JPH03119524A - 光学式情報記録再生装置用光学系の対物レンズの傾き調整装置及び方法 - Google Patents

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、レーザダイオード等から出射されたレーザ光
束を利用して光磁気ディスク等の記憶媒体に対して情報
の記録及び再生等を行う光学式情報記録再生装置用光学
系の対物レンズの傾き調整装置及び方法に関する。

光学式情報記録再生装置用光学系において、記憶媒体か
ら情報の読み出しや書き込みを正確に行うためには、レ
ーザ光束を記憶媒体上にできるだけ小さく集束させなけ
ればならない。

しかし、記憶媒体の表面に集束するレーザ光束の光軸が
記憶媒体に対して垂直でないとコマ収差が発生して、レ
ーザ光束を小さく集束させることができない。

したがって、コマ収差はできるだけ除去しなければなら
ず、そのためには、レーザ光束の光軸が記憶媒体に対し
て正確に垂直になるように、光学式情報記録再生装置用
光学系の対物レンズの傾きを調整する必要がある。

〔従来の技術〕

従来、光学式情報記録再生装置用光学系の対物レンズの
記憶媒体に対する傾きを調整するためには、例えばＨｅ
−Ｎｅレーザビームを光ディスクに垂直に対物レンズに
入射させ、対物レンズを構成するレンズ表面からの反射
によるリング状の干渉縞をスクリーンに映し、その状態
から対物レンズの傾きを判定して、調整を行っていた。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかし、」二連のような従来の装置では、対物レンズを
構成する各レンズ表面からの反射光か干渉縞にすべて表
れてくるので、各レンズ間の芯ずれや傾きなどが影響し
て、高精度で対物レンズの傾きを測定することができな
かった。（しかも、対物レンズの傾き調整だけのために
１−１　ｅ　−Ｎ　ｅレーザ装置などを準備しなければ
ならないため、はなはだコスト高なものとなっていた。

） また、例えば市販のＺＹＧＯ８１００（サイゴ社）等の
干渉計を用いて干渉縞をコンピューター処理にて解析す
れば高精度でコマ収差を検出することができるが、これ
もコスト高となるだけでなく、検出値を実時間で得るこ
とができないため、検出値を見ながら対物レンズの傾き
調整作業を行うのは極めて困難であった。

本発明は、そのような従来の欠点を解消し、コマ収差を
高精度に検出しながら対物レンズの傾きを調整すること
ができ、しかも装置にコストがかからない光学式情報記
録再生装置用光学系の対物レンズの傾き調整装置及び方
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の光学式情報記録再
生装置用光学系の対物レンズの傾き調整装置は、光学式
情報記録再生装置用光学系の対物レンズを通過して集束
するコヒーレントな光束を平行光束に変換する手段と、
上記平行光束を複数に分けるためのビームスプリッタと
、上記ビームスプリッタで分けられた光束を相対的に光
軸まわりに略１８０度回転させる像回転手段と、上記回
転された光束を互いに干渉させて干渉縞を発生させる干
渉縞発生手段と、上記対物レンズを上記光束の集束点を
中心に任意の方向に傾けてその状態を維持させることが
できる傾き調整機構とを設けたことを特徴とする。

また本発明の光学式情報記録再生装置用光学系の対物レ
ンズの傾き調整方法は、光学式情報記録再生装置用光学
系の対物レンズを通過して集束するコヒーレントな光束
を平行光束にして、その平行光束をビームスプリッタで
複数に分け、その分けられた各光束を相対的に光軸まわ
りに略１８０度回転させた後に干渉させて干渉縞を発生
させ、その干渉縞によって、上記対物レンズを通過した
光束のコマ収差の程度を検出しながら上記対物レンズの
傾きを調整することを特徴とする。

〔作用〕

ビームスプリッタで分けられた複数の光束を相対的に光
軸まわりに１８０度回転させることにより、１８０度方
向に存在する光軸に非対象な成分の波面収差のみが干渉
縞として検出される。したがって、デフォーカスや非点
収差などの有無の影響なく、コマ収差だけが干渉縞に現
れる。

この干渉縞を見ながら、例えば干渉縞のまがり量が最も
少なくなるように対物レンズの傾きを調整すれば、対物
レンズに含まれるコマ収差分も含めてコマ収差を最小に
調整することができる。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第１図は、光学式情報記録再生装置用光学系の対物レン
ズ１の傾きを調整するための調整装置を示している。図
中１は、光学式情報記録再生装置の光学系本体ユニット
３等に設けられた対物レンズであり、光ディスクなどの
記憶媒体にコヒーレントなレーザ光束を照射して情報の
読み出しあるいは書き込みを行うために、レーザダイオ
ード（図示せず）から出射されたレーザ光束を１μｍ程
度の直径に集束させるためのものである。

