JPH1196583A

JPH1196583A - 光ヘッドの非点隔差補正方法及び補正装置

Info

Publication number: JPH1196583A
Application number: JP9254968A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsui; 勉松井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】光ヘッドにおける非点隔差の補正を容易にか
つ高精度に行うことを可能とした補正方法と補正装置を
提供する。【解決手段】光ディスクに対して光ビームを投射する
光ヘッド１００の光軸上に集光レンズ２０２と４分割光
センサ２０３を有する非点隔差検出装置２００をはいち
する。４分割光センサ２０３により光ディスクの半径方
向及び接線方向の光ビームのビームウェスト位置から非
点隔差を検出する。また、光ビームの光路上に、光軸に
対して傾斜された傾斜ガラス板１０７を配置し、この傾
斜ガラス板１０７を光軸回りに回転位置させて光ビーム
の非点隔差を調整可能とする。そして、前記非点隔差検
出装置２００により検出された非点隔差が最小となるよ
うに前記傾斜ガラス板１０７による非点隔差の調整を行
うことにより、非点隔差の補正が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高密度記録対応の相
変化光ディスクや光磁