JP2604368B2 - 複屈折測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光ディスクに使用される透明ディスク基
板の複屈折を測定する複屈折測定装置に関する。

［従来の技術］ 光ディスクは概略的には透明ディスク基板に反射膜を
形成した構造であり、再生時に光ビームは、透明ディス
ク基板内に入射し、反射膜で反射して戻り光となるか
ら、透明ディスク基板の厚みの約２倍の光路を透過す
る。従って、光ビームを透過させる透明ディスク基板の
特性は、ディスク再生特性に大きな影響を及ぼす。特
に、記録媒体として磁性膜を形成する光磁気ディスクの
場合には、微妙な磁気光学効果（カー効果等）を利用す
るものであるから、透明ディスク基板の特性は一層良好
なものでなければならない。

透明ディスク基板の重要な特性の一つに複屈折があ
り、複屈折が少ないことがC/N比（キャリヤ／ノイズ
比）の向上につながるため、光ディスクの製造に際して
は、透明ディスク基板の複屈折を測定し、良好であるこ
とを確認してから量産することが行われている。

第３図は、この種の従来の複屈折測定装置を示すもの
である。第３図において、１は半導体レーザ、２は半導
体レーザ１からの光を平行光線にするコリメータレン
ズ、３は光を直線偏光にする偏光子、４は特定入射角の
偏光を透過させる検光子、５は光センサである。６はプ
ラスチックモールドされた透明ディスク基板であり、こ
の透明ディスク基板７は偏光子３と検光子４との間に挿
入される。このように従来の複屈折測定装置は、透明デ
ィスク基板６に平行光線を透過させるものであり、複屈
折測定の際には、検光子４を光軸（イ）を中心として高
速回転させつつ、光センサ５で透過光の強度を検出し、
この検出した透過光の強度をもとに複屈折値を測定す
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように、従来の複屈折測定装置においては、透
明ディスク基板６を透過する光は平行光線である。とこ
ろが、実際の光ディスク再生時の光ビームは信号記録面
に焦点を結ぶ収束光線であるから、透明ディスク基板中
を透過する光の角度が複屈折測定時と実際のディスク再
生時とで相異する。このように、従来の装置では測定条
件が実際のディスク再生時の状態に即していないので、
その測定結果に基づいて透明ディスク基板の品質（複屈
折の大小）を評価しても、その評価が必ずしも適切でな
いおそれがあった。

これに対し、特開昭61−149846号「板状部材の複屈折
測定方法及び複屈折測定装置」には、試料である基板に
焦点を結ばせる収束レンズを配設した複屈折測定装置が
開示されている。しかしながら、このものは、透過型で
はなく反射型の複屈折測定装置であり、基板に複屈折が
無い場合は円偏光となる反射光が、複屈折が有る場合に
は楕円偏光となることに着目し、光センサに戻る光量に
基づいて複屈折を測定する構成とされている。具体的に
は、基板の前面と背面の２箇所からの反射光の偏光成分
の光量差から複屈折の大きさを測定する構成であり、前
画合焦状態（基板前面に焦点を合わせたとき）と背面合
焦状態（基板背面に焦点を合わせたとき）とで反射光路
が異なるため、基板前面からの反射光の反射損失や基板
背面からの反射光の透過損失等を補正しない限り正確な
測定は難しく、また前面合焦状態と背面合焦状態とでフ
ォーカシングサーボの目標位置が異ならないよう、１点
を測定するのにも基板を異なる２位置に位置調整しなけ
ればならず、しかも位置調整の間にトラッキングサーボ
がずれないよう細心の注意が要求されるため、基板上の
測定箇所が増えるほど測定が面倒でかつ複雑化する等の
問題を抱えるものであった。

