JP4100303B2 - Optical head evaluation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスク方式の情報記憶媒体、例えばDVD(Digital Versatile Disk)に情報を読み書きする光ヘッドを評価する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for evaluating an optical head for reading and writing information on an optical disk type information storage medium, for example, a DVD (Digital Versatile Disk).
光ディスク方式の高密度情報記憶媒体から情報を読み取り、またこの高密度情報記憶媒体に情報を記憶するためには、光源から出射された光を目的の場所に正確に照射できる光学系が必要である。そのため、特に、光学系の対物レンズは、それ自体に厳格な光学的特性が要求され、対物レンズの収差検査を行って所望の特性のレンズを使用しなければならない。さらに、対物レンズの取り付け位置調整も厳格に行われる必要がある。 In order to read information from an optical disk type high-density information storage medium and store information in this high-density information storage medium, an optical system capable of accurately irradiating light emitted from a light source to a target location is required. . Therefore, in particular, the objective lens of the optical system is required to have strict optical characteristics, and the objective lens must be inspected for aberrations and used with a desired characteristic. Furthermore, it is necessary to strictly adjust the attachment position of the objective lens.
そこで、対物レンズの検査および調整の方法として、干渉計測で収差検出し、これに基づいて検査、調整する方法(回折干渉方式)が提案され実施されている(例えば、特許文献1ご参照のこと)。この回折干渉方式について、対物レンズの検査を例に挙げて図1を用いて、以下に簡単に説明する。 Therefore, as a method for inspecting and adjusting the objective lens, a method (diffractive interference method) in which aberration is detected by interference measurement and inspected and adjusted based on this is proposed (for example, see Patent Document 1). ). This diffraction interference method will be briefly described below with reference to FIG.
図1は、従来の回折干渉方式による光学ヘッド検査調整装置の概略構成を示したものである。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a conventional optical head inspection / adjustment apparatus using a diffraction interference method.
図1において、光ヘッド11は光源1から出射した光2はコリメータレンズ3で平行光になり、対物レンズ4に入射する。対物レンズ4を出射した光は集光されながら回折格子5に入射する。回折格子5からは、0次光と±1次光が生じる。0次回折光と+1次回折光、あるいは0次回折光と−1次回折光の光軸間角度を適当にすることで、検出レンズ6上で0次光と+1次光、そして0次光と−1次光が重なり、干渉縞が生じる。このパターンを受像部7で受像し、信号プロセッサ8で解析して収差を検出し、表示部9で表示する。受像部7で受像する際、結像レンズ10で結像させている。表示部9で得られる干渉縞の一例を図2に示す。0次回折光と、ある距離だけずれた+1次回折光と−1次回折光があり、これらが重なった部分に干渉縞が形成される。この干渉縞を解析することにより、対物レンズ4を出射した光束に含まれる波面収差を検出できる。検出した波面収差に基づき、対物レンズ4などの光学部品を調整する。
しかしながら、上記従来の方法では、光ヘッドを発光させて回折格子に対して所定の位置に設置した際に、集光した光によって昇温するために回折格子が損傷を受けてしまう危険性を有するという課題がある。これを図1および図3を用いて説明する。 However, in the above conventional method, when the optical head is caused to emit light and is installed at a predetermined position with respect to the diffraction grating, there is a risk that the diffraction grating may be damaged because the temperature is raised by the collected light. There is a problem. This will be described with reference to FIGS.
