JPH01285034A - 光学ヘッドを製造する方法 - Google Patents

光学ヘッドを製造する方法

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JPH01285034A JP1010119A JP1011989A JPH01285034A JP H01285034 A JPH01285034 A JP H01285034A JP 1010119 A JP1010119 A JP 1010119A JP 1011989 A JP1011989 A JP 1011989A JP H01285034 A JPH01285034 A JP H01285034A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学ヘッドを製造する方法、及びそれにより
製造された光学ヘッドに関するもので、より詳細には、
光検出器に対してレンズを揃える方法に関する。
（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
ビームが記録媒体で反射され、ビームスプリッタもしく
はホログラムレンズを介して光検出器へ戻される。ホロ
グラムレンズはホログラフ方法を使用して作られた回折
格子である。光学ヘッドを製造するときはビームスプリ
ッタもしくはホログラムレンズからのレーザビームの焦
点に対応する位置に光検出器を取り付けるよう注意しな
ければならない。不整合が生じると、エラーが生じる。
（発明の構成） 本発明は、光検出器に光ビームの焦点を結ばせるホログ
ラフィック回折格子を有する光学ヘッドを製造する方法
に関する。先ず光検出器を光学ヘッド内に取り付け、そ
してホログラムレンズを配置する位置と光検出器との間
の距離を測定する。
それから、ホログラムレンズに食刻したホログラフィッ
ク格子パターンを、上記測定した位置にレーザビームの
焦点を結ばせるように形成する。その後、ホログラムレ
ンズを光学ヘッドに取り付ける。
このように、本発明では、製造公差によりＺ方向に生じ
る光学ヘッド内の光検出器の位置の変動を補償するよう
に光学ヘッドごとにホログラムレンズを形成できる。こ
れは、焦点を結ばせる精度を大きく改善する。
好ましい実施例では、２つの面白率をもったトロイダル
レンズを模擬するようホログラムレンズを形成する。所
望の焦点距離の両側にそして所望の焦点距離から等距離
に、もしくは最小混乱の（ｌｅａｓｔ　ｃｏｎｆｕｓｉ
ｏｎ）の円になるように異なる曲率の焦点が調整される
。
この調整が必要な理由は、レーザに対する光検出器の高
さが光検出器の基板の厚みにより変わってくるからであ
る。検出器の高さが高くなるほどトロイダルレンズの曲
率を大きくしなければならない。
本発明の別の特徴によれば、ホログラムレンズがつくる
トロイダル波頭を使用して焦点面内で光スポットを直線
状に移動させることができる。
これは、コリメートレンズの光学軸に対しホログラムレ
ンズを直線状に動かすことによりなされる。
焦点面上の光スポットの調整はホログラムレンズを移動
し回転することにより達成される。この調整は、ホログ
ラムのトロイダル波頭の曲率を選択することに加えて、
光学ヘッドが必要とする全ての位置調整を果たす。
本発明の特徴と利点を完全に理解するために添付図を参
照して以下に詳細に本発明を説明する。
（実施例） 第１図は、本発明によって作られた光学ヘッドを示す。
この光学ヘッドは、１９８６年１２月４日に出願した米
国特許出願第９３８．０８５号の「改良型光学ヘッド」
に詳しく説明されている。
この光学ヘッドを簡単に以下に説明する。この光学ヘッ
ドを種々の記録媒体、例えば、熱磁気媒体もしくはラン
ドとビットとを使用する媒体に使用できる。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へ放射する。コリメートされたビームは、ホログラ
ムレンズ７４を通って対物レンズ７６に進む。ホログラ
ムレンズ７４は半導体レーザ・検出器６８とコリメート
レンズ７２との間に置いてもよい。対物レンズ７６はビ
ームの焦点を媒体７８に結ばせる。コイル８０は収束・
トラッキングアクチュエータ８２内で対物レンズ７６を
動かすことができる。半導体レーザ６８、コリメートレ
ンズ７２、ホログラムレンズ７４が光学ヘッドのレーザ
ペン８４の一部分を形成している。
第２図は半導体レーザ・光検出器６８の正面図である。
半導体レーザはヒートシンク８８の上に取り付けられて
いる。４象限光検出器９０はヒートシンク８８の面に取
り付けられている。半導体レーザ８６の後ろに光検出器
９２を配置して半導体レーザ８６からの光りを測定する
。光検出器９２はそれが半導体レーザ８６に光を反射し