また、特開昭60−71936号「円複屈折の測定方法およ
び装置」には、反射型ではなく透過型の複屈折測定装置
が開示されている。このものは被測定媒体として通信用
の円複屈折光ファイバの円複屈折を測定するための装置
であり、測定対象である光ファイバの前後には、収束光
学系と発散光学系とが配設されている。しかしながら、
収束光学系は光ファイバの入射端に焦点を有し、対する
発散光学系は光ファイバの出射端に焦点を有するという
ように、両光学系は同一点に焦点を有しておらず、また
その必要もない。このため、仮にフォーカシングサーボ
を施すにしても、両光学系には個別にサーボ機構を設け
る必要があり、サーボ機構どうしに連動性も存在しない
ため、光ファイバを透明ディスク基板に置き換えて複屈
折を測定するにしても、全体の構成が非常に複雑化する
等の課題があった。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、単なる材料特性としての複屈折測定値を得るの
ではなく、実際のディスク再生特性上で好ましい透明デ
ィスク基板であるか否かの評価に正しく対応する複屈折
測定値を得ることのできる複屈折測定装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の複屈折測定装置は、複屈折測定対象である透
明ディスク基板に向け、レーザ光の平行光線を照射する
レーザ照射手段と、上記透明ディスク基板を透過したレ
ーザ光を検出する光センサと、上記レーザ照射手段と上
記透明ディスク基板との間に配設され、上記平行光線を
収束して透明ディスク基板の信号記録側の面に合焦させ
る収束レンズと、上記透明ディスク基板と上記光センサ
との間に配設され、上記透明ディスク基板を透過した発
散光を平行光線とするコリメータレンズと、上記レーザ
照射手段と上記収束レンズとの間に配設された偏光子
と、上記光センサと上記コリメータレンズとの間に配設
された検光子と、上記透明ディスク基板の信号記録側の
面で反射した反射光に基づき、信号記録側の面における
光スポットのフォーカシングエラー及びトラッキングエ
ラーを検出する光スポットエラー検出装置と、上記光ス
ポットエラー検出装置からの信号に基づいて上記収束レ
ンズにフォーカシングサーボ及びトラッキングサーボを
施し、かつ上記コリメータレンズにフォーカシングサー
ボを施すサーボ機構とを具備することを特徴とする。

［作用］ 上記構成において、透明ディスク基板を透過する光
は、ディスクの信号記録側の面に焦点を結ぶ収束光線で
あり、実際のディスク再生時の光の透過する角度に一致
する。従って、この測定装置による複屈折測定値は、実
際のディスク再生時に生ずるであろう透明ディスク基板
の複屈折を正しく表す。

［実施例」 以下、本発明の実施例を、第1,2図を参照して説明す
る。第１図は、本発明の複屈折測定装置の一実施例を示
すシステム構成図、第２図は、複屈折測定時に光センサ
が検出する光強度の一例を示す図である。

第１図において、半導体レーザ１、コリメータレンズ
２、偏光子３、検光子４、光センサ５等については、第
３図に示した従来のものと同様である。ただし、コリメ
ータレンズ２の次に配置する偏光子３は、スポットエラ
ー検出用の偏光ビームスプリッタとして使用される。

本発明においては、透明ディスク基板６は、その信号
記録側の面6aが前方（光センサ５側）にくるように挿入
するものとする。透明ディスク基板６のレーザ光源１
側、具体的には偏光子３と透明ディスク基板６との間に
は、平行光線を収束して透明ディスク基板６の信号記録
側の面（以下、記録面と呼ぶ）6aに焦点を結ばせる収束
レンズ10が配設してある。また、透明ディスク基板６の
光センサ側５、具体的には透明ディスク基板６と検光子
４との間に、透明ディスク基板６を透過した発散光を再
び平行光線にするコリメータレンズ11を配設してある。
さらに、透明ディスク基板６の記録面6aで反射した反射
光に基づき、透明ディスク基板記録面6aでの光スポット
のフォーカシングエラー及びトラッキングエラーを検出
するため、光スポットエラー検出装置12が配設してあ
り、光スポットエラー信号に基づいて収束レンズ10にフ
ォーカシングサーボ及びトラッキングサーボを施すとと
もに、コリメータレンズ11にフォーカシングサーボを施
すよう構成してある。

光スポットエラー検出装置12は、ハーフミラー13、ト
ラッキングエラー検出用光センサ14、シリンドリカルレ
ンズ15、フォーカシングエラー検出用光センサ16、減算
器17,18等から構成される。収束レンズ10及びコリメー
タレンズ11を駆動するサーボ機構は図示を省略してある
が、光ヘッドの対物レンズアクチュエータと同様、例え
ば電磁力を利用し光軸方向（フォーカス方向）とこれに
直交する方向（トラッキング方向）に各サーボ対象を駆
動する構成とされる。

上記構成の複屈折測定装置による透明ディスク基板６
の複屈折測定について説明する。複屈折測定の際には、
従来と同様に、検光子４を光軸（イ）を中心として高速
回転させつつ、光センサ５で透過光の強度を検出し、こ
の検出した透過光の強度をもとに複屈折を測定する。な
お、この複屈折の測定値（BR）は、次式で得られる。

BR＝（λ/2π）×tan^-1（B/A）^1/2 但し、λは光の波長、Ａは波形の最大値、Ｂは最小値
である。

通常、測定に際しては、透明ディスク基板６を半径方
向及び周方向に順次移動させて測定点を変え、例えば20
0点に近い測定点について複屈折を測定する。

上記測定において、透明ディスク基板６を透過する光
は、信号記録側の面6a、すなわち光ディスクの信号面と
なる位置に焦点を結ぶ収束光線であり、実際のディスク
再生時の光の透過する角度に一致する。また、透明ディ
スク基板記録面6aに焦点を結ぶべき光スポットにフォー
カシングエラーが生じた場合には、フォーカシングエラ
ー検出用光センサ16からの信号に基づきフォーカシング
エラーを検出して、収束レンズ10及びコリメータレンズ
11を矢印（ロ）、（ハ）の方向に移動調整するフォーカ
シングサーボをかけ、またトラッキングエラーが生じた
場合には、トラッキングエラー検出用光センサ14からの
信号に基づき、トラッキングエラーを検出して、収束レ
ンズ10のトラッキングサーボを行う。