１００は傾き調整装置の対物レンズであり、光学式情報
記録再生装置用光学系の対物レンズ１から出射されて集
束した後傾き調整装置に入射するレーザ光束を平行光束
に変換する。１１９は、対物レンズ１００の取付面であ
ると同時に傾き調整装置の基準面であり、傾き調整装置
の入射光軸に対して垂直に形成されている。１０１は、
光ディスク又は光ディスクなどに相当する厚みを有する
透明な調整用マスターガラス板である。

１０４は、傾き調整装置内へ入射するレーザ光束の開口
であり、対物１ノンズ１００の射出瞳の位置にある。１
０２及び１０３は、レーザ光束の偏光状態と偏光面を所
定の状態に調整するために、互いに独立して軸中心に回
転自在に設けられた４分の１波長板及び２分の１波長板
である。

１０５は入射光束を分割するだめのビームスプリッタで
あり、このビームスプリッタ１０５により、対物レンズ
ｌから入射するレーザ光束は、まっすぐに透過する光束
と、直角に反射される光束の２光束に分けられる。

１０６．１０７は、ビームスプリッタ１０５で分けられ
た２光束を、光軸中心に相対的に回転させるためのイメ
ージローテータであり、本実施例では２つのダブプリズ
ムを使用しており、互いに光軸まわりに相対的に略９０
度ずれて設置されている。そして、この２つのイメージ
ローテータ１０６．１０７によって２つの光束が相対的
に略１８０度回転させられる。この２つのイメージロー
テータ１０６．１０７は、ビームスプリッタ１０５で分
けられた２光束の光路長を同じにして干渉性を良くする
ために、同じ形状、材質を有するものが用いられる。

なお、２つの光束が相対的に略１８０度回転させられる
ならば、２つのイメージローテータ１０６．１０７のど
ちらを光軸中心に回転させてもよく、また良好な干渉性
が確保できれば、イメージローテータは一方だけ設けて
もよい。

１０８．１．０９は、イメージローテータ１０６゜１０
７を通過した光束を１８０度反転した方向に平行に反射
させるための第１及び第２直角プリズムであり、光路長
を同じにして干渉性を良くするために、全く同じ形状、
材質を有するものが用いられ、さらに少なくとも一方の
直角プリズム１０８．１０９は光軸方向に移動自在とな
っている。

２つの直角プリズム１０８，１０９により反射された光
束はそれぞれ第１及び第２補正板１２０゜１２１を通る
。このうち、第２補正板１２１は２枚の光学楔であり、
相対的に光軸まわりに回転させることによって、ビーム
スプリッタ１０５を透過した光束を傾ける作用をもち、
コマ収差を調整しやすくするために、観測される干渉縞
に任意のティルト量を与えることができる。

また、第１補正板１２０は、第２補正板１２１と同じ材
質、厚さを有するガラス板であり、ビームスプリッタ１
０５で分けられた２つの光路の光路長を同じにするため
に、第１直角プリズム１０８を通る光路上に固定的に設
けられている。

こうして第１及び第２補正板１２０，１２１を通った２
つの光束は、ビームスプリッタ１０５によって重ね合わ
されて、ビームスプリッタ１０５から出射したのち、反
射鏡１１０によって方向が変えられる。

１１１は結像レンズであり、例えば固体撮像素子の撮像
面１１２上に開口１０４の像を結像するように配置され
ている。そして、ＣＲＴモニタ（図示せず）等によって
、開口１０４位置における波面収差を干渉縞として観測
することができる。

また、結像レンズ１１１と撮像面１１２との間の光路上
には、互いに独立して軸中心に回転自在な偏光フィルタ
１１３が２枚配置されており、偏光フィルタ１１３を回
転することによって撮像面１１２に入射するレーザ光束
の強度を調整することができる。なお、偏光フィルタは
１枚であっても、強度調整をある程度行うことができる
。また、ＮＤフィルタを使用してもよい。

１５２は、各イメージローテータ１０６，１．０７を通
過してビームスプリッタ１０５によって分けられた一部
のレーザ光束の方向を変えるための反射プリズムである
。この反射プリズム１５２で反射されたレーザ光束は、
第２図に示される反射鏡１５６によって方向を変えられ
て、アライメント用の補助ＴＶ右カメラ５９に入射する
。