て戻さないように傾けられている。半導体レーザ・光検
出器６８の詳細については、１９８６年５月１日に出願
した米国特許出願第８５８．４１１号を参照されたい。
動作において、半導体レーザ８６からのレーザビーム７
０はコリメートレンズ７２により平行にされる。このコ
リメートされたビームはホログラムレンズ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
回折ビームは同じ経路の上で連続し、傾いておらず、そ
して光学ヘッドの前進光路に使用される唯一のビームで
ある。
このビームはコイル８０により動かされる対物レンズ７
６により媒体７８に焦点を結ぶ。
戻り路で、ビームは再びホログラムレンズ７４に当たり
、零及び高次の回折ビームを生じる。
零次ビームはレーザに戻され、そして検出には使われな
い。戻り路での反射ビームはホログラフィックレンズ７
４から高次回折ビームを形成する。
これらの高次回折ビームの１つは光検出器９０に像を結
ぶ。
一実施例では、ホログラムレンズ７４は、２個の面白率
をもつ球面レンズであるトロイダルレンズと同じである
。この種のレンズは第３図に示す２個の非点焦点をつく
る。トロイダルレンズの波頭は次式により与えられる。
φ（ｘ、　ｙ）＝−（ｘ”／Ｆｘ＋ｙ”／Ｆｙ）　　（
１）＾ ここで、Ｆｘは面１の上にビームが焦点を結ぶ距離であ
り、そしてＦｙは面３の上にビームが焦点を結ぶ距離で
ある。面２上の円形スポット１００は、実際トロイダル
レンズの焦点である最小混乱の円と呼ばれる。
波頭式ｌを使用して、第１次回折の１つに同じ特性をも
つことのできるホログラフィック光学素子を作ることが
できる。ホログラフィックトロイダルレンズの使用によ
り、本発明の光学ヘッドは最小混乱の円に相当するスポ
ットをそれの光学軸に沿う面に投射できる。この点を次
の例によって説明する。
第４図は、焦点距離Ｆのコリメートレンズ７２と、レン
ズ７２の焦点面Ｐに配置したレーザダイオード８６とを
示す。又、この図は、検出器９０の面がレーザダイオー
ドから距離りの位置にあることを示している。ホログラ
フィック光学素子７４がコリメートレンズ７２の近くに
配置されている。ホログラフィックレンズ素子７４がつ
くる波頭は唯一の曲率を有し、これは次式で表される。
φ（ｘ）＝−ｘ”／Ｆｘ　　　　　　　　　（２）λ 第４図に示された２つの非点収差の焦点の位置はＦとＦ
Ｆｘ／（Ｆ＋Ｆｘ）とである。検出器９０からの１つの
焦点１０２の距離はＤに等しく、そして検出器９０の面
から第２の焦点１０４までの距離はＦ−［ＦＦｘ／　（
Ｆ＋Ｆｘ）］　−Ｄである。明らかなように、２個の焦
点の間隔が２Ｄに等しくなければ検出器９０の面から２
つの非点収差の焦点を同じ距離に置くことはできない。
実際には距離りは約０．５ミリであり、そして２つの非
点収差の望ましい間隔Ｓは約０．２ミリである。
式ｌのトロイダル波頭では２つの焦点が距離Ｓだけ離さ
れそして検出器９０の面から等距離にあるようにする値
Ｆｘとｐｙを見出すことができる。ＦｘとＦｙは次式か
ら決定できる。
１／Ｆ＋１／Ｆｘ＝１／（Ｆ−Ｄ＋Ｓ／２）　　（３）
１／Ｆ＋１／Ｆｙ＝１／（Ｆ−Ｄ−３／２）　　（４）
パラメータＦ、Ｄ、Ｓは既知であるので、式３と式４と
でＦｘとＦｙは決定できる。それらを式１に入れてトロ
イダルホログラフィック光学素子７４を製造する。光学
ヘッドにレーザダイオード８６と光検出器９０を取り付
けそして距離を測定することによってＤとＦとが判る。
焦点が分かると、ホログラムレンズの線パターンは標準
的な技術で作ることができる（ワンホイリー、「バイナ
リ−・シンセチッック・ホログラム」、アプライド・オ
プチックス、ボリューム１３、ナンバー７．１６７７ペ
ージ（１９７４年７月）参照）。
光学ヘッドの製造に非常に重要なトロイダル波頭のもう
１つの特徴がある。Ｘ及びｙに沿った波頭の空間変化φ
（ｘ、ｙ）は二次曲線であることに注意されたい。光学
軸のどちらかの方向に沿ってホログラムを僅かに動かす
と、波頭は次のようになる。
φ（ｘ−ａ、ｙ−ｂ）＝−（（ｘ−ａ）”／Ｆｘ＋（ｙ
−ｂ）”／Ｆｙ）　。
λ −２−（ａｘ／Ｆｘ十ｂｙ／Ｆｙ） λ 最後の２項は、Ｘとｙについて線形である。
良く知られているように、線形に変化する波頭は、波頭
の伝播に傾斜を生じる。この伝播の傾斜は、第５図に示
す二次曲線検出器に対する最小混乱のスポットもしくは
円の位置の調整を許す。こうして、光学ヘッドの光学軸
に対してホログラフィックレンズを移動させて焦点面上
で光スポットを傾斜させ、移動させることができる。も
ちろん、ホログラムの回転によりレーザダイオードの周
りで検出器上のスポットは回転する。これは、検出器に