上述のように、常に、実際のディスク再生時の光の透
過角度と同じ角度で、かつ信号記録側の面6aに正しく焦
点のあった状態で透過する光による複屈折測定が行わ
れ、実際のディスク再生状態に即したものとなる。従っ
て、この測定装置による複屈折測定値は、実際の再生時
に生ずるであろう透明ディスク基板６の複屈折を正しく
表すものとなる。また、収束レンズ10に対しフォーカス
シングサーボとトラッキングサーボを施す一方、コリメ
ータレンズ11にはフォーカシングサーボを施すようにし
たので、収束レンズ10とコリメータレンズ11との間の距
離を、常に両レンズ10,11の焦点距離和に保つことがで
き、従って収束レンズ10により収束されて透明ディスク
基板６を透過した光を平行光線に戻すコリメータレンズ
11を通過した光は、透明ディスク基板６における複屈折
の影響だけを担うこととなり、きわめて正確な複屈折測
定が可能になる。特に、グループ付きの光ディスクのよ
うに、グループとランドの境界における複屈折がディス
ク成形条件とディスク素材とに依存する透明ディスク基
板の複屈折を測定する場合に、サーボが果たす役割は非
常に重要であり、グループ側或いはランド側の複屈折を
混同することなく正確に測定することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、透明ディスク
基板の光源側に収束レンズ、光センサ側にコリメータレ
ンズを配置して、透明ディスク基板の信号記録側の面に
焦点を結ぶ収束光線として透明ディスク基板を透過する
ようにしたので、測定条件が実際のディスク再生時の条
件とほぼ等しくなり、実際に即した複屈折測定値を得る
ことができ、従って測定結果は、実際のディスク再生特
性上で好ましい透明ディスク基板であるか否かの評価に
正しく利用することができ、さらにまた収束レンズに対
しフォーカシングサーボとトラッキングサーボを施す一
方、コリメータレンズにはフォーカシングサーボを施す
ようにしたので、収束レンズにより収束されて透明ディ
スク基板を透過した光を平行光線に戻すコリメータレン
ズを通過した光は、透明ディスク基板における複屈折の
影響だけを担うこととなり、これによりきわめて正確な
複屈折測定が可能になり、特にグループ付きの光ディス
クのように、グループとランドの境界における複屈折が
ディスク成形条件とディスク素材とに依存する透明ディ
スク基板の複屈折を測定する場合に、サーボが果たす役
割は非常に重要であり、グループ側或いはランド側の複
屈折を混同することなく正確に測定することができる等
の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複屈折測定装置の一実施例を示すシ
ステム構成図、第２図は、複屈折測定時に光センサが検
出する光強度の一例を示す図、第３図は、従来の複屈折
測定装置の一例を示すシステム構成図である。 １……レーザ光源 ３……偏光子（偏光ビームスプリッタ） ４……検光子 ５……光センサ ６……透明ディスク基板 6a……信号記録側の面（記録面） 10……収束レンズ 11……コリメータレンズ 12……光スポットエラー検出装置 16……フォーカシングエラー検出用光センサ 17……トラッキングエラー検出用光センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−168544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−149846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−71936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−280548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−102109（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−55567（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複屈折測定対象である透明ディスク基板に
   向け、レーザ光の平行光線を照射するレーザ照射手段
   と、前記透明ディスク基板を透過したレーザ光を検出す
   る光センサと、前記レーザ照射手段と前記透明ディスク
   基板との間に配設され、前記平行光線を収束して透明デ
   ィスク基板の信号記録側の面に合焦させる収束レンズ
   と、前記透明ディスク基板と前記光センサとの間に配設
   され、前記透明ディスク基板を透過した発散光を平行光
   線とするコリメータレンズと、前記レーザ照射手段と前
   記収束レンズとの間に配設された偏光子と、前記光セン
   サと前記コリメータレンズとの間に配設された検光子
   と、前記透明ディスク基板の信号記録側の面で反射した
   反射光に基づき、信号記録側の面における光スポットの
   フォーカシングエラー及びトラッキングエラーを検出す
   る光スポットエラー検出装置と、前記光スポットエラー
   検出装置からの信号に基づいて前記収束レンズにフォー
   カシングサーボ及びトラッキングサーボを施し、かつ前
   記コリメータレンズにフォーカシングサーボを施すサー
   ボ機構とを具備することを特徴とする複屈折測定装置。