JP2006024273A

JP2006024273A - 光ヘッド調整装置における回折格子の切替装置

Info

Publication number: JP2006024273A
Application number: JP2004201085A
Authority: JP
Inventors: Yukio Imada; 行雄今田; I Sakai; 朋英坂井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2006-01-26

Abstract

【課題】回折干渉方式によって光ヘッドの光学系の調整を行う場合の測定において、より精度の高い測定を実施するために回折格子を回転させて角度の切り替えを行っているが、回折格子の回転ユニットの中心が測定対象の光軸の中心を通過する必要があるとともに、繰り返し精度を確保する為にユニットの剛性を高くしなければならず装置のコストが高くなる。
【解決手段】溝の方向が異なる３つの回折格子を１つの平面基板に形成し、平面基板をモータの軸に直結する。３つの回折格子の溝の方向を、平面基板が時計方向及び反時計方向に所定角度回転したとき、それぞれ＋４５度、−４５度となるように設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ディスク方式の情報記録媒体、例えばＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷに情報を記録再生する光ディスク記録再生装置に用いる光ヘッドの調整をする装置に関する。

光ディスク方式の高密度情報記録媒体から情報を再生したり、またはこのような高密度情報記録媒体に情報を記録する光ディスク記録再生装置に組み込まれる光ヘッドには、光ヘッド内の光源から出射された光を光ディスク上の目的の場所に正確に照射する光学系が必要である。光ヘッドの光源及び光ヘッドの光学系に含まれる対物レンズは、それ自体に優れた光学的特性が要求されるだけでなく、製造時の調整によって所定の位置に精度よく固定されなければならない。光ヘッドの調整方法として、当技術分野では周知の干渉計測法で収差を検出し、これに基づいて検査、調整をする回折干渉方式が、例えば特開２００１−１０８８７７号公報に示されておりすでに実施されている。

例えばＤＶＤ−ＲＯＭの記録情報を読取ることができ、かつＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷに情報を書込みかつ読取ることができるＣＯＭＢＯドライブ装置では、ＤＶＤやＣＤなどの複数の方式の情報記憶媒体（光ディスク）に対して情報の書込みと読取りができる光ヘッドを備えている。このような光ヘッドは、互いに異なる波長の光を放射する半導体レーザなどの複数の光源を備えている。複数の光源からの光はダイクロイックプリズムで１つの光路に導かれ、共通の光学系を経て外部へ出射される。光ヘッドの調整においては、上記の回折干渉方式により、光ヘッドに内蔵されている光源から光ヘッドの光学系の対物レンズを経て出射される光に基づいて光学特性（収差等）を検出する。この光学特性に基づいて光ヘッド内の対物レンズの傾きを調節しかつ対物レンズの光軸と光源の光軸とが一致するよう調整している。

回折干渉方式により光ヘッド１の光学系の調整を行う従来の調整装置の例を図４及び図５に示す。図４は例えばＤＶＤ用の光ヘッドの調整装置の側面図であり、図５は、図４の調整装置に設けられている回折格子１１を回転させる移動装置３９の斜視図である。
図４において、測定対象の光ヘッド１が２本の基準シャフト２によって保持されている。光ヘッド１のフォーカシング制御及びトラッキング制御をするアクチュエータ２５の対物レンズ１６からの出射光はフォーカスユニット８に入射する。フォーカスユニット８には、回折格子１１を形成した平面基板１０が光ヘッド１に対向して設けられている。回折格子１１は例えば石英ガラスにエッチング等により多数の凹凸又は溝を形成することにより得られる。平面基板１０は図５に詳細に示す回転ステージ４５に取付けられて、後で説明するように回転する。また平面基板１０は図５に示すように圧電効果を利用するピエゾ素子１３に取付けられ図の矢印１４方向に０．５５μｍの振幅で振動する（振動数は例えば３Ｈｚ）。フォーカスユニット８内の対物レンズ３は前記回折格子１１に対向し、平面基板１０は対物レンズ３の焦点深度内にあるように配置されている。フォーカスユニット８の上方には結像レンズ４が設けられ、対物レンズ３を通過した光の像をＣＣＤ素子５に結像する。結像レンズ４とＣＣＤ素子５で撮像ユニット７が構成される。撮像ユニット７の出力は回折干渉方式の画像処理部６に入力され、この出力に基づいて干渉縞が形成され、回折干渉方式の測定を行う画像処理部６の表示部４４に表示される。

平面基板１０は、例えば平面性の良いガラス板で構成され、その厚さは光ディスクの、表面から記録面までの厚さとほぼ同じになされている。ＤＶＤ用のものでは厚さは０．６ｍｍである。回折格子１１は、光ヘッド１の対物レンズ１６の開口径と光ヘッド１内の光源の光の波長を基にして算出されたピッチ０．５５μｍの回折格子である。

