JP2009076186A - 光ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ヘッド自体の構造の複雑化を招かず、しかも簡便な方法で光ヘッドの球面収差を補正する。
【解決手段】光ヘッドの製造方法は、所定波長の光ビームを出射するレーザ光出射装置４と、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズと、レーザ光出射装置と対物レンズとの間の光路上に配置され、光ビームの平行度を変換する平行度変換レンズ９と、を有する光ヘッドの製造方法である。本製造方法は、光ビームをレーザ光出射装置４から出射させ、平行度変換レンズ９で光ビームを通過させながら、レーザ光出射装置４から平行度変換レンズ９までの距離を調整することによって、平行度変換レンズ９を出射した光ビームの平行度を調整するステップを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は光ヘッドの製造方法に関し、特に光ヘッドの球面収差の調整方法に関する。

光ヘッドの構成として、所定波長の光ビームを出射する半導体レーザと、対物レンズと、半導体レーザと対物レンズとの間の光路上に配置されたコリメートレンズと、を有する構成が一般的に知られている。半導体レーザから出射した光ビームは発散ビームの状態で光軸に沿って進み、コリメートレンズで平行度が変換され（通常はほぼ平行ビームに変換される。）、対物レンズによって光記録媒体の所定の位置に集光される。

現在、ＨＤ ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）やブルーレイディスク（Blu-ray Disc：登録商標）といった高記録密度の光ディスクが市場に広まりつつある。本明細書では、このような次世代のＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、及びこれらと同等の構造及び記憶容量を備えた光記録媒体を「次世代ＤＶＤ」という。次世代ＤＶＤにデジタル情報の記録または再生を行う光ヘッドでは、一般に、４０５ｎｍ近傍の短波長の光ビームを出射するＧａ−Ｎ系半導体レーザが光源として用いられている。一般に、この波長の近傍の光ビームは、波長による屈折率の変動が大きいため、光源から出射される光ビームの波長がばらつくと、光ヘッドの球面収差が増加しやすい傾向にある。

また、最近では、光ディスク１枚あたりの記録容量を増大するために、２層以上の情報記録層を設けた、いわゆる多層ディスクも一般的になりつつある。この多層ディスクでは、光入射面から各情報記録層までの距離がそれぞれ異なるため、選択される情報記録層に合わせて光ヘッドの球面収差を補正する必要がある。

そこで、従来の光ヘッドには、球面収差を補正するために、コリメートレンズの前後の光路上に球面収差補正用のレンズ群を設け、レンズ群の一部を光軸方向に移動させる、ビームエキスパンダ機構を設けているものがある（特許文献１参照。）。

また、従来の光ヘッドには、光ヘッドの光路上に液晶素子を配置し、液晶素子に電圧を印加することにより液晶素子の屈折率を変化させ、通過する光ビームに適切な位相差を与えて球面収差を補正しているものもある（特許文献２参照。）。
特開平５−２６６５１１号公報 特開平９−１２８７８５号公報 特開２００４−１９２６６８号公報

ビームエキスパンダ機構を設ける技術は、光ヘッドが大型化するとともに、移動機構の増加によるコストアップ、組み込み精度の確保等、製造上のマイナス要因が大きい。

液晶素子を設ける技術は、液晶素子だけで球面収差を補正することができるため、上記の不都合が生じないだけでなく、対環境信頼性にも優れている。しかしながら、液晶素子は、光ビームの断面を複数の領域に分割し、各領域における光ビームの位相を変化させるため、補正された波面は領域の境界で不連続となってしまう。また、位相は連続的に分布しているのにも拘らず、各領域内においては一定量の位相シフトが行われるため、各領域の内部でも位相のずれが生じ、補正不足や過剰補正を生じる部分が原理的に存在する。この位相ずれは球面収差の大きさに比例するので、球面収差が大きい場合には、局所的に大きなものとなり、全体的な波面収差が大きくなり、光ヘッドの性能を損なってしまう。

