JP2824074B2 - 光学ヘッドの製造方法 - Google Patents
光学ヘッドの製造方法Info
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
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- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10532—Heads
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- Optical Head (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ビームを光検出手段に合焦するための光
学ヘッドを製造する方法に関する。もっと詳細に述べる
と、本発明は、非点収差回折格子パターンを有する回折
格子を備える光学ヘッドの製造方法に関する。
学ヘッドを製造する方法に関する。もっと詳細に述べる
と、本発明は、非点収差回折格子パターンを有する回折
格子を備える光学ヘッドの製造方法に関する。
（従来技術） 光学ヘッドにおいては、レーザダイオードからのレー
ザビームが記録媒体上で反射され、反射光がビームスプ
リッター又はホログラムレンズを介して光検出器に戻さ
れる。ホログラムレンズは、ホログラムの原理を利用し
て形成された回折格子である。この種の光学ヘッドを製
造する場合には、ビームスプリッター又はホログラムレ
ンズの焦点に対応する位置に光検出器を取り付けるよう
に注意しなければならない。位置ずれを生じると、エラ
ーが生じる。
ザビームが記録媒体上で反射され、反射光がビームスプ
リッター又はホログラムレンズを介して光検出器に戻さ
れる。ホログラムレンズは、ホログラムの原理を利用し
て形成された回折格子である。この種の光学ヘッドを製
造する場合には、ビームスプリッター又はホログラムレ
ンズの焦点に対応する位置に光検出器を取り付けるよう
に注意しなければならない。位置ずれを生じると、エラ
ーが生じる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、光検出器に光ビームを結像させるためにポ
ログラム原理を利用した回折格子を使用する光学ヘッド
の製造に際して、回折格子からの光ビームが正確に光検
出器上に合焦されるように、回折格子を光検出器に対し
て正確に位置決めできる方法を提供することを解決すべ
き課題とする。
ログラム原理を利用した回折格子を使用する光学ヘッド
の製造に際して、回折格子からの光ビームが正確に光検
出器上に合焦されるように、回折格子を光検出器に対し
て正確に位置決めできる方法を提供することを解決すべ
き課題とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するため、光学ヘッドに光
検出手段を取り付けたのち、回折格子の予定取り付け位
置すなわち回折格子のための位置と、光学ヘッドに取り
付けられた該光検出手段との間の距離を測定し、その距
離に光ビームを合焦させることができる回折格子パター
ンを回折格子上に形成する。そして、この回折格子パタ
ーンが形成された回折格子を、光学ヘッド上の上述した
回折格子の予定取り付け位置に取り付ける。
検出手段を取り付けたのち、回折格子の予定取り付け位
置すなわち回折格子のための位置と、光学ヘッドに取り
付けられた該光検出手段との間の距離を測定し、その距
離に光ビームを合焦させることができる回折格子パター
ンを回折格子上に形成する。そして、この回折格子パタ
ーンが形成された回折格子を、光学ヘッド上の上述した
回折格子の予定取り付け位置に取り付ける。
本発明においては、回折格子として非点収差回折格子
パターンを有するものを使用するが、上述の回折格子パ
ターンの形成にあたっては、回折格子が上述の予定取り
付け位置に取り付けられたとき、回折格子パターンを通
った光ビームの最小錯乱円のスポットが光検出手段上に
合焦されるように、回折格子パターンを形成する。本発
明の一態様においては、非点収差回折格子パターンは、
通常の円柱レンズを２個、円柱軸が互いに交差するよう
に組み合わせた光学素子と等価な光学的特性を持つもの
である。一般に、一個の円柱レンズと光学的に等価な回
折格子パターンは、式 Φ（ｘ）＝（π／λ）（x2/Fx） （１） で表される。ここに、ｘは回折格子上における直角座標
の座標位置、Fxは円柱レンズと光学的に等価な回折格子
パターンの焦点距離である。この回折格子パターンを有
する回折格子を二つ組み合わせると、２つの焦点距離を
もった非点収差特性が得られる。そして、この光学系に
おける２つの焦点位置の中間に最小錯乱円のスポットが
形成される。
パターンを有するものを使用するが、上述の回折格子パ
ターンの形成にあたっては、回折格子が上述の予定取り
付け位置に取り付けられたとき、回折格子パターンを通
った光ビームの最小錯乱円のスポットが光検出手段上に
合焦されるように、回折格子パターンを形成する。本発
明の一態様においては、非点収差回折格子パターンは、
通常の円柱レンズを２個、円柱軸が互いに交差するよう
に組み合わせた光学素子と等価な光学的特性を持つもの
である。一般に、一個の円柱レンズと光学的に等価な回
折格子パターンは、式 Φ（ｘ）＝（π／λ）（x2/Fx） （１） で表される。ここに、ｘは回折格子上における直角座標
の座標位置、Fxは円柱レンズと光学的に等価な回折格子
パターンの焦点距離である。この回折格子パターンを有
する回折格子を二つ組み合わせると、２つの焦点距離を
もった非点収差特性が得られる。そして、この光学系に
おける２つの焦点位置の中間に最小錯乱円のスポットが
形成される。
本発明の別の態様においては、回折格子パターンは、
式 Φ（x,y）＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy） （２） により表される。ここに、ｘ及びｙは、それぞれ回折格
子上における直角座標の座標値、Fxは回折格子の非点収
差の一つの焦点距離、Fyは回折格子の非点収差の他の焦
点距離をそれぞれ表す。この回折格子パターンは、光学
的には、２つの円柱レンズを円柱軸が互いに直交するよ
うに組み合わせ、２つの円柱面の間に連続的な曲面を形
成したものと等価である。この場合にも、最小錯乱円の
