차를 검출한다(단계 S317).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, after fixing the collimating lens (step S315), while moving the zoom lens forward (step S316), the spherical aberration is detected by obtaining the intensity at the zero cross point (step S316). S317).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여(단계 S318) 작으면 상기 단계 S316부터 반복 수행하고, 크면 줌 렌즈의 후진 이동후에(단계 S319) 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면수차를 검출하는 단계 S317부터 반복 수행한다.Next, it is judged whether or not the above calculated value is small compared with the value already stored (step S318). If it is small, the process is repeated from the above step S316, and if it is large, the intensity at zero cross point after the backward movement of the zoom lens (step S319). It is repeated from step S317 to find the spherical aberration.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 줌 렌즈를 고정한 후에(단계 S320), 액정 소자의 전압을 증가시키며(단계 S321), 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면 수차를 검출한다(단계 S322).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, after fixing the zoom lens (step S320), the voltage of the liquid crystal element is increased (step S321), and the intensity is obtained at the zero cross point to detect spherical aberration (step S322).

다음에, 위의 산출값이 이미 저장되어 있는 값과 비교하여 작은지를 판단하여(단계 S323) 작으면 상기 단계 S321부터 반복 수행하고, 크면 액정 소자의 전압을 감소시키면서(단계 S324) 제로 크로스 포인트에서 강도를 구하여 구면수차를 검출하는 단계 S322부터 반복 수행한다.Next, it is determined whether or not the above calculated value is small by comparing with the already stored value (step S323). If the value is small, the process is repeated from step S321. If the value is large, the voltage of the liquid crystal element is reduced (step S324). The repetition is performed from step S322 in which the intensity is obtained and the spherical aberration is detected.

이때, 산출값과 저장값이 같으면 또는 오차 범위 이내에 있으면 액정 소자의 전압값을 고정한다(단계 S325).At this time, if the calculated value and the stored value are the same or within the error range, the voltage value of the liquid crystal element is fixed (step S325).

한편, 위에서 제안한 각 방법들이 실제 어떠한 효과를 갖는지 (표1)의 조건을 사용하여 회절에 의한 패턴을 분석하여 보았다.On the other hand, the patterns of diffraction were analyzed using the conditions (Table 1) of the effects of the proposed methods.

개구수(NA)Numerical aperture (NA) 0.850.85 파장wavelength 408nm408 nm

축에 따라 웨이스트(Waist)가 다른 가우시안(gaussian) 빔 분포를 다음 (수학식 1)과 같이 표현한다면A Gaussian beam distribution with different waists along the axis is given by Equation 1

Figure 112003041587686-pat00001
Figure 112003041587686-pat00001

출사동에서 수차를 포함한 complex amplitude는 다음 (수학식 2)로 표시된다.In the exit pupil, the complex amplitude including aberration is represented by the following (Equation 2).

Figure 112003041587686-pat00002
Figure 112003041587686-pat00002

여기에서 W(x, y)는 파면 구면수차(Wavefront aberration)를 의미하며, 구면 수차 검출이 목적이므로, 구면 수차에 의한 W(x,y)를 알아야 하는데, 다음 (수학식 3)과 같이 표현된다.Here, W (x, y) means wavefront aberration, and since spherical aberration is detected, we need to know W (x, y) by spherical aberration. do.

Figure 112003041587686-pat00003
Figure 112003041587686-pat00003

여기서 W40는 zernike polynomial로 표현되는 구면 수차를 의미한다. 위식을 바탕으로 회절에 의한 시뮬레이션을 해보면 도 11a~11c와 같다.Where W 40 is the spherical aberration expressed in zernike polynomial. Based on the above equation, the simulation by diffraction is shown in Figs. 11A to 11C.

도 11a는 구면수차량의 변화에 따른 메인로브의 면적과 사이드 로브의 면적의 비율의 변화량을 보여주는 도면이고, 도 11b는 구면수차량의 변화에 따른 내주의 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율의 변화량을 보여주는 도면이며, 도 11c는 구면 수차량의 변화에 따라 제로 크로스 포인트에서의 강도 변화량을 보여주는 도면이다.FIG. 11A is a diagram showing a change amount of the ratio of the area of the main lobe to the side lobe according to the change of the spherical aberration, and FIG. 11B is a ratio of the intensity integral and the outer intensity integral of the inner circumference according to the change of the spherical aberration. 11C is a view showing the amount of change in intensity at the zero cross point according to the change in the amount of spherical aberration.

도면을 보면 알 수 있는 바와 같이 내주의 강도 적분량과 외주 강도 적분량의 비율의 변화가 가장 작고, 제로 크로스 포인트에서 강도 변화량이 가장 큼을 알 수 있다.As can be seen from the figure, it can be seen that the smallest change in the ratio between the intensity integral amount of the inner circumference and the outer intensity intensity amount is the smallest, and the greatest amount of change in intensity at the zero cross point.

구면수차가 0부터 0.1λ까지 변화했을 때, 최대값을 기준으로 그 변화량을 다음 (표 2)에 나타내었다.When the spherical aberration changed from 0 to 0.1λ, the amount of change based on the maximum value is shown in Table 2 below.