この補助ＴＶ右カメラ５９は、ビームスプリッタ１０５
によって分けられた２光束が同光軸に重ね合わされるよ
うに調整するアライメントを行うためのものであり、反
射鏡１５６によって方向を変えられた２光束が、アライ
メント用集束レンズ１５７によって補助ＴＶ右カメラ５
９の撮像面１５９ａに集束される。

１５８は、互いに独立して軸中心に回転自在に設けられ
た２枚の偏光フィルタであり、一方又は双方の偏光フィ
ルタ１５８を回転することによって撮像面１５９に入射
するレーザ光束の強度を調整することができる。

第３図は、光学式情報記録再生装置用光学系の対物レン
ズ１の傾きを調整するための傾き調整機構の一例を示し
ている。

図中ＩＯは光学式情報記録再生装置のキャリッジであり
、上下方向に貫通して穿設された光路孔１２中を下から
上へ矢印１４方向にレーザの平行光束が通過する。

１６は、対物レンズ枠１８を支持する対物レンズ支持体
であり、光路孔１２の上側口元に形成された球面座２０
においてキャリッジｌＯに載せられている。この球面座
２０の曲率中心は、光ディスク又は調整用マスターガラ
ス１０１の上面上にあり、対物レンズ１によるレーザ光
束の集束点２２と略一致している。したがって、支持体
１６の１ 姿勢をどのように変化させても、レーザ光束の集束点２
２の位置は変化しない。

２４及び２６は、対物レンズ支持体１６をキャリッジ１
０に固定するための基準ねじと調整ねじてあり、基準ね
じ２４側には圧縮コイルバネ２８が介装されていて、対
物レンズ支持体１６が常にキャリッジ１０に押し付けら
れるようになっている。一方、調整ねじ２６は、抜は止
め用リング３０によってキャリッジ１０から抜は出さな
いようにされて、対物レンズ支持体１６に螺合している
。

本実施例には、このような基準ねじ２４と調整ねじ２６
とが、９０度異なる断面にも一対設けられている。

したがって調整ねじ２６を回転させることによって、対
物レンズ支持体１６は基準ねじ２４側の位置を中心とし
て球面座２０に沿って回動し、対物レンズ１の傾きを任
意の方向に任意の角度に自由に調整することができる。

ただし上述したようにレーザ光束の集束点２２の位置は
変化しない。

そして調整ねじ２６を回転させなければそのと２ きの状態が維持され、調整ねじ２６を接着等すれば、そ
の状態が完全に固定される。

次に、光学式情報記録再生装置用光学系の対物レンズ１
の傾き調整方法について説明する。

まず、光ディスクを光学式情報記録再生装置光学系に取
付けるかあるいは調整用マスターガラス板１０１を傾き
調整装置に取付ける。この時、光ディスク又は調整用マ
スターガラス１０１は傾き調整装置の基準面１１９と平
行になるように取付ける。

そして、光学系本体ユニット３のレーザダイオード（図
示せず）からレーザ光束を出射させて、対物レンズｌに
よって集束させると、そのレーザ光束は集束点から光デ
ィスク又は調整用マスターガラス板１０１を通過し、傾
き調整装置の対物レンズ１００によって平行光束になっ
て傾き調整装置内に入射する。

そこで、まず補助ＴＶ右カメラ９５に集束した２光束の
集束点の位置が一致するように光学系本体ユニット３の
取付位置を調整して、対物レンズ１００から入射してビ
ームスプリッタ１０５によって分けられた２光束が、同
軸に重ね合わされるようにする。

傾き調整装置内に入射したレーザ光束は、４分の１波長
板１０２及び２分の１波長板】０３によって偏光状態及
び偏光面の方向を調整されて、ビームスプリッタ１０５
によって２光束に分割される。

そして２光束に分割されたレーザ光束は、イメージロー
テータ１０６．１０７によって相対的に光軸中心に略１
８０度回転され、各直角プリズム１．０８，１０９によ
ってビームスプリッタ１０５の半透面の方向に反射され
てビームスプリッタ１０５の半透面で重なり合って干渉
する。この重なり合って干渉しているレーザ光束は、反
射鏡１１０によって方向が変えられ、結像レンズ１１１
によって撮像面１１２上に導かれ、ＣＲＴモニタ（図示
せず）等によって実時間で干渉縞が観測される。