本発明は、光ヘッド自体の構造の複雑化を招かず、しかも簡便な方法で光ヘッドの球面収差を補正することのできる、光ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の光ヘッドの製造方法は、所定波長の光ビームを出射する半導体レーザと、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズと、レーザ光出射装置と対物レンズとの間の光路上に配置され、光ビームの平行度を変換する平行度変換レンズと、を有する光ヘッドの製造方法である。本製造方法は、光ビームをレーザ光出射装置から出射させ、平行度変換レンズで光ビームを通過させながら、レーザ光出射装置から平行度変換レンズまでの距離を調整することによって、平行度変換レンズを出射した光ビームの平行度を調整するステップを有している。

レーザ光出射装置から出射し、平行度変換レンズによって所定の平行度に調整された光ビームは、対物レンズによって光記録媒体の所定の位置に集光する。ここで、平行度とは光ビームの発散または収束または平行の程度、すなわち、光ビームの外延の光軸に対する傾きの程度をいい、光記録媒体に向かって光路断面が減少していく状態が「収束」、増加していく状態が「発散」、一定の状態が「平行」である。

本願発明者が検討した結果、光ヘッドの光学系における球面収差の発生原因の一つは、対物レンズ及びコリメートレンズの製造誤差に起因する球面収差であることが分かった。また、他の発生原因は、光学部品の製造誤差や組み立て誤差によりコリメートレンズとレーザ光出射装置との間の距離が設計値に対してずれてしまうことであることが判明した。コリメートレンズとレーザ光出射装置との間の距離がずれると、光ビームがコリメートレンズに入射する角度がレンズの開口位置に依存して変わるため、光ビームの収束位置が開口位置に依存して変化する、即ち球面収差が発生するからである。更に４０５ｎｍ波長の近傍の光ビームは、波長による屈折率の変動が大きいため、光源から出射される光ビームの波長がばらつくと、光ヘッドの球面収差が増加しやすい傾向にある。ところで、これらの要因によってもたらされる球面収差は、コリメートレンズを出射する光ビームの平行度と密接に関連している。これは光ビームの平行度を調整する事で球面収差を制御できる事を意味する。そして、本願発明者は、レーザ光出射装置から平行度変換レンズまでの距離を調整することで平行度を調整し、よって球面収差を調整できることを見出した。本発明によれば、平行度変換レンズを出射した光ビームの平行度を容易に調整することができるので、その方法に従い球面収差の調整が容易となる。

光ビームの平行度を調整するステップは、入射した光ビームが平行ビームであるときに光ビームが所定の焦点位置で最も収束するように構成された測定手段に、平行度変換レンズを通過した光ビームを入射させ、焦点位置における光ビームのスポットサイズを測定することによって、平行度を検出することを含んでいてもよい。

本発明の他の実施態様によれば、光ヘッドの製造方法は、対物レンズの球面収差を測定するステップと、対物レンズの球面収差に基づき、レーザ光出射装置から対物レンズまでの光学系における球面収差が最小となるように、平行度変換レンズを通過する光ビームの目標平行度を求めるステップと、を有し、光ビームの平行度を調整するステップは、目標平行度が得られるように、レーザ光出射装置から平行度変換レンズまでの距離を調整することを含んでいてもよい。

本発明の他の実施態様によれば、光ヘッドの製造方法は、対物レンズの球面収差を測定するステップと、対物レンズの球面収差に基づき、レーザ光出射装置から対物レンズまでの光学系における球面収差が最小となるように、平行度変換レンズを通過した光ビームの目標平行度を求めるステップと、を有し、平行度を求めるステップは、入射した光ビームが平行ビームであるときに光ビームが所定の焦点位置で最も収束するように構成された測定手段に、平行度変換レンズを通過した光ビームを入射させたときの、焦点位置における光ビームの目標スポットサイズと、光ビームが収束ビームまたは発散ビームのいずれであるかの目標ビーム状態と、を求めることを含み、光ビームの平行度を調整するステップは、平行度変換レンズを通過した光ビームを測定手段に入射させながら、目標スポットサイズと目標ビーム状態とが得られるように、レーザ光出射装置から平行度変換レンズまでの距離を調整することを含んでいてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、光ヘッド自体の構造の複雑化を招かず、しかも簡便な方法で光ヘッドの球面収差を補正することのできる、光ヘッドの製造方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の光ヘッドの製造方法の実施形態について説明する。まず、本発明が適用される光ヘッドの概要について説明する。図１は、光ヘッドの光学系の構成を示す概略図である。光ヘッド１は、物理的トラックピッチが異なる３種類の光記録媒体２（２ａ〜２ｃ）のそれぞれにデジタル情報の記録または再生を行うことができるように構成されている。