スポットは２つの焦点距離Fx、Fyの中間点に現れる。
式 Φ（x,y）＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy） （２） により表される。ここに、ｘ及びｙは、それぞれ回折格
子上における直角座標の座標値、Fxは回折格子の非点収
差の一つの焦点距離、Fyは回折格子の非点収差の他の焦
点距離をそれぞれ表す。この回折格子パターンは、光学
的には、２つの円柱レンズを円柱軸が互いに直交するよ
うに組み合わせ、２つの円柱面の間に連続的な曲面を形
成したものと等価である。この場合にも、最小錯乱円の
スポットは２つの焦点距離Fx、Fyの中間点に現れる。
本発明においては、このようにして形成された回折格
子を光学ヘッドの所定の取り付け位置に取り付けること
によって光学ヘッドが完成する。
子を光学ヘッドの所定の取り付け位置に取り付けること
によって光学ヘッドが完成する。
この種の光学ヘッドにおいては、光検出手段の受光面
の光軸方向の位置が、該光検出手段の基板の厚さの製造
誤差による変動等の要因により製品間でばらつきを生じ
る。このため、従来は、非点収差特性を有するレンズ系
又は回折格子を使用する光学ヘッドにおいては、非点収
差の２つの焦点距離の中間位置に正確に最小錯乱円のス
ポットが形成されるように光検出手段の取付位置を微妙
に調整する必要があった。しかし、本発明による光学ヘ
ッドの製造方法によれば、光検出手段を先ず光学ヘッド
に取り付けた後、回折格子の所定取付け位置と光検出手
段との間の距離を測定し、その測定結果に基づいて、回
折格子が該所定の取付け位置に取り付けられたとき該光
検出手段の位置に光ビームの最小錯乱円のスポットが形
成されるようになる回折格子パターンを該回折格子上に
形成することにより、回折格子を光学ヘッドに取り付け
るだけで、微妙な調整を必要とせず、精度のよい位置決
めが可能である。
の光軸方向の位置が、該光検出手段の基板の厚さの製造
誤差による変動等の要因により製品間でばらつきを生じ
る。このため、従来は、非点収差特性を有するレンズ系
又は回折格子を使用する光学ヘッドにおいては、非点収
差の２つの焦点距離の中間位置に正確に最小錯乱円のス
ポットが形成されるように光検出手段の取付位置を微妙
に調整する必要があった。しかし、本発明による光学ヘ
ッドの製造方法によれば、光検出手段を先ず光学ヘッド
に取り付けた後、回折格子の所定取付け位置と光検出手
段との間の距離を測定し、その測定結果に基づいて、回
折格子が該所定の取付け位置に取り付けられたとき該光
検出手段の位置に光ビームの最小錯乱円のスポットが形
成されるようになる回折格子パターンを該回折格子上に
形成することにより、回折格子を光学ヘッドに取り付け
るだけで、微妙な調整を必要とせず、精度のよい位置決
めが可能である。
なお、本発明により製造された光学ヘッドは、それ自
体で精度よく光ビームの最小錯乱円のスポットを光検出
手段の面上に結像させることができるものであるが、必
要に応じて、さらに微調整のために回折格子を光軸方向
に動かすようにすることもできる。また、必要に応じ
て、回折格子を光軸まわりに回転させて微調整を行うこ
とができるようにすることも可能である。
体で精度よく光ビームの最小錯乱円のスポットを光検出
手段の面上に結像させることができるものであるが、必
要に応じて、さらに微調整のために回折格子を光軸方向
に動かすようにすることもできる。また、必要に応じ
て、回折格子を光軸まわりに回転させて微調整を行うこ
とができるようにすることも可能である。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図は、本発明の製造方法によって製造できる光学
ヘッドを示す。この光学ヘッドは、米国特許第5,001,69
4号に記載された型式であり、種々の記録媒体、例えば
熱磁気記録媒体若しくはランドとピットにより記録を行
う媒体について使用される。図において、半導体レーザ
・検出器68は、レーザビーム70をコリメートレンズ72に
向けて射出するように配置される。レーザビーム70は、
コリメートレンズ72により平行光となって回折格子すな
わちホログラムレンズ74を通って対物レンズ76に到達す
る。ホログラムレンズ74は、この実施例ではコリメート
レンズ72と対物レンズ76の間に配置されているが、これ
は、半導体レーザ、検出器68とコリメートレンズ72の間
に配置してもよい。
ヘッドを示す。この光学ヘッドは、米国特許第5,001,69
4号に記載された型式であり、種々の記録媒体、例えば
熱磁気記録媒体若しくはランドとピットにより記録を行
う媒体について使用される。図において、半導体レーザ
・検出器68は、レーザビーム70をコリメートレンズ72に
向けて射出するように配置される。レーザビーム70は、
コリメートレンズ72により平行光となって回折格子すな
わちホログラムレンズ74を通って対物レンズ76に到達す
る。ホログラムレンズ74は、この実施例ではコリメート
レンズ72と対物レンズ76の間に配置されているが、これ
は、半導体レーザ、検出器68とコリメートレンズ72の間
に配置してもよい。
対物レンズ76は、レーザビーム70を記録媒体78上に結
像させるように作用する。対物レンズ76は、収束・トラ
ッキングアクチュエータ82内に設けられており、該収束
・トラッキングアクチュエータ82は対物レンズ76を移動
させて調節を行うための駆動コイル80を備える。ここ
で、半導体レーザ・光検出器68と、コリメートレンズ7
2、ホログラムレンズ74がユニットとして組み立てら
れ、光学ヘッドのレーザペン84の一部を形成している。
像させるように作用する。対物レンズ76は、収束・トラ
ッキングアクチュエータ82内に設けられており、該収束
・トラッキングアクチュエータ82は対物レンズ76を移動
させて調節を行うための駆動コイル80を備える。ここ
で、半導体レーザ・光検出器68と、コリメートレンズ7
2、ホログラムレンズ74がユニットとして組み立てら
れ、光学ヘッドのレーザペン84の一部を形成している。
第２図は、半導体レーザ・光検出器68の正面図であ
る。半導体レーザ・光検出器68は、半導体レーザ86を備
え、この半導体レーザ86は、ヒートシンク88の上に取り
付けられている。光検出器90は、４象限光検出器として
構成されており、４つに区画された光検出面を有する。
半導体レーザ86の背後には、別の光検出器92を配置して