図５の回転ステージ４５は基台３８上に設けられた回転支持部１２により支持されて、所定の角度だけ回転できるようになされている。回転ステージ４５には中心が光軸Ｚに一致するように回折格子１１が取付けられている。光軸Ｚは図４のフォーカスユニット８の光軸３Ｃに一致している。回転ステージ４５には、光軸Ｚに中心が一致し、中央領域３３Ａが中空になっているプーリ３５が設けられている。プーリ３５はタイミングベルト３４により電気モータ３１の回転軸に取付けられているプーリ３２に連結されている。電気モータ３１が回転するとタイミングベルト３４を介してプーリ３５が回転するので回転ステージ４５が回転する。

図４に示す調整装置で、光ヘッド１の光学系の調整を行なうときは、移動装置３９の回転ステージ４５を、まず時計方向に４５度、次に反時計方向に４５度回転させる。このように回折格子１１を回転させてその都度前記の回折干渉方式で光ヘッド１の光学系を調整する。この調整法により光ヘッド１の光学系を極めて高い精度で調整することができるが、この調整法の詳細については本発明と直接関係がないので説明を省略する。
特開２００１−１０８８７７号公報

図５に示す移動装置３９の回転ステージ４５は、光ヘッド１からの光の通路である中空の中央領域３３Ａを有するので支持機構が複雑になる。またタイミングベルトで連結するため若干の遊びが生じる。そのため回転ステージ４５の回転中心を中心軸Ｚに一致させるためには、各部の剛性を高くするとともに、回転部の機械的精度を極めて高くする必要がある。従って移動装置３９が高価になり結果として調整装置が高価であった。
本発明は上記の問題点を解決するために、簡単な構成で信頼性が高くかつ保守性に優れた光ヘッド調整装置における回折格子の切替装置を提供することを目的とする。

本発明の光ヘッド調整装置の回折格子の切替装置は、干渉縞を発生させるための、互に回折格子パターンの方向が異なる複数の回折格子を有する基板、上記複数の回折格子の内の所望のものを所定位置に位置決めするために前記基板を回転させる回転手段、及び前記所定位置において、前記回折格子を微小振動させる揺動装置を有することを特徴とする。
本発明によれば回転ステージが電気モータの回転軸に直結されているので、回転ステージの剛性が高く遊びがないので回折格子の角度を正確に設定できる。そのため光ヘッドの調整を正確に行うことができる。また構成が簡単であるので信頼性及びメンテナンス性に優れている。

本発明の回折格子の切替装置は、回転ステージ５０がモータ４７の回転軸１Ａと直結されているため剛性が高くかつ遊びがない。従って高い回転精度が得られる。図５に示す従来の回折格子の切替装置のように中央部３Ａに開口を有するプーリを用いないので構成が簡単である。従って本実施例の切替装置は装置コストが安価である。

以下、本発明の光ヘッド調整装置の回折格子の切替装置の好適な実施例を図１から図３を参照して説明する。
図１は本発明の回折格子の切替装置１９を備えた光ヘッド調整装置の側面図である。図において、回折格子の切替装置１９を除く他の部分は前記「背景技術」の項で説明した図４に示すものと同じであるが概略について再度説明する。
図１において、調整対象の光ヘッド１が２本の基準シャフト２によって保持されている。光ヘッド１のフォーカシング制御及びトラッキング制御をするアクチュエータ２５の対物レンズ１６からの出射光はフォーカスユニット８に入射する。フォーカスユニット８には、回折格子パターンの方向が互に異なる３つの回折格子５１、５２、５３を形成した平面基板２０が光ヘッド１に対向して保持されている移動装置１９が設けられている。回折格子５１、５２、５３は例えば石英ガラスにエッチング等により多数の凹凸又は溝をそれぞれ角度を変えて形成することにより得られる。平面基板２０は図２に詳細に示す回転ステージ５０に取付けられて、後で説明するように回転する。また、平面基板２０は圧電効果を利用するピエゾ素子２３に取付けられ図の矢印１４方向に０．５５μｍの振幅で振動する（振動数は例えば３Ｈｚ）。フォーカスユニット８内の対物レンズ３は前記回折格子５１、５２、５３に対向し、平面基板２０は対物レンズ３の焦点深度内にあるように配置されている。