図1において、光ヘッド11の対物レンズ4から出射した光は、図3に示すように回折格子上で小さい領域に集光し、ここでエネルギーが集中する。集中した位置では光を吸収して温度が上昇する。集光した部分の面積が小さいほどエネルギーが集中して昇温しやすくなる。ここで、図1の光ヘッド11の光源1として一般的に半導体レーザが使われている。通常、半導体レーザは流れる電流量によりその発光強度が制御される。
In FIG. 1, the light emitted from the
しかし周知の通り、電流による発光強度のばらつきは小さくない。そのため、発光強度の大きい半導体レーザを搭載した光ヘッドを測定しようとした場合、回折格子上で集光した際のエネルギーが高く、局所的に昇温して回折格子が損傷を受けてしまう。この現象を防ぐため一般的な方法は、図4に示すように、図1の装置に新たに光パワーメータ12と、発光させた光ヘッドを回折格子下に設置する前に出射光強度を計測するための移動機構13を設置することである。
However, as is well known, the variation in emission intensity due to current is not small. Therefore, when trying to measure an optical head equipped with a semiconductor laser with high emission intensity, the energy when focused on the diffraction grating is high, and the diffraction grating is damaged due to local temperature rise. In order to prevent this phenomenon, a general method is to measure the intensity of the emitted light before installing a new
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、光ヘッドを発光させて回折格子に対して所定の位置に設置した際に、集光した光によって昇温するために回折格子が損傷を受けてしまう危険性を有さないような光ヘッド評価方法と装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems. When the optical head is made to emit light and is installed at a predetermined position with respect to the diffraction grating, the diffraction grating is damaged due to the temperature rise by the collected light. It is an object of the present invention to provide an optical head evaluation method and apparatus that do not have a risk of being lost.
上記目的を達成するために、本発明の光ヘッド評価技術は、光ヘッドからの光を回折してデフォーカスさせたシェアリング干渉光を生成する回折格子と、上記回折格子からのシェアリング干渉光を集光させる集光レンズと、集光させた上記シェアリング干渉光を受像する受像体と、上記受像体で受像したシェアリング干渉光において複数本の干渉縞を含む領域の明るさを検出する処理装置と、上記複数本の干渉縞を含む領域の明るさに基づいて上記光ヘッドの出射光強度を評価する装置と、を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the optical head evaluation technique of the present invention includes a diffraction grating that generates a deferred sharing interference light by diffracting the light from the optical head, and the sharing interference light from the diffraction grating. detecting a condenser lens causes the condenser, a receiver member for receiving the shearing interference light is condensed, the brightness of an area including a plurality of interference fringes in the shearing interference light receiving above image receptor a a processing unit, based on the brightness of the region including the interference fringes of the upper Symbol plurality is characterized in that chromatic and a device for evaluating the output light intensity of the optical head.
本構成によって、回折格子上で局所領域に照射エネルギーが集中しないので回折格子の損傷を避けることができる。 With this configuration, since the irradiation energy is not concentrated on the local area on the diffraction grating, damage to the diffraction grating can be avoided.
以上のように、本発明の光ヘッド評価方法と装置によれば、回折格子が損傷を受けてしまう危険性を有さないような光ヘッド評価方法と装置を提供することができる。 As described above, according to the optical head evaluation method and apparatus of the present invention, it is possible to provide an optical head evaluation method and apparatus that have no risk of damage to the diffraction grating.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図7は、本発明の実施の形態1における光ヘッド評価装置の概略構成を示す図である。図7において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 1)
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the optical head evaluation apparatus according to
図7において、14は光ヘッド11を、回折格子5を通る光の光軸と略平行な方向へ移動させることができる光軸方向移動機構である。光ヘッド11内のレーザを所定の電流地で発光させて、装置側の所定の光軸上に光ヘッド11の光スポットがくるように光ヘッド11を設置する。このとき、光軸方向移動機構12の位置は、光ヘッド11を回折格子5から所定量離れるか又は所定量近づけて設置するように設定されている。この設定により、発光させた光ヘッド11を所定の光軸上に設置した際に、回折格子上で集光スポットが絞りきれることなく、例えば図5や図6に示すように、回折格子5上で集光スポットが極小にならず、所定の大きさに拡がる。