該半導体レーザ86からの光を測定する。光検出器92は、
その反射光が半導体レーザ86に届かないように、傾斜し
て配置されている。この構造の詳細は、米国特許第4,90
6,839号に記載されている。
る。半導体レーザ・光検出器68は、半導体レーザ86を備
え、この半導体レーザ86は、ヒートシンク88の上に取り
付けられている。光検出器90は、４象限光検出器として
構成されており、４つに区画された光検出面を有する。
半導体レーザ86の背後には、別の光検出器92を配置して
該半導体レーザ86からの光を測定する。光検出器92は、
その反射光が半導体レーザ86に届かないように、傾斜し
て配置されている。この構造の詳細は、米国特許第4,90
6,839号に記載されている。
この構造の光学ヘッドにおいて、半導体レーザ・光検
出器68からのレーザビーム70は、コリメートレンズ72に
より平行光にされ、ホログラムレンズ74を通り、零次回
折ビームと多数の高次回折ビームを形成する。零次回折
ビームは光軸に対して傾斜せず、直進して記録媒体78に
当たり、反射される。反射光の一部は再びホログラムレ
ンズ74に当たり、零次及び高次の回折ビームを形成す
る。零次回折ビームは半導体レーザ86に到達するため、
光検出器90には到達しない。高次回折ビームの一つ、例
えば一次回折ビームが光検出器90に結像する。
出器68からのレーザビーム70は、コリメートレンズ72に
より平行光にされ、ホログラムレンズ74を通り、零次回
折ビームと多数の高次回折ビームを形成する。零次回折
ビームは光軸に対して傾斜せず、直進して記録媒体78に
当たり、反射される。反射光の一部は再びホログラムレ
ンズ74に当たり、零次及び高次の回折ビームを形成す
る。零次回折ビームは半導体レーザ86に到達するため、
光検出器90には到達しない。高次回折ビームの一つ、例
えば一次回折ビームが光検出器90に結像する。
ホログラムレンズ74は、本発明の一実施例では、２個
の面曲率をもつ曲面レンズと光学的に等価な回折パター
ンを有する。すなわち、ホログラムレンズ74は、２個の
円柱レンズを円柱軸が互いに直交するように組み合わせ
た非点収差レンズと光学的に等価な回折パターンを有
し、この回折パターンは次式 Φ（x,y）＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy） （２） により表される。ここに、ｘ及びｙは、それぞれ回折格
子上における直角座標の座標値、Fxは回折格子の非点収
差の一つの焦点距離、Fyは回折格子の非点収差の他の焦
点距離をそれぞれ表す。この回折格子パターンを有する
回折格子すなわちホログラムレンズ74は、第３図に示す
ように、非点収差特性を有し、２つの焦点を形成する。
すなわち、Fxは第１の焦点距離であり、ホログラムレン
ズ74から距離Fxの位置にある面１に第１の線状の像が現
れる。Fyは第２の焦点距離であり、ホログラムレンズ74
から距離Fyの位置にある面３に第２の線状の像が現れ
る。距離Fxと距離Fyの中間の位置にある面２にレーザビ
ームの径が最小となる最小錯乱円のスポット100が形成
される。この最小錯乱円100が半導体レーザ・光検出器6
8の光検出器90の位置にあるように各構成部品を位置決
めする。
の面曲率をもつ曲面レンズと光学的に等価な回折パター
ンを有する。すなわち、ホログラムレンズ74は、２個の
円柱レンズを円柱軸が互いに直交するように組み合わせ
た非点収差レンズと光学的に等価な回折パターンを有
し、この回折パターンは次式 Φ（x,y）＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy） （２） により表される。ここに、ｘ及びｙは、それぞれ回折格
子上における直角座標の座標値、Fxは回折格子の非点収
差の一つの焦点距離、Fyは回折格子の非点収差の他の焦
点距離をそれぞれ表す。この回折格子パターンを有する
回折格子すなわちホログラムレンズ74は、第３図に示す
ように、非点収差特性を有し、２つの焦点を形成する。
すなわち、Fxは第１の焦点距離であり、ホログラムレン
ズ74から距離Fxの位置にある面１に第１の線状の像が現
れる。Fyは第２の焦点距離であり、ホログラムレンズ74
から距離Fyの位置にある面３に第２の線状の像が現れ
る。距離Fxと距離Fyの中間の位置にある面２にレーザビ
ームの径が最小となる最小錯乱円のスポット100が形成
される。この最小錯乱円100が半導体レーザ・光検出器6
8の光検出器90の位置にあるように各構成部品を位置決
めする。
以下に説明するように、ホログラムレンズ74を通った
一次回折ビームの最小錯乱円100がどの位置に形成され
るかを決定することができる。
一次回折ビームの最小錯乱円100がどの位置に形成され
るかを決定することができる。
第４図は、本発明の光学ヘッドにおける光学的特性を
説明するためのもので、回折格子すなわちホログラムレ
ンズ74は、円柱軸が直交する２つの円柱レンズを組み合
わせたレンズに光学的に等価な回折パターンを有し、そ
の近くにコリメートレンズ72が配置される。第３図で
は、ホログラムレンズ74は、コリメートレンズと組み合
わせた状態ではなく、ホログラムレンズ74単独の光学特
性として示されたが、第４図では、ホログラムレンズ74
にコリメートレンズ72を組み合わせた場合の光学特性が
示されている。第４図において、回折格子が一つの焦点
距離を有する円柱レンズと等価な回折パターンを有する
とすると、この光学系では、コリメートレンズ72の焦点
距離はＦであり、回折格子すなわちホログラムレンズ74
の焦点距離はFxである。第４図の光学系では、コリメー
トレンズ72とホログラムレンズ74の組み合わせからなる
光学系に入射する平行光は、零次回折光がコリメートレ
ンズ72の焦点位置Ｚ＝Ｆに結像する。
説明するためのもので、回折格子すなわちホログラムレ
ンズ74は、円柱軸が直交する２つの円柱レンズを組み合
わせたレンズに光学的に等価な回折パターンを有し、そ
の近くにコリメートレンズ72が配置される。第３図で
は、ホログラムレンズ74は、コリメートレンズと組み合
わせた状態ではなく、ホログラムレンズ74単独の光学特
性として示されたが、第４図では、ホログラムレンズ74
にコリメートレンズ72を組み合わせた場合の光学特性が
示されている。第４図において、回折格子が一つの焦点
距離を有する円柱レンズと等価な回折パターンを有する