このようにして観測される干渉縞は、２つに分けられた
光束の波面を、イメージローテータ１０６．１０７によ
って光軸中心に相対的に略１８０度回転させてその差を
とった成分である。したがって、ビームスプリッタ１０
５で分割された光束の波面形状の差として検出される波
面収差のうち、光軸に対して１８０度非対称な成分であ
るコマ収差は干渉縞として検出されるが、光軸に対して
１８０度対称であるデフォーカス成分や光軸に対し。

て９０度非対称な成分である非点収差成分などは、互い
に打消しあって全く検出されない。

即ち、第４Ａ図の実線は入射先高に対するコマ収差成分
を示し、破線は、実線成分を光軸まわりに１８０度回転
した成分を示している。したがって、それらの差をとっ
た一点鎖線で示される成分は、 △Ｗ３＝△Ｗｌ　−ΔＷ２ 一ΔＷ、−（−ΔＷ１） ；２△ＷＩ となり、実線成分の２倍の大きさとして検出される。

５ 第４Ｂ図は光軸回りの回転角度に対するコマ収差の検出
感度を示しており、このように、２つの光束の波面を相
対的に略１８０度回転させることにより、光軸に１８０
度非対称なコマ収差成分は略２倍の感度で干渉縞に表れ
る。

なお、非点収差は、光軸を中心に略９０度回転した断面
間で正負反転した成分を有する収差なので、イメージロ
ーテータ１０６，１０７による像回転角度を略９０度に
すれば、この装置によって非点収差を検出することがで
きる。

このようにしてコマ収差が検出されたら、干渉縞を観測
しながら、干渉縞の数が最も少なくなるように、例えば
第３図に示される傾き調整機構の調整ねじ２６を回転さ
せて光学ヘッド対物レンズ１の傾きを調整する。これに
よって、対物レンズｌの光軸を光ディスク又は調整用マ
スターガラス板１０１に対して垂直にして、対物レンズ
１に含まれるコマ収差分も含めてコマ収差を最小にする
ことができる。

６ 〔発明の効果〕 本発明によれば、デフォーカスなど他の収差の有無に全
く影響されずに、対物レンズに含まれるコマ収差分も含
めてコマ収差成分だけを高精度に検出して、対物レンズ
の傾きを正確に調整することができ、しかもそのコマ収
差検出を実時間で行うことができるので、調整作業が非
常に容易である。

また、像回転手段の回転角度を９０度にすれば非点収差
を検出することができるので他の収差の測定にも兼用で
きるなどコスト面でも非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光学式情報記録再生装置用光
学系の対物レンズの傾き調整装置の略示図、 第２図はその実施例の装置の部分略示図、第３図はその
実施例の対物レンズの傾き調整機構の側面断面図、 第４Ａ図及び第４Ｂ図はコマ収差の特性を示す線図であ
る。 １・・・光学式情報記録再生装置光学系の対物レンズ、
１００・・・傾き調整装置の対物レンズ、１０５・・・
ビームスプリッタ、１０６，１０７・・・イメージロー
テータ、１０８・・・第１直角プリズム、１０９・・・
第２直角プリズム、１１１・・・結像レンズ、１１２・
・・撮像面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学式情報記録再生装置用光学系の対物レンズを
   通過して集束するコヒーレントな光束を平行光束に変換
   する手段と、 上記平行光束を複数に分けるためのビームスプリッタと
   、 上記ビームスプリッタで分けられた光束を相対的に光軸
   まわりに略１８０度回転させる像回転手段と、 上記回転された光束を互いに干渉させて干渉縞を発生さ
   せる干渉縞発生手段と、 上記対物レンズを上記光束の集束点を中心に任意の方向
   に傾けてその状態を維持させることができる傾き調整機
   構とを設けたことを 特徴とする光学式情報記録再生装置用光学系の対物レン
   ズの傾き調整装置。
2. （２）光学式情報記録再生装置用光学系の対物レンズを
   通過して集束するコヒーレントな光束を平行光束にして
   、その平行光束をビームスプリッタで複数に分け、その
   分けられた各光束を相対的に光軸まわりに略１８０度回
   転させた後に干渉させて干渉縞を発生させ、その干渉縞
   によって、上記対物レンズを通過した光束のコマ収差の
   程度を検出しながら上記対物レンズの傾きを調整するこ
   とを特徴とする光学式情報記録再生装置用光学系の対物
   レンズの傾き調整方法。