回転ステージ５０は、移動装置１９に設けられているモータ４７の回転軸１Ａに連結されている。モータ４７の回転軸１Ａは矢印２４に示すように時計方向及び反時計方向にそれぞれ所定角度回転する。本実施例では回転ステージ５０が時計方向及び反時計方向にそれぞれ１０度回転する場合を例に挙げて説明する。フォーカスユニット８の上方には結像レンズ４が設けられ、対物レンズ３を通過した光の像をＣＣＤ素子５に結像する。結像レンズ４とＣＣＤ素子５で撮像ユニット７が構成される。撮像ユニット７の出力は回折干渉方式の画像処理部６に入力され、この出力に基づいて干渉縞が形成され、画像処理部６の表示部４４に表示される。

平面基板２０は、例えば平面性の良いガラス板で構成され、その厚さは光ディスクの、表面から記録面までの厚さとほぼ同じになされている。ＤＶＤ用のものでは厚さは０．６ｍｍである。回折格子５１、５２、５３は、光ヘッド１の対物レンズ１６の開口径と光ヘッド１内の光源の光の波長を基にして算出されたピッチ０．５５μｍの回折格子である。

図３の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、回転ステージ５０を図２の上方から見たときの平面図である。図３の（ａ）は回転ステージ５０が回転していない中立位置にあるときの図、図３の（ｂ）は回転ステージ５０が反時計方向に１０度回転したときの図、図３の（ｃ）は回転ステージ５０が時計方向に１０度回転したときの図である。図３の（ａ）において、平面基板２０には３つの回折格子５１、５２、５３が並列して設けられている。回折格子５１は、平面基板２０の矢印２６で示す長手方向に平行な溝によって構成されている。

回折格子５１のピッチは、例えば光ヘッド１がＤＶＤ用の場合には０．５５μｍである。回折格子５２は、溝のピッチが前記回折格子５１の溝のピッチと同じであるが、図３の（ｂ）に示すように、回折格子５１の溝の方向に対して時計方向に５５度回転した方向の溝が形成されている。すなわち平面基板２０が矢印２６の方向から反時計方向に１０度回転したとき、回折格子５３の溝の方向が矢印２６の方向に対して４５度になる。回折格子５３は、図３の（ｃ）に示すように平面基板２０が時計方向に１０度回転したとき、溝の方向が矢印２６の方向に対して４５度になるように、前記回折格子５１の溝とは逆の方向に５５度の角度で溝が形成されている。

図３の（ａ）に示す回転ステージ５０が回転していない状態のとき、光ヘッド１の出射光の光軸３Ｃは回折格子５１のほぼ中心Ｚを通るように回折格子５１の領域が設定されている。また図３の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、回転ステージ５０がそれぞれ反時計方向及び時計方向に回転したとき、回折格子５２、５３のそれぞれの中心Ｚが前記光軸３Ｃに一致するように、各回折格子５２、５３の領域が設定されている。

本実施例の回折格子の切替装置を有する光ヘッド調整装置で光ヘッド１の調整を行うときは、図３の（ａ）から（ｃ）に示すように回転ステージ５０を回転させて回折格子５１〜５３を任意に切り替え、回折格子５１〜５３の所望のものを光ヘッド１の対物レンズ１６に対向させる。対物レンズ１６と対向する位置で互に溝の方向が４５度異なる回折格子５１〜５３を切り替えつつ前記回折干渉方式で光ヘッド１内の対物レンズの傾きや、対物レンズの光軸と光ヘッドに内蔵されている光源の光軸とのずれを調整することにより、高精度の調整が可能になる。

本発明は光ヘッドの調整に利用可能である。

本発明の実施例の回折格子の切替装置を備えた光ヘッド調整装置の側面図本発明の実施例の回折格子の切替装置の斜視図（ａ）は回転していない状態の回転ステージの上面図、（ｂ）は反時計回りに回転した回転ステージの上面図、（ｃ）は時計回りに回転した回転ステージの上面図従来の回折格子の切替装置を備えた光ヘッド調整装置の側面図従来の回折格子の切替装置の斜視図従来の回折格子の切替装置において切り替えられた回折格子を示す平面図

符号の説明

１光ヘッド
２基準シャフト
３、１６対物レンズ
４結像レンズ
５ＣＣＤ素子
６画像処理部
１９移動装置
２０平面基板
２３ピエゾ素子
２５アクチュエータ
４７モータ
５０回転ステージ
５１、５２、５３回折格子

Claims

干渉縞を発生させるための、回折格子パターンの方向が互に異なる複数の回折格子を有する基板、
上記複数の回折格子の内の所望のものを所定位置に位置決めするために前記基板を回転させる回転手段、及び
前記所定位置において、前記回折格子を微小振動させる揺動装置
を有する光ヘッド調整装置の回折格子の切替装置。