とすると、この光学系では、コリメートレンズ72の焦点
距離はＦであり、回折格子すなわちホログラムレンズ74
の焦点距離はFxである。第４図の光学系では、コリメー
トレンズ72とホログラムレンズ74の組み合わせからなる
光学系に入射する平行光は、零次回折光がコリメートレ
ンズ72の焦点位置Ｚ＝Ｆに結像する。
また、ホログラムレンズ74の回折格子パターンは、次
式 Φ（ｘ）＝（π／λ）（x2/Fx） （１） で表される。ここに、ｘは回折格子上における直角座標
の座標位置、Fxは円柱レンズと光学的に等価な回折格子
パターンの一つの焦点距離である。
式 Φ（ｘ）＝（π／λ）（x2/Fx） （１） で表される。ここに、ｘは回折格子上における直角座標
の座標位置、Fxは円柱レンズと光学的に等価な回折格子
パターンの一つの焦点距離である。
第４図に示す光学系では、２つの光学素子、すなわ
ち、コリメートレンズ72とホログラムレンズ74を合成し
た光学系の焦点の位置102は、ホログラムレンズ74から
距離Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）の位置になる。この場合、前述
のＺ＝ＦとＺ＝Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）がそれぞれ非点収差
の焦点位置104、102になる。そして、半導体レーザダイ
オード86は、コリメートレンズ72の焦点位置Ｚ＝Ｆに配
置される。光検出器90は、レーザダイオード86からコリ
メートレンズ72の光軸に沿った方向に測って距離Ｄだけ
ホログラムレンズ74に寄った位置で、一次回折光を受け
るように配置される。光検出器90の受光面からコリメー
トレンズ72の焦点位置Ｚ＝Ｆまでの距離をＤとすると、
光検出器90の受光面から合成光学系の焦点位置Ｆ・Fx/
（Ｆ＋Fx）までの距離は、 Ｆ−［Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）］−Ｄ である。したがって、この距離がＤに等しくなるように
すると、光検出器90の受光面を２つの焦点位置の中間点
に置くことができる。この条件は、 Ｆ−［Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）］＝2D である。ここで、コリメートレンズ72の焦点距離Ｆは既
知である。そこで、距離Ｄを測定することにより、この
条件を満足するホログラムレンズ74の回折格子パターン
の焦点距離Fxを知ることができる。コリメートレンズ72
の焦点距離Ｆは既知であるから、ホログラムレンズ74の
取り付け位置がコリメートレンズ72に対して既知の所定
位置関係にあるとすると、距離Ｄを測定することは、ホ
ログラムレンズ74のための位置から光検出器90の受光面
までのコリメートレンズ72の光軸に沿って距離を求める
ことで技術的にみて同義である。したがって、上述の式 Ｆ−［Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）］＝2D からホログラムレンズ74の回折格子パターンを決定する
ことができる。
ち、コリメートレンズ72とホログラムレンズ74を合成し
た光学系の焦点の位置102は、ホログラムレンズ74から
距離Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）の位置になる。この場合、前述
のＺ＝ＦとＺ＝Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）がそれぞれ非点収差
の焦点位置104、102になる。そして、半導体レーザダイ
オード86は、コリメートレンズ72の焦点位置Ｚ＝Ｆに配
置される。光検出器90は、レーザダイオード86からコリ
メートレンズ72の光軸に沿った方向に測って距離Ｄだけ
ホログラムレンズ74に寄った位置で、一次回折光を受け
るように配置される。光検出器90の受光面からコリメー
トレンズ72の焦点位置Ｚ＝Ｆまでの距離をＤとすると、
光検出器90の受光面から合成光学系の焦点位置Ｆ・Fx/
（Ｆ＋Fx）までの距離は、 Ｆ−［Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）］−Ｄ である。したがって、この距離がＤに等しくなるように
すると、光検出器90の受光面を２つの焦点位置の中間点
に置くことができる。この条件は、 Ｆ−［Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）］＝2D である。ここで、コリメートレンズ72の焦点距離Ｆは既
知である。そこで、距離Ｄを測定することにより、この
条件を満足するホログラムレンズ74の回折格子パターン
の焦点距離Fxを知ることができる。コリメートレンズ72
の焦点距離Ｆは既知であるから、ホログラムレンズ74の
取り付け位置がコリメートレンズ72に対して既知の所定
位置関係にあるとすると、距離Ｄを測定することは、ホ
ログラムレンズ74のための位置から光検出器90の受光面
までのコリメートレンズ72の光軸に沿って距離を求める
ことで技術的にみて同義である。したがって、上述の式 Ｆ−［Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）］＝2D からホログラムレンズ74の回折格子パターンを決定する
ことができる。
次に、前述の式（２）により定義される回折格子パタ
ーンを有するホログラムレンズに焦点距離Ｆのコリメー
トレンズ72を組み合わせた光学系の場合には、非点収差
の２つの焦点は、共にコリメートレンズ72の焦点位置Ｚ
＝Ｆからコリメートレンズ72の光軸に沿った方向にずれ
た位置に現れるが、この場合にも、非点収差の２つの焦
点の中間の最小錯乱円が光検出器90の受光面の位置に来
る回折格子パターンの２つの焦点距離FxとFyを求めるこ
とができる。そのための手順を以下に説明する。
ーンを有するホログラムレンズに焦点距離Ｆのコリメー
トレンズ72を組み合わせた光学系の場合には、非点収差
の２つの焦点は、共にコリメートレンズ72の焦点位置Ｚ
＝Ｆからコリメートレンズ72の光軸に沿った方向にずれ
た位置に現れるが、この場合にも、非点収差の２つの焦
点の中間の最小錯乱円が光検出器90の受光面の位置に来
る回折格子パターンの２つの焦点距離FxとFyを求めるこ