第１の光記録媒体２ａは、現行のＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ及びこれらと同等の構造及び記憶容量を備えた光記録媒体である。第２の光記録媒体２ｂは、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ及びこれらと同等の構造及び記憶容量を備えた光記録媒体である。第３の光記録媒体２ｃは前述の次世代ＤＶＤ−ＲＯＭである。

光ヘッド１は、所定波長の光ビームを出射する光源である半導体レーザ（レーザ光出射装置）３，４を有している。半導体レーザ３は、現行のＤＶＤを記録再生するための波長６５０ｎｍの光ビーム（第１の光ビーム）を発光する第１の発光領域と、ＣＤを記録再生するための波長７８０ｎｍの光ビーム（第２の光ビーム）を発光する第２の発光領域とを有している。これらの発光領域は所定距離を隔てて形成され、１つのパッケージに収容されている。一方、半導体レーザ４は、次世代ＤＶＤを記録再生するための波長４０５ｎｍの光ビーム（第３の光ビーム）を発光する。

半導体レーザ３と半導体レーザ４とは、半導体レーザ３から出射された第１または第２の光ビームの光軸と、半導体レーザ４から出射された第３の光ビームの光軸とが互いに直交するように設けられている。

半導体レーザ３の光出射側の所定位置には、回折格子５が配置されている。回折格子５の片面には、半導体レーザ３から出射された、第１及び第２の光ビームをそれぞれ３本の光ビーム（０次の主ビームと±１次の副ビーム；図示せず）に分割するように最適化された回折格子パターンが形成されている。回折格子５は、光記録媒体２の表面（情報記録面）において、主ビームの集光位置を中心にトラック幅方向に所定距離隔てた対称位置に±１次の副ビームが集光されるように、半導体レーザ３から出射された第１及び第２の光ビームをそれぞれ分割する。

半導体レーザ４の光出射側の所定位置にも、回折格子６が配置されている。回折格子６５の片面には、半導体レーザ４から出射された、第３の光ビームをそれぞれ３本の光ビーム（０次の主ビームと±１次の副ビーム；図示せず）に分割するように最適化された回折格子パターンが形成されている。回折格子６は、光記録媒体２の表面（情報記録面）において、主ビームの集光位置を中心にトラック幅方向に所定距離隔てた対称位置に±１次の副ビームが集光されるように、半導体レーザ４から出射された第３の光ビームをそれぞれ分割する。

半導体レーザ３からの光ビームと半導体レーザ４からの光ビームとが交差する位置には、ほぼ立方体形状のダイクロイックプリズム７が設けられている。ダイクロイックプリズム７は、第１及び第２の光ビームをほぼ全通過させ、第３の光ビームをほぼ全反射させる。

ダイクロイックプリズム７を通過または反射した光ビームは偏光ビームスプリッタ８に入射する。偏光ビームスプリッタ８に入射した光ビームの９０％程度は偏光ビームスプリッタ８で反射し、立ち上げミラー１１に入射する。偏光ビームスプリッタ８に入射した光ビームの残りの１０％程度は通過して、フロントモニタ用光検出器１４に入射する。フロントモニタ用光検出器１４は、半導体レーザ３，４から出射された第１〜第３の光ビームの光強度を計測する。半導体レーザ３，４の出力は、フロントモニタ用光検出器１４の出力に基づいて調整される。