In FIG. 7,
光スポットが回折格子5上で集光していないときに得られる干渉パターンの一例を図8に示す。干渉領域には、回折格子面上に集光スポットがないことによるデフォーカスの成分として縦方向の干渉縞が生じる。この干渉パターンの明るさに基づいて、光ヘッド11内の光源の発光強度を調整する。この強度調整の後に、光軸方向移動機構14で光スポットが回折格子5上にくるよう移動させてデフォーカスによる縦縞成分を除去してから干渉縞解析を行う。干渉パターンの明るさを求める手順の具体的な一例を以下に説明する。
An example of the interference pattern obtained when the light spot is not condensed on the diffraction grating 5 is shown in FIG. In the interference region, vertical interference fringes are generated as a defocus component due to the absence of the focused spot on the diffraction grating surface. Based on the brightness of the interference pattern, the light emission intensity of the light source in the optical head 11 is adjusted. After the intensity adjustment, the optical axis
干渉領域には、回折格子面上に集光スポットがないことによるデフォーカスの成分として縦方向の干渉縞が生じる。このパターンの干渉縞が生じることは、たとえば特許文献1に詳細に記述してある。この干渉パターンのうち、縦方向の干渉縞を複数本含むような領域内で各ピクセルの輝度を足し合わせた値を演算処理装置8で計算する。干渉縞を複数本含むような領域を扱うことにより、干渉縞の明るい部分のみを処理したときの結果と暗い部分のみを処理したことによる結果との差を小さくし、光スポットと回折格子5の位置ずれ量Δdのバラツキによる干渉パターンのバラツキ、つまり縦方向の干渉縞の密度バラツキの影響を小さくすることができ、干渉縞の適当な一部分のみでの明るさを求めた場合と比べて、光ヘッド11からの出射光強度をより正確に求めることができる。
In the interference region, vertical interference fringes are generated as a defocus component due to the absence of the focused spot on the diffraction grating surface. The generation of this pattern of interference fringes is described in detail, for example, in
このような構成にすることで、新たに光パワーメータを設置することなく、回折格子が損傷を受けてしまう危険性を有さないような光ヘッド評価装置が得られる。 With such a configuration, it is possible to obtain an optical head evaluation apparatus that does not have a risk of damaging the diffraction grating without installing a new optical power meter.
なお図7やその他図中には、光源の光量を調整するための手段は記載していない。 In FIG. 7 and other drawings, means for adjusting the light amount of the light source is not described.
なお、図7に示した構成では回折格子5と光スポットとの位置ずれを生じさせる手段として、光ヘッドを移動させる光軸方向移動機構14を示したが、図9に示すように、回折格子を光軸方向に移動させる回折格子移動機構16を設置しても同じ効果が得られる。また、Δdは、大きすぎると干渉縞を正しく得ることができないし、小さすぎるとスポット領域が十分小さくなって所定の効果が得られない。この観点から、以下の範囲であれば好適に利用できる。
In the configuration shown in FIG. 7, the optical axis
本発明の光ヘッド評価方法と装置は、回折干渉方式の光特性評価装置において回折格子が損傷を受けてしまう危険性を有さないような特徴を有し、光ヘッドの調整や検査だけでなく、加工用レーザユニットの調整検査やカメラレンズの調整検査などの光学ユニットの調整検査の用途にも適用できる。 The optical head evaluation method and apparatus according to the present invention has such a feature that there is no risk of damaging the diffraction grating in a diffraction interference type optical characteristic evaluation apparatus. It can also be applied to optical unit adjustment inspection applications such as machining laser unit adjustment inspection and camera lens adjustment inspection.
5 回折格子
6 検出レンズ
7 受像部
8 信号プロセッサ
9 表示部
10 結像レンズ
11 光ヘッド
14 光軸方向移動機構
DESCRIPTION OF
Claims (8)
(b)上記回折格子からのシェアリング干渉光を集光させる集光レンズと、
(c)集光させた上記シェアリング干渉光を受像する受像体と、
(d)上記受像体で受像したシェアリング干渉光において複数本の干渉縞を含む領域の明るさを検出する処理装置と、
(e)上記複数本の干渉縞を含む領域の明るさに基づいて上記光ヘッドの出射光強度を評価する装置と、を有すること
を特徴とする光ヘッド評価装置。 (A) a diffraction grating that diffracts light from the optical head to generate defocused shearing interference light;
(B) a condenser lens causes light collecting the shearing interference light from the diffraction grating,
(C) a receiver member for receiving the shearing interference light is condensed,
A processing device for detecting the brightness of an area including a plurality of interference fringes in (d) above image receiving shearing interference light receiver in body,
(E) the optical head evaluation apparatus characterized by having a device for evaluating the output light intensity of the optical head based on the brightness of the region including an interference fringe of said plurality.