とができる。そのための手順を以下に説明する。
一般に、焦点距離f1のレンズと焦点距離f2のレンズと
が距離ｅを隔てて共軸に置かれたときの合成光学系の焦
点距離は、式 1/f＝1/f1＋1/f2−e/f1・f2 で表される。ここで、説明を簡単にするために、２つの
レンズ間の距離ｅがゼロであると仮定して、この式を２
つの焦点距離Fx、Fyを有する非点収差特性の光学系にあ
てはめると、２つの焦点距離Fx、Fyの各々について、そ
れぞれの焦点が光検出器90の受光面から等距離にあるよ
うにするFx及びFyの値は、２つの焦点間の距離がＳであ
るとしたとき、次式 1/F＋1/Fx＝1/（Ｆ−Ｄ−S/2） （３） 1/F＋1/Fy＝1/（Ｆ−Ｄ＋S/2） （４） により計算することができる。ここで、Ｆはコリメート
レンズ72の焦点距離である。上式において、（Ｆ−Ｄ）
の項は、光検出器90の受光面の位置を表すものであるか
ら、（Ｆ−Ｄ−S/2）及び（Ｆ−Ｄ＋S/2）の項は、それ
ぞれ光検出器90の受光面の位置からS/2だけ手前側及び
遠い側の位置を表すことになる。コリメートレンズ72の
焦点距離Ｆは既知である。また、Ｓは、コリメートレン
ズ72と２つの焦点距離Fx、Fyを有するホログラムレンズ
74を組み合わせた光学系における、コリメートレンズ72
の光軸方向に測った２つの焦点位置間の距離である。そ
れぞれの焦点の位置は、コリメートレンズ72からの距離
で表すと、Zx＝Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）及びZy＝Ｆ・Fy/（Ｆ
＋Fy）となる。
が距離ｅを隔てて共軸に置かれたときの合成光学系の焦
点距離は、式 1/f＝1/f1＋1/f2−e/f1・f2 で表される。ここで、説明を簡単にするために、２つの
レンズ間の距離ｅがゼロであると仮定して、この式を２
つの焦点距離Fx、Fyを有する非点収差特性の光学系にあ
てはめると、２つの焦点距離Fx、Fyの各々について、そ
れぞれの焦点が光検出器90の受光面から等距離にあるよ
うにするFx及びFyの値は、２つの焦点間の距離がＳであ
るとしたとき、次式 1/F＋1/Fx＝1/（Ｆ−Ｄ−S/2） （３） 1/F＋1/Fy＝1/（Ｆ−Ｄ＋S/2） （４） により計算することができる。ここで、Ｆはコリメート
レンズ72の焦点距離である。上式において、（Ｆ−Ｄ）
の項は、光検出器90の受光面の位置を表すものであるか
ら、（Ｆ−Ｄ−S/2）及び（Ｆ−Ｄ＋S/2）の項は、それ
ぞれ光検出器90の受光面の位置からS/2だけ手前側及び
遠い側の位置を表すことになる。コリメートレンズ72の
焦点距離Ｆは既知である。また、Ｓは、コリメートレン
ズ72と２つの焦点距離Fx、Fyを有するホログラムレンズ
74を組み合わせた光学系における、コリメートレンズ72
の光軸方向に測った２つの焦点位置間の距離である。そ
れぞれの焦点の位置は、コリメートレンズ72からの距離
で表すと、Zx＝Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）及びZy＝Ｆ・Fy/（Ｆ
＋Fy）となる。
先に述べたように、光学ヘッドの製造方法にあたって
は、光学ヘッドに半導体レーザダイオード86と光検出器
90を取り付け、距離Ｄを測定する。ポログラムレンズ74
の取付け予定位置とコリメートレンズ72の位置の間の相
対的位置関係が既知であるとすると、距離Ｄを測定する
ことは、光検出器90の受光面からホログラムレンズ74す
なわち回折格子の取付け予定位置までの距離を求めるこ
とと技術的に同義になる。ここで、説明を簡単にするた
めに、コリメートレンズ72とホログラムレンズ74の光軸
方向の位置が重なっていると仮定した光学系では、光検
出器90の受光面からホログラムレンズ74の取付け予定位
置までの距離をＬとすると、コリメートレンズ72の焦点
距離Ｆと、前述の距離Ｄ、Ｌの間には、Ｆ＝Ｌ＋Ｄの関
係が成立する。さらに、前述のようにコリメートレンズ
72とホログラムレンズ74とを組み合わせた光学系におけ
る２つの焦点位置Zx、Zyと距離Ｌ、Ｓの間の関係は、次
式のようになる。
は、光学ヘッドに半導体レーザダイオード86と光検出器
90を取り付け、距離Ｄを測定する。ポログラムレンズ74
の取付け予定位置とコリメートレンズ72の位置の間の相
対的位置関係が既知であるとすると、距離Ｄを測定する
ことは、光検出器90の受光面からホログラムレンズ74す
なわち回折格子の取付け予定位置までの距離を求めるこ
とと技術的に同義になる。ここで、説明を簡単にするた
めに、コリメートレンズ72とホログラムレンズ74の光軸
方向の位置が重なっていると仮定した光学系では、光検
出器90の受光面からホログラムレンズ74の取付け予定位
置までの距離をＬとすると、コリメートレンズ72の焦点
距離Ｆと、前述の距離Ｄ、Ｌの間には、Ｆ＝Ｌ＋Ｄの関
係が成立する。さらに、前述のようにコリメートレンズ
72とホログラムレンズ74とを組み合わせた光学系におけ
る２つの焦点位置Zx、Zyと距離Ｌ、Ｓの間の関係は、次
式のようになる。
Ｌ＝Zy−S/2＝Zx＋S/2 ここに、Zx＝Ｆ・Fx/（Ｆ＋Fx）、Zy＝Ｆ・Fy/（Ｆ＋F
y）の関係があることは前述した通りである。前述の式
（３）（４）において、未知数はFx、Fy、Ｓであるが、
距離Ｌ、ＳとFx、Fyの関係についてのこの条件から、式
（３）及び式（４）に基づいて、回折格子74に必要な非
点収差の焦点距離Fx、Fyを計算することができる。すな
わち、この計算から、光検出器90の受光面上に最小錯乱
円のスポット100が形成される焦点距離Fx及びFyの値を
求めることができる。焦点距離が分かれば、所要のホロ
グラムレンズ74の回折格子パターンを標準的な技術で作
成することができる。（ワインホイリー「バイナリー・
シンセチックス・ホログラム」アプライド・オプチック
ス、Vol.13、No.7、1677ページ（1977年７月）参照）。
y）の関係があることは前述した通りである。前述の式
（３）（４）において、未知数はFx、Fy、Ｓであるが、
距離Ｌ、ＳとFx、Fyの関係についてのこの条件から、式
（３）及び式（４）に基づいて、回折格子74に必要な非
点収差の焦点距離Fx、Fyを計算することができる。すな
わち、この計算から、光検出器90の受光面上に最小錯乱
円のスポット100が形成される焦点距離Fx及びFyの値を
求めることができる。焦点距離が分かれば、所要のホロ