立ち上げミラー１１に入射した光ビームは、立ち上げミラー１１で反射し、コリメートレンズ９に入射する。光ビームは、半導体レーザ３，４を出射した後コリメートレンズ９に入射するまでは発散ビームであるが、コリメートレンズ９によって、概ね平行ビーム光に変換させられる。すなわち、コリメートレンズ９は半導体レーザ３，４と対物レンズ１３との間の光路上に配置され、光ビームの平行度を変換する平行度変換レンズである。

コリメートレンズ９を通過した光ビームは、液晶素子１０に入射する。液晶素子１０は、所定の形状に分割された透明電極を備え、分割された領域ごとに印加電圧に応じた異なる屈折率を示すように構成されている。透明電極は、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化錫等からなる。液晶素子１０の各領域に電圧が印加されると、屈折率が変化し、通過する光ビームに適切な位相差が与えられ、光記録媒体２の焦点で生じる波面収差を補正することができる。波面収差としては、光記録媒体２の厚さの影響によって生じる波面収差（主として球面収差）や、光記録媒体２の偏芯に伴う対物レンズ１３と液晶素子１０との相対的な位置ずれの影響による波面収差が挙げられる。

液晶素子１０を通過した光ビームは４分の１波長板１２に入射し、光ビームの主ビーム及び±１次の副ビーム（以下、「往路光ビーム」という。）が直線偏光から円偏光に変換させられる。４分の１波長板１２を通過した光ビームは対物レンズ１３に入射し、光記録媒体２の情報記録面に集光される。記録時には、集光された光ビームが情報記録面の所定のビットに記録を書き込み、記録動作が終了する。

再生時には、光記録媒体２に集光した光ビームは情報記録面で反射し、逆方向にさらに進行する。まず、光記録媒体２で反射した光ビームは、対物レンズ１３で平行ビームに変換させられる。光ビームは引き続き４分の１波長板１２に入射し、円偏光から往路光ビームの偏光方位と直交する方向の直線偏光に変換させられる。４分の１波長板１２を通過した光ビームは液晶素子１０を通ってコリメートレンズ９に入射し、収束ビームに変換させられる。コリメートレンズ９を通過した光ビームは立ち上げミラー１１で反射し、偏光ビームスプリッタ８に入射する。偏光ビームスプリッタ８は、コリメートレンズ９からの戻り光を内部の接合面で通過させて、アナモフィックレンズ１５に入射させる。アナモフィックレンズ１５は、偏光ビームスプリッタ８から入射した光ビームに焦点ずれ誤差検出のための非点収差を与え、受光素子１６上に結像させる。受光素子１６は、受光した光ビームを分割された受光領域（図示せず）毎に独立に光電変換して、電気信号を出力する。

次に、以上説明した光ヘッドの製造法について説明する。光ヘッドを製造するためには上述した各光学要素を所定のハウジングに取り付けていけばよい。図２を参照すると、具体的にはまず、対物レンズ１３を除く各部品をハウジングに取り付ける。この時点では半導体レーザ４は光軸方向Ｚに移動可能に仮固定されている。次に、コリメートレンズ９の前方にオートコリメータ２１をセットする。オートコリメータ２１は光ヘッド組み立てに汎用的に使用される装置で、比較的安価な装置である。オートコリメータは微小角度の測定に用いられることもあるが、本実施形態ではコリメートレンズ９を通過した光ビームの平行度を測定するために用いられる。

まず、対物レンズ１３の球面収差の影響度が無視できるほど小さいと仮定したときの調整方法を述べる。オートコリメータ２１は、入射した光ビームが平行ビームであるときに光ビームが所定の焦点位置で最も収束するように構成されている。図３は、オートコリメータに入射した光ビームの平行度と収束状況との関係を示す模式図である。図３（ａ）は光ビームが平行ビームである場合の状況を示している。オートコリメータ２１はコリメートレンズ２２と、集光素子２３と、表示部２４と、を有している。オートコリメータ２１に入射した光ビームは、コリメートレンズ２２で収束光となって集光素子２３に入射する。集光素子２３は、平行ビームがコリメートレンズ２２に入射したときの光ビーム焦点位置Ｆ１と重なる位置に設けられている。従って、集光素子２３上で捕捉される光ビームのスポットＳの大きさは、平行ビームが入射したときに最小となり、光ビームが円形断面を有している場合、スポット径が最小となる。