방법Way 내외주 강도 적분량 비율Internal and external strength intensity ratio 메인로브와 사이드 로브의 면적비Area ratio between main lobe and side lobe 스폿 사이즈 변화량Spot size change 제로 포인트에서 강도 변화량Intensity change at zero point 변화량Change 10% 10% 20% 20% 0 0 100% 100%

위에서 알 수 있는 바는 제로포인트에서 강도 변화량이 가장 좋음을 알 수 있다. 그러나, 그 방법은 고가의 장비가 필요하다는 단점이 있다. 그리고 메인로브 와 사이드 로브의 면적을 이용한 방법은 내외주를 이용하는 방법보다 변화량은 크지만 구면 수차 외에 다른 수차가 포함될 수 있어 사이드 로브가 크게 달라지게 되는 문제가 있다. 따라서 바람직하게는 내외주 강도 적분량의 비율을 이용하는 방법이 가장 적합하다고 볼 수 있다.From the above, it can be seen that the intensity change is the best at the zero point. However, the method has the disadvantage of requiring expensive equipment. In addition, the method using the area of the main lobe and the side lobe has a larger variation than the method using the inner and outer circumferences, but there is a problem that the side lobe is greatly changed because other aberrations may be included in addition to the spherical aberration. Therefore, it may be considered that the method of using the ratio of the inner and outer circumferential strength integration is most suitable.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 간섭계를 이용한 경우와 비교하여 저렴한 비용으로 구면수차를 검출하여 조립 공정 과정에서 구면수차를 조정할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect that it is possible to adjust the spherical aberration in the assembling process by detecting the spherical aberration at a lower cost than when using the interferometer.

또한, 본 발명에 따르면, 조립 공정 과정에서 청색 레이저광을 이용하는 광픽업장치의 구면수차를 조정함에 따라 대용량의 정보 기록 저장 매체의 실현을 가능하게 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by adjusting the spherical aberration of the optical pickup device using the blue laser light in the assembly process, it is possible to realize the large-capacity information recording storage medium.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 광픽업장치의 조립공정에서 구면 수차 조정 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for performing the spherical aberration adjusting method in the assembling process of the optical pickup apparatus according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is claimed in the claims As will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention, the technical spirit of the present invention will be described to the extent that various modifications can be made.

Claims (7)

수동 스큐 조정 장치의 스폿 프로파일로부터 구면수차를 검출하는 제 1 단계; A first step of detecting spherical aberration from the spot profile of the manual skew adjusting device; 광픽업장치에서 광부품의 광축상 이동을 통하여 구면수차를 변경하면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 2 단계; 및 A second step of detecting an optimum value of the spherical aberration while changing the spherical aberration through the optical axis movement of the optical component in the optical pickup device; And 상기 제 2 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.And a third step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the second step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계에서 스폿 프로파일로부터 구면수차를 검출하는 과정은 메인 로브의 면적을 구하고 사이드 로브의 면적을 구한 후에 메인 로브의 면적과 사이드 로브의 면적의 비율을 산출하여 구면 수차를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.In the first step, the detection of spherical aberration from the spot profile is characterized by determining the area of the main lobe and the area of the side lobe, and then calculating the ratio of the area of the main lobe to the area of the side lobe to detect the spherical aberration. Spherical aberration adjustment method in the assembly process of the optical pickup device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계에서 스폿 프로파일로부터 구면 수차를 검출하는 과정은 내주의 강도 적분량을 구하고 외주의 강도 적분량을 구한후에 내주의 강도 적분량과 외 주의 강도 적분량의 비율을 산출하여 구면 수차를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.In the first step of detecting spherical aberration from the spot profile, the spherical aberration is detected by calculating the intensity integral of the inner circumference and calculating the intensity integral of the outer circumference, and then calculating the ratio of the intensity integration and the intensity integration of the outer circumference. Spherical aberration adjustment method in the assembling process of the optical pickup device, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계에서 스폿 프로파일로부터 구면 수차를 검출하는 과정은 제로 크로스 포인트에서 강도를 검출하여 구면 수차를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.The detecting of the spherical aberration from the spot profile in the first step comprises detecting the spherical aberration by detecting the intensity at the zero cross point. 제 1 항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 광픽업장치의 줌 렌즈를 이동하면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 4 단계; 및A fourth step of detecting an optimum value of spherical aberration while moving the zoom lens of the optical pickup apparatus; And 상기 제 4 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.And a fifth step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the fourth step. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 광픽업장치의 액정 소자의 전압을 변화시키면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 6 단계; 및A sixth step of detecting an optimum value of spherical aberration while changing the voltage of the liquid crystal element of the optical pickup device; And 상기 제 6 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 7 단계를 포함하여 이루어진 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.And a seventh step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the sixth step. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 광픽업장치의 액정 소자의 전압을 변화시키면서 구면수차의 최적값을 검출하는 제 4 단계; 및A fourth step of detecting an optimum value of spherical aberration while changing the voltage of the liquid crystal element of the optical pickup device; And 상기 제 4 단계에서 검출된 최적값에 따라 콜리메이팅 렌즈를 고정하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 광픽업장치의 조립 공정에서 구면 수차 조정 방법.And a fifth step of fixing the collimating lens according to the optimum value detected in the fourth step.
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