グラムレンズ74の回折格子パターンを標準的な技術で作
成することができる。（ワインホイリー「バイナリー・
シンセチックス・ホログラム」アプライド・オプチック
ス、Vol.13、No.7、1677ページ（1977年７月）参照）。
本発明の実施例において、式（２）で表される回折格
子パターンは、本質的に２つの円柱レンズをその円柱軸
が互いに直交するように組み合わせた非点収差レンズと
光学的に等価であるが、２つの円柱面の間は、２次曲面
で連続していることが一つの重要な特徴である。この場
合、光軸に対して直角なｘ及びｙ方向にそれぞれａ、ｂ
だけホログラムレンズ74を動かしたとき、レンズ曲面は
次式 Φ（ｘ−ａ、ｙ−ｂ）＝（π／λ）［(x-a)2/Fx＋(y-b)
2/Fy］ ＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy）＋（π／λ）（a2/Fx＋b
2/Fy） −２（π／λ）（ax/Fx＋by/Fy） となる。ここで、最後の２項は、ｘとｙについて線形で
ある。この特性を利用して、第５図に示すように、光検
出器の受光面上での最小錯乱円のスポット100の位置及
び傾斜を調節することができる。ホログラムレンズ74を
回転させることによっても光検出器74の受光面上で最小
錯乱円のスポット100を回転させることができる。
子パターンは、本質的に２つの円柱レンズをその円柱軸
が互いに直交するように組み合わせた非点収差レンズと
光学的に等価であるが、２つの円柱面の間は、２次曲面
で連続していることが一つの重要な特徴である。この場
合、光軸に対して直角なｘ及びｙ方向にそれぞれａ、ｂ
だけホログラムレンズ74を動かしたとき、レンズ曲面は
次式 Φ（ｘ−ａ、ｙ−ｂ）＝（π／λ）［(x-a)2/Fx＋(y-b)
2/Fy］ ＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy）＋（π／λ）（a2/Fx＋b
2/Fy） −２（π／λ）（ax/Fx＋by/Fy） となる。ここで、最後の２項は、ｘとｙについて線形で
ある。この特性を利用して、第５図に示すように、光検
出器の受光面上での最小錯乱円のスポット100の位置及
び傾斜を調節することができる。ホログラムレンズ74を
回転させることによっても光検出器74の受光面上で最小
錯乱円のスポット100を回転させることができる。
第４図に示す光学系では、ホログラムレンズ74は、第
６図に示すバイプリズム112を取り付けたレンズ110と等
価なようにも製造できる。この場合のレンズ曲面の式は
次のように表される。
６図に示すバイプリズム112を取り付けたレンズ110と等
価なようにも製造できる。この場合のレンズ曲面の式は
次のように表される。
Φ（ｘ、ｙ）＝２π（ay＋bx）＋π（x2＋y2）/Fh ここで、Fhは反射レーザビームが光検出器の受光面114
に合焦するようにするためのホログラムレンズの焦点距
離である。第４図のパラメーターを使用すると、このFh
を決める関係式は次のようになる。
に合焦するようにするためのホログラムレンズの焦点距
離である。第４図のパラメーターを使用すると、このFh
を決める関係式は次のようになる。
1/F＋1/Fh＝1/（Ｆ−Ｄ） このホログラムレンズは、第７図に示すように、光検出
器の受光面上に２つの焦点スポット116、118を形成する
ことができる。第７図に124、126で示すように、平行な
対の光検出器を２対設けた光検出装置において、ホログ
ラムレンズをｙ方向に動かし、光軸まわりに回転させる
ことにより、２つの焦点スポット116、118の各々が、光
検出器124、126の各々の分割線上に正確に位置するよう
に調節することができる。
器の受光面上に２つの焦点スポット116、118を形成する
ことができる。第７図に124、126で示すように、平行な
対の光検出器を２対設けた光検出装置において、ホログ
ラムレンズをｙ方向に動かし、光軸まわりに回転させる
ことにより、２つの焦点スポット116、118の各々が、光
検出器124、126の各々の分割線上に正確に位置するよう
に調節することができる。
第１図は、本発明の方法により製造される光学ヘッドの
一例を示す概略図、 第２図は、第１図の光学ヘッドに使用される半導体レー
ザ・光検出器を示す正面図、 第３図は、本発明の一実施例における非点収差レンズの
光学特性を示す概略斜視図、 第４図は、本発明の他の実施例における非点収差レンズ
の光学特性を示す概略斜視図、 第５図は、光検出器の受光面上におけるレーザビームの
スポットの位置調節の状態を示す概略図、 第６図は、本発明の方法により製造されるレンズの他の
実施例を示す概略側面図、 第７図は、第６図のレンズを使用した実施例において一
対の光ビームの位置調節を行う状態を示す概略図であ
る。 68……半導体レーザ・光検出器 70……レーザビーム 72……コリメートレンズ 74……ホログラムレンズ 76……対物レンズ 78……記録媒体 80……コイル 82……収束・トラッキングアクチュエータ 86……半導体レーザ 88……ヒートシンク 90……４象限光検出器 92……光検出器
一例を示す概略図、 第２図は、第１図の光学ヘッドに使用される半導体レー
ザ・光検出器を示す正面図、 第３図は、本発明の一実施例における非点収差レンズの
光学特性を示す概略斜視図、 第４図は、本発明の他の実施例における非点収差レンズ
の光学特性を示す概略斜視図、 第５図は、光検出器の受光面上におけるレーザビームの
スポットの位置調節の状態を示す概略図、 第６図は、本発明の方法により製造されるレンズの他の
実施例を示す概略側面図、 第７図は、第６図のレンズを使用した実施例において一
対の光ビームの位置調節を行う状態を示す概略図であ
る。 68……半導体レーザ・光検出器 70……レーザビーム 72……コリメートレンズ 74……ホログラムレンズ 76……対物レンズ 78……記録媒体 80……コイル 82……収束・トラッキングアクチュエータ 86……半導体レーザ 88……ヒートシンク 90……４象限光検出器 92……光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−57013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−289933（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−195534（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】非点収差回折格子パターンを有する回折格