図３（ｂ），（ｃ）は、オートコリメータへの入射ビームが各々発散ビームまたは収束ビームである場合の状況を示している。図３（ｂ）に示すように、入射ビームが発散ビームである場合、コリメートレンズ２２を通過した光ビームの光ビーム焦点位置Ｆ２は集光素子２３の前方となる。図３（ｃ）に示すように、入射ビームが収束ビームである場合、コリメートレンズ２２を通過した光ビームの光ビーム焦点位置Ｆ３は集光素子２３の手前となる。いずれの場合も集光素子２３で捕捉される光ビームのスポットサイズは図３（ａ）に示す場合よりも大きくなる。

以上の関係は、オートコリメータのスポットサイズと光ヘッドの球面収差との関係を示す図４の模式図のように整理することができる。同図における光ヘッドの球面収差は、半導体レーザ４から対物レンズ１３までの光学系の球面収差を指すが、対物レンズ１３の球面収差が無視できるほど小さいことから、半導体レーザ４からコリメートレンズ９までの光学系の球面収差と考えることもできる。入射ビームが発散ビームである場合、発散度が小さくなるにつれ球面収差が小さくなり、入射ビームが平行ビームであるときに０となり、入射ビームが収束ビームになると再び球面収差が大きくなる。オートコリメータ２１は、このような特性が得られるようにあらかじめ調整されている。従って、この図より、球面収差を低減するためにはコリメートレンズ９を出射した光ビームが平行ビームになっていればよく、そのためには光ビームのスポットサイズが最小となっていればよいことが分かる。つまり、本実施形態では、コリメートレンズ９を通過した光ビームをオートコリメータ２１に入射させ、コリメートレンズ２２の焦点位置Ｆ１における光ビームのスポットサイズを測定することによって、光ビームの平行度を検出することが可能となっている。

本実施形態では、スポットサイズを変化させてコリメートレンズ９を通過した光ビームを平行ビームに調整するために、半導体レーザ４からコリメートレンズ９までの距離を調整している。具体的には、まず、光ビームを半導体レーザ４から出射させ、コリメートレンズ９で光ビームの平行度を変換して通過させる。光ビームがオートコリメータ２１に入射すると、ある大きさのスポットが集光素子２３に捕捉され、これが表示部２４に表示される。作業者は、表示部２４に表示されたスポットサイズＳを確認しながら、半導体レーザ４を光軸方向Ｚに前方方向Ｚ１または後方方向Ｚ２（図２参照）に移動させる。これによって、表示部２４に表示される光ビームのスポットサイズが変化する。スポットサイズが変化するのは、半導体レーザ４からコリメートレンズ９までの距離が変化し、それによって、光ビームの収束位置が変化するためである。

図５は、一例として、半導体レーザ４の光軸方向への移動量とスポットサイズとの関係を示す図である。半導体レーザ４をコリメートレンズ９に近づく方向、すなわち、図２の前方方向Ｚ１に動かすと、光ビームのコリメートレンズ９での屈折角が小さくなり（屈折による曲がり量が少なく）、コリメートレンズ９を通過した光ビームは平行ビームにならず、発散状態のままである。従って、スポットサイズも大きな状態となる。一方、半導体レーザ４をコリメートレンズ９に近づく方向、すなわち、図２の後方方向Ｚ２に動かすと、上記とは逆の作用が生じ、コリメートレンズ９を通過した光ビームは平行ビームから収束状態に移行してしまう。このように、スポットサイズを確認しながら半導体レーザ４を光軸方向Ｚに移動することによって、スポットサイズが最小（スポットＳ１）となるように、すなわち、コリメートレンズ９を通過した光ビームが平行ビームとなるように調整することができる。