(b)上記回折格子からのシェアリング干渉光を集光させる集光レンズと、
(c)集光させた上記シェアリング干渉光を受像する受像体と、
(d)上記受像体で受像したシェアリング干渉光の干渉像から波面収差を検出するとともに、上記シェアリング干渉光において複数本の干渉縞を含む領域の明るさを検出する処理装置と、
(e)上記複数本の干渉縞を含む領域の明るさに基づいて上記光ヘッドの出射光強度を評価する装置と、
(f)上記波面収差に基づいて上記光ヘッド内の光学部品を調整する調整装置と、を有すること
を特徴とする光ヘッド評価装置。 (A) a diffraction grating that diffracts light from the optical head to generate defocused shearing interference light;
(B) a condenser lens causes light collecting the shearing interference light from the diffraction grating,
(C) a receiver member for receiving the shearing interference light is condensed,
(D) a processing device that detects wavefront aberration from an interference image of sharing interference light received by the receiver and detects brightness of a region including a plurality of interference fringes in the sharing interference light ;
(E ) an apparatus for evaluating the emitted light intensity of the optical head based on the brightness of the region including the plurality of interference fringes ;
(F) An optical head evaluation apparatus comprising: an adjustment device that adjusts an optical component in the optical head based on the wavefront aberration .
を特徴とする請求項1又は2記載の光ヘッド評価装置。 The apparatus for evaluating the emitted light intensity of the optical head is an apparatus for evaluating the emitted light intensity of the optical head based on an average brightness of the entire region including the plurality of interference fringes. The optical head evaluation apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項1から3いずれか記載の光ヘッド評価装置。 Positional deviation amount [Delta] d between the focusing position and the diffraction grating surface by the condenser lens, 0.01μm ≦ Δd ≦ 1mm optical head evaluation apparatus according to any one of claims 1, wherein 3 to be satisfied.
(b)上記回折格子からのシェアリング干渉光を集光させて受像する工程と、(B) collecting and receiving shearing interference light from the diffraction grating; and
(c)受像した上記シェアリング干渉光において複数本の干渉縞を含む領域の明るさを検出する工程と、(C) detecting the brightness of a region including a plurality of interference fringes in the received sharing interference light;
(d)上記複数本の干渉縞を含む領域の明るさに基づいて上記光ヘッドの出射光強度を評価する工程と、を有すること(D) having a step of evaluating the emitted light intensity of the optical head based on the brightness of the region including the plurality of interference fringes.
を特徴とする光ヘッド評価方法。An optical head evaluation method.
(b)上記回折格子からのシェアリング干渉光を集光させて受像する工程と、(B) collecting and receiving shearing interference light from the diffraction grating; and
(c)受像した上記シェアリング干渉光の干渉像から波面収差を検出するとともに、上記シェアリング干渉光において複数本の干渉縞を含む領域の明るさを検出する工程と、(C) detecting wavefront aberration from an interference image of the received sharing interference light and detecting brightness of a region including a plurality of interference fringes in the sharing interference light;
(d)上記複数本の干渉縞を含む領域の明るさに基づいて上記光ヘッドの出射光強度を評価する工程と、(D) evaluating the emitted light intensity of the optical head based on the brightness of the region including the plurality of interference fringes;
(e)上記波面収差に基づいて上記光ヘッド内の光学部品を調整する工程と、を有すること(E) adjusting an optical component in the optical head based on the wavefront aberration.
を特徴とする光ヘッド評価方法。An optical head evaluation method.
を特徴とする請求項5または6記載の光ヘッド評価方法。 The step of evaluating the emitted light intensity of the optical head is a step of evaluating the emitted light intensity of the optical head based on an average brightness of the entire region including the plurality of interference fringes. 7. The optical head evaluation method according to claim 5 or 6 .
を特徴とする請求項5から7いずれか記載の光ヘッド評価方法。 The optical head evaluation method according to any one of claims 5 to 7 , wherein a positional deviation amount Δd between a condensing position by the condensing lens and the diffraction grating surface satisfies 0.01 μm ≦ Δd ≦ 1 mm .
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