子を備え、光ビームを光検出手段に合焦するための光学
ヘッドを製造する方法であって、 前記光検出手段を光学ヘッドに取り付ける段階、 前記回折格子のための位置から前記光検出手段までの距
離を求める段階、 前記距離に最小錯乱円の合焦したスポットを形成するた
めの非点収差回折格子パターンを前記回折格子上に形成
する段階、及び、 前記光検出手段から前記距離だけ離れた回折格子のため
の前記位置において前記回折格子を前記光学ヘッドに取
り付ける段階、 からなることを特徴とする方法。 - 【請求項２】非点収差回折格子パターンを有する回折格
子を備え、光ビームを光検出手段に合焦するための光学
ヘッドを製造する方法であって、 前記光検出手段を光学ヘッドに取り付ける段階、 前記回折格子のための位置から前記光検出手段までの距
離を求める段階、 前記距離に最小錯乱円の合焦したスポットを形成するた
めの非点収差回折格子パターンを、式 Φ（x,y）＝（π／λ）（x2/Fx＋y2/Fy） ここに、ｘ及びｙは前記回折格子上における直角座標の
座標値、Fxは前記回折格子の非点収差の一つの焦点距
離、Fyは前記回折格子の非点収差の他の焦点距離をそれ
ぞれ表す に基づいて前記回折格子上に形成する段階、及び、 前記光検出手段から前記距離だけ離れた回折格子のため
の前記位置において前記回折格子を前記光学ヘッドに取
り付ける段階、 からなることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/141,460 US4905216A (en) | 1986-12-04 | 1988-01-20 | Method for constructing an optical head by varying a hologram pattern |
| US141,460 | 1988-01-20 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10187231A Division JPH1173655A (ja) | 1988-01-20 | 1998-07-02 | 光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01285034A JPH01285034A (ja) | 1989-11-16 |
| JP2824074B2 true JP2824074B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=22495795
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1010119A Expired - Lifetime JP2824074B2 (ja) | 1988-01-20 | 1989-01-20 | 光学ヘッドの製造方法 |
| JP10187231A Pending JPH1173655A (ja) | 1988-01-20 | 1998-07-02 | 光学ヘッド |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10187231A Pending JPH1173655A (ja) | 1988-01-20 | 1998-07-02 | 光学ヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4905216A (ja) |
| EP (1) | EP0325103A3 (ja) |
| JP (2) | JP2824074B2 (ja) |
| KR (1) | KR890012276A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2658345B1 (fr) * | 1990-02-09 | 1992-06-19 | Neiman Sa | Systeme de telecommande en particulier pour le verrouillage/deverrouillage des ouvrants de vehicules automobiles. |
| US5212572A (en) * | 1991-11-22 | 1993-05-18 | International Business Machines Corporation | Optical data storage system with compact holographic polarization-sensing or reflectivity-sensing optical storage head |
| KR970000645B1 (ko) * | 1994-02-26 | 1997-01-16 | 엘지전자 주식회사 | 광픽업 시스템 |
| US6723980B2 (en) | 2001-07-16 | 2004-04-20 | Wai-Hon Lee | Position sensor with grating to detect moving object with periodic pattern |
| FI118452B (fi) * | 2005-01-13 | 2007-11-15 | Jot Automation Oy | Menetelmä muodostaa kuva, menetelmä testata elektronista laitetta ja testauslaite, testauskammio ja testausjärjestelmä |
Family Cites Families (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US31255A (en) * | 1861-01-29 | Machine fob facing and polishing millstones | ||
| DE207789C (ja) * | ||||
| FR2036613A5 (ja) * | 1969-03-26 | 1970-12-24 | Jobin Et G Yvon | |