以上の説明では、対物レンズ１３の球面収差が無視できるほど小さいと仮定しているので、この状態で半導体レーザ４の位置を固定し、その後対物レンズ１３を所定の位置に取り付ければ、球面収差の小さい光ヘッドを作製することができる。なお、スポットサイズを確認しながら半導体レーザ４を動かす操作を、操作員が行う代わりにコンピュータ制御によって自動的におこなうことができることは勿論である。

また、以上の説明から明らかなとおり、スポットサイズの調整は半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の距離を変えることによって可能であるので、光軸方向Ｚに動かす対象物は半導体レーザ４に限定されない。例えば、コリメートレンズ９を光ビームの光軸方向Ｚに動かしてもよいし、半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の光路上に設けられた他の光学素子、例えば、ダイクロイックプリズム７や偏光ビームスプリッタ８を光ビームの光軸方向Ｚに動かしてもよい。コリメートレンズ９は通常ホルダー１７に組み込まれているので、コリメートレンズ９を動かす場合はレンズホルダー１７を光軸方向Ｚに動かすのが好ましい。また、半導体レーザ４の代わりに半導体レーザ３を動かす実施形態も可能である。

本実施形態によれば、新たなレンズやレンズ移動機構を設ける必要がなく、従来の光ヘッドの構造をそのまま用いることができるので、製造コストの増加が抑えられる。また、光ヘッド全体の収差をはかる装置は非常に大掛かりで高価なものであるが、本実施形態ではコリメートレンズから出射した光ビームの平行度を測定できれば十分であり、汎用性の高いオートコリメータを用いることができるので、測定装置のコストの増加も少ない。さらに追加する工程もわずかであり、製造効率への影響も小さい。

（第２の実施形態）次に、対物レンズ１３の球面収差の影響度が無視できない場合の調整方法について述べる。この場合には、まず、対物レンズ１３の球面収差を測定する。次に、測定した対物レンズ１３の球面収差に基づき、半導体レーザ４から対物レンズ１３までの光学系における球面収差が最小となるように、コリメートレンズ９を通過する光ビームの目標平行度を求める。対物レンズ１３の球面収差が大きい場合、光記録媒体２の所定の位置に最小のスポットサイズで光ビームを入射させるためには、対物レンズ１３の球面収差をあらかじめ見込んだ目標平行度で光ビームがコリメートレンズ９を通過する必要があるためである。

図６は、目標平行度の概念を説明するための、オートコリメータのスポットサイズと光ヘッドの球面収差との関係を示す模式図である。同図における光ヘッドの球面収差は、半導体レーザ４から対物レンズ１３までの光学系の球面収差を指す。目標平行度は、コリメートレンズ９を通過した光ビームをオートコリメータ２１に入射させたときの光ビームのスポットサイズとして定められる。図６から明らかなように、目標スポットサイズは球面収差が０となるときのスポットサイズＳ２である。また、コリメートレンズ９を通過する光ビームの状態は、それが収束ビームか発散ビームであるか（目標ビーム状態）にも依存する。つまり、目標平行度は、対物レンズ１３の球面収差に基づき、あらかじめ、目標スポットサイズＳ２及び目標ビーム状態として与えられる。例えば、対物レンズ１３の球面収差がマイナスのある値を取る場合は、コリメートレンズから出射する光ビームの球面収差はプラスの値とするのがよい。従って、図５のスポットサイズＳ２が目標スポットサイズとなり、発散ビームが目標ビーム状態となる。このように、本実施形態では、コリメートレンズ９を通過する光ビームは通常は平行ビームではなく、スポットサイズも最小とはならない。

目標平行度が決定された後は、目標平行度が得られるように、第１の実施形態と同様に、半導体レーザ４からコリメートレンズ９までの距離を調整する。オートコリメータ２１は第１の実施形態で用いたものと同一でよく、入射した光ビームが平行ビームであるときに光ビームが所定の焦点位置Ｆ１で最も収束するように構成されている。コリメートレンズ９を通過した光ビームをオートコリメータ２１に入射させながら、目標スポットサイズと目標ビーム状態とが得られるように、例えば半導体レーザ４の光軸方向Ｚの位置を移動すればよい。