対してスポットを動かす別の手段である。
第２の実施例において、第１図のホログラムレンズ７４
は、第６図に示すようにパイプリズム１１２を取り付け
たレンズ１１０と同じであるように製造させる。このレ
ンズの波頭は次式により与えられる。
φ（ｘ、い＝π２（ａｙ＋ｂｘ）＋π（ｘ”　十ｙ”）
／　Ｆ　ｈここで、Ｆｈは、戻りのレーザビームが検出
器の面１１４に焦点を結ばせるようにするホログラムレ
ンズの焦点距離である。第４図のパラメータを使用して
Ｆｈを決める関係は次の通りである。
１／Ｆ＋１／Ｆｈ＝１／（Ｆ−Ｄ） このホログラムレンズは第７図に示すように検出器上に
２つの焦点スポット１１６と１１８をつくる。第５図の
第１の実施例と同様に、ｙ軸に沿ってホログラムレンズ
を動かし、そして光学軸の周りでホログラムレンズを回
転することにより２対の平行光検出器１２４．１２６の
分割線１２ｏ。
１２２に正確に２つのスポットを位置決めできる。
上記の簡単な説明から、ホログラフィックレンズ素子に
より、ホログラフィックレーザ光学ヘッドの整合に必要
な調整を行なえることが理解されよう。
当業者であれば本発明の思想内で種々変更して本発明を
実施できよう。例えば、ホログラムレンズをトライダル
以外のレンズとすることができる。従って本発明の実施
例は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
なお、本発明の特徴は特許請求の範囲に記載した特徴に
加えて、さらに次の点にある。
（１）２焦点を有するトロイダルレンズを模擬するよう
にホログラフィック法により格子パターンを形成する光
学ヘッドを製造する方法。
（２）光検出器の表面から２つの焦点かはゾ同じ距離に
ある前記１項に記載の光学ヘッドを製造する方法。
（３）格子パターンを調整して上記処理で焦点面内にビ
ームを傾斜させる段階を備えた光学ヘッドを製造する方
法。
（４）上記調整段階において格子パターンを直線に動か
すようにした前記３項に記載の光学ヘッドを製造する方
法。
（５）格子パターンを調整する段階において、上記距離
で焦点面内でビームを回転させる前記１項に記載の光学
ヘッドを製造する方法。
（６）上記調整段階において光学ヘッドの光学軸の周り
で格子パターンを回転する前記５項に記載の光学ヘッド
を製造する方法。
（７）パイプリズムを取り付けたレンズを模擬するため
ホログラフィック法により格子パターンを形成する光学
ヘッドを製造する方法。
（８）格子パターンを調整し、上記距離において焦点面
内でビームを回転する段階を更に備えた前記７項に記載
の光学ヘッドを製造する方法。
（９）上記調整段階において光学ヘッドの光学軸の周り
で格子パターンを回転する前記７項に記載の光学ヘッド
を製造する方法。
（ｌ　Ｏ）本発明の方法で製作された製品。
【図面の簡単な説明】
第１図は１本発明の方法を使用する光学ヘッドのブロッ
ク図、 第２図は、第１図の光学ヘッドのレーザダイオード・光
検出器を示す図、 第３図は、トロイダルレンズの焦点面を示す図、 第４図は、本発明のホログラムレンズの焦点面を示す図
、 第５図は、本発明の光検出器にわたって一対の収束光線
を傾斜したところを示す図、第６図は、本発明の方法を
使用する光学ヘッドの第２の実施例を示す図、そして 第７図は、第６図の実施例の一対の光検出器にわたり一
対の収束光線を傾斜したところを示す図である。 図中： ６８：半導体レーザ検出器 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 ７６二対物レンズ ７８：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 特許出願人　　ペンコム　インターナショナルコーポレ
イション

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光検出器に光ビームの焦点を結ばせるための回折
    格子を有する光学ヘッドを製造する方法において、上記
    光検出器を上記光学ヘッドに取り付け、上記回折格子の
    位置から上記光検出器の表面までの距離を測定し、該距
    離に回折ビームの１つ又はそれ以上の焦点スポットをつ
    くるために上記回折格子上に格子パターンを形成し、そ
    して上記位置で光学ヘッド内に上記回折格子を取り付け
    るという段階を備えたことを特徴とする光学ヘッドを製
    造する方法。
JP1010119A 1988-01-20 1989-01-20 光学ヘッドの製造方法 Expired - Lifetime JP2824074B2 (ja)

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