| US4124860A (en) * | 1975-02-27 | 1978-11-07 | Optron, Inc. | Optical coupler |
| FR2313716A1 (fr) * | 1975-06-03 | 1976-12-31 | Thomson Brandt | Systeme optique de lecture par reflexion d'un support d'information |
| NL182990C (nl) * | 1975-07-07 | 1988-06-16 | Philips Nv | Inrichting voor het uitlezen van een stralingsreflekterende registratiedrager. |
| JPS5953612B2 (ja) * | 1975-11-19 | 1984-12-26 | カブシキガイシヤ フジテレビジヨン | コウデンシキサイセイホウホウ |
| CA1091966A (en) * | 1976-10-15 | 1980-12-23 | Chiaki Kojima | Apparatus for reading signals recorded on a record carrier |
| US4241999A (en) * | 1978-08-24 | 1980-12-30 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Monochromators |
| FR2436505A1 (fr) * | 1978-09-12 | 1980-04-11 | Radiotechnique Compelec | Dispositif optoelectronique a emetteur et recepteur couples |
| JPS5545074A (en) * | 1978-09-28 | 1980-03-29 | Ricoh Co Ltd | Hologram lens |
| NL181963C (nl) * | 1979-06-26 | 1987-12-01 | Philips Nv | Halfgeleiderlaserinrichting. |
| JPS5647933A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-30 | Sony Corp | Optical signal head |
| US4309605A (en) * | 1979-10-02 | 1982-01-05 | New Japan Radio Co., Ltd. | Photo-reflective sensor |
| FR2470391A1 (fr) * | 1979-11-21 | 1981-05-29 | Thomson Csf | Dispositif optique stigmatique d'emission-reception de rayonnements coherents et tete optique d'enregistrement-lecture comprenant un tel dispositif |
| JPS5678180A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-26 | Hitachi Ltd | Light receiving device |
| JPS573235A (en) * | 1980-06-07 | 1982-01-08 | Ricoh Co Ltd | Focus controlling method |
| JPS57111843A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-12 | Canon Inc | Vertical magnetic reading optical system |
| US4397527A (en) * | 1981-02-26 | 1983-08-09 | Eastman Kodak Company | Apparatus for use in correcting beam anamorphicity by vector diffraction |
| JPS5893390A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
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| JPS58199573A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-19 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPS58203646A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-28 | Canon Inc | 光磁気再生装置 |
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| US4626679A (en) * | 1982-09-22 | 1986-12-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical head and method of detecting the focus thereof |
| JPS59119548A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-10 | Pioneer Electronic Corp | 光学式ピツクアツプ装置 |
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| US4700335A (en) * | 1983-01-31 | 1987-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for recording a continuous spiral information track with different track pitches |
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