目標平行度は、対物レンズ１３の球面収差に応じてその都度設定してもよいが、量産工程に本実施形態を適用する場合、対物レンズ１３を球面収差によっていくつかのグループに区分し、グループ毎の目標平行度を予め設定しておき、その目標平行度を用いて調整を行うようにしてもよい。

上述した方法によって、各光学素子は球面収差が最適となるよう調整、固定されるが、固定後の熱処理等により固定位置が調整された最適位置から動く場合がある。そのような場合は、液晶素子１０によってそのずれ分を補正することもできる。前述のように、球面収差が大きい場合には、液晶素子１０の分割された各領域内での位相ずれが無視できなくなるが、本発明によれば球面収差が十分に小さく抑えられているので、わずかな液晶素子の駆動により、効果的な補正が可能となる。液晶素子の駆動量が大きいと対物レンズシフト特性が悪化するという不具合が発生するが、本発明に従い調整された光ヘッドではそのような不具合を避けることができる。

また、以上の説明から明らかなとおり、スポットサイズの調整は半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の距離を変えることによって可能であるので、光軸方向Ｚに動かす対象物は半導体レーザ４に限定されない。例えば、コリメートレンズ９を光ビームの光軸方向Ｚに動かしてもよい。コリメートレンズ９がホルダー１７に組み込まれている時、コリメートレンズ９を動かす場合はレンズホルダー１７を光軸方向Ｚに動かすのが好ましい。また、半導体レーザ４の代わりに半導体レーザ３を動かす実施形態も可能である。

さらに、半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の光路上に設けられた他の光学素子、例えば、ダイクロイックプリズム７や偏光ビームスプリッタ８を光ビームの光軸方向Ｚに動かしてもよい。

図７は、ダイクロイックプリズム７を動かすことによって半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の距離を変える場合を示している。本実施形態では、半導体レーザ４あるいはそれを保持するホルダーは、ハウジング側壁への押し当てによりY方向にのみ可動である（図中、破線参照）。このような構造の時、ダイクロイックプリズム７を光軸方向Zに破線の位置まで動かすと、半導体レーザ４のＹ方向の最適位置が変わるため、半導体レーザ４をＹ方向に動かし、コリメートレンズ９の出射光の光軸が記録媒体に対して垂直になるように調整を行う。この結果、コリメートレンズ９から半導体レーザ４までの距離はａだけ変化し、球面収差を制御することができる。

図８は、ビームスプリッタ８を動かすことによって半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の距離を変える場合を示している。本実施形態では、この場合半導体レーザあるいはそれを保持するホルダーは、ハウジング側壁への押し当てによりY方向にのみ可動である（図中、破線参照）。このような構造の時、ビームスプリッタ８を光軸方向Zに破線の位置まで動かすと、半導体レーザ４のＹ方向の最適位置が変わるため、半導体レーザ４をＹ方向に動かし、コリメートレンズ９の出射光の光軸が記録媒体に対して垂直になるように調整を行う。コリメートレンズ９から半導体レーザ４までの距離はｂ、ｃだけ短くなり、ｄだけ長くなる。ｃとｄは同じ距離なので、全体として半導体レーザ４とコリメートレンズ９との間の距離はｂだけ短くなり、球面収差を制御することができる。

光ヘッドの光学系の構成を示す概略図である。 光ヘッドの球面収差を調整する際の装置概念図である。 オートコリメータに入射した光ビームの平行度と収束状況との関係を示す模式図である。 オートコリメータのスポットサイズと光ヘッドの球面収差との関係を示す模式図である。 半導体レーザを光軸方向への移動量とスポットサイズとの関係を示す図である。 第２の実施形態における、オートコリメータのスポットサイズと光ヘッドの球面収差との関係を示す模式図である。 ダイクロイックプリズムを動かすことによって半導体レーザとコリメートレンズとの間の距離を調整する方法の説明図である。 ビームスプリッタを動かすことによって半導体レーザとコリメートレンズとの間の距離を調整する方法の説明図である。

符号の説明

１ 光ヘッド
２ 光記録媒体
２ａ 第１の光記録媒体
２ｂ 第２の光記録媒体
２ｃ 第３の光記録媒体
３ 半導体レーザ（第１及び第２の半導体レーザ）
４ 半導体レーザ（第３の半導体レーザ）
５，６ 回折格子
７ ダイクロイックプリズム
８ 偏光ビームスプリッタ
９ コリメートレンズ
１０ 液晶素子
１１ 立ち上げミラー
１２ ４分の１波長板
１３ 対物レンズ
１４ フロントモニタ用光検出器
１５ アナモフィックレンズ
１６ 受光素子
１７ コリメートレンズホルダー
２１ オートコリメータ
２２ コリメートレンズ
２３ 集光素子
２４ 表示部

Claims (7)

1. 所定波長の光ビームを出射するレーザ光出射装置と、光記録媒体に前記光ビームを集光させる対物レンズと、前記レーザ光出射装置と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記光ビームの平行度を変換する平行度変換レンズと、を有する光ヘッドの製造方法であって、
   前記光ビームを前記レーザ光出射装置から出射させ、前記平行度変換レンズで前記光ビームを通過させながら、前記レーザ光出射装置から前記平行度変換レンズまでの距離を調整することによって、前記平行度変換レンズを通過した前記光ビームの平行度を調整するステップを有する、光ヘッドの製造方法。
2. 前記光ビームの平行度を調整するステップは、入射した光ビームが平行ビームであるときに該光ビームが所定の焦点位置で最も収束するように構成された測定手段に、前記平行度変換レンズを通過した前記光ビームを入射させ、前記焦点位置における前記光ビームのスポットサイズを測定することによって、前記平行度を検出することを含む、請求項１に記載の光ヘッドの製造方法。
3. 前記対物レンズの球面収差を測定するステップと、
   前記対物レンズの球面収差に基づき、前記レーザ光出射装置から前記対物レンズまでの光学系における球面収差が最小となるように、前記平行度変換レンズを通過する前記光ビームの目標平行度を求めるステップと、
   を有し、
   前記光ビームの平行度を調整するステップは、前記目標平行度が得られるように、前記レーザ光出射装置から前記平行度変換レンズまでの距離を調整することを含む、
   請求項１または２に記載の光ヘッドの製造方法。
4. 前記対物レンズの球面収差を測定するステップと、
   前記対物レンズの球面収差に基づき、前記レーザ光出射装置から前記対物レンズまでの光学系における球面収差が最小となるように、前記平行度変換レンズを通過した前記光ビームの目標平行度を求めるステップと、
   を有し、
   前記平行度を求めるステップは、入射した光ビームが平行ビームであるときに該光ビームが所定の焦点位置で最も収束するように構成された測定手段に、前記平行度変換レンズを通過した前記光ビームを入射させたときの、前記焦点位置における前記光ビームの目標スポットサイズと、前記光ビームが収束ビームまたは発散ビームのいずれであるかの目標ビーム状態と、を求めることを含み、
   前記光ビームの平行度を調整するステップは、前記平行度変換レンズを通過した前記光ビームを前記測定手段に入射させながら、前記目標スポットサイズと前記目標ビーム状態とが得られるように、前記レーザ光出射装置から前記平行度変換レンズまでの距離を調整することを含む、
   請求項１に記載の光ヘッドの製造方法。
5. 前記距離を調整するステップは、前記レーザ光出射装置を前記光ビームの光軸方向に動かすことを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ヘッドの製造方法。
6. 前記距離を調整するステップは、前記平行度変換レンズを前記光ビームの光軸方向に動かすことを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ヘッドの製造方法。
7. 前記距離を調整するステップは、前記レーザ光出射装置と前記平行度変換レンズとの間の光路上に設けられ光学素子を前記光ビームの光軸方向に動かすことを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ヘッドの製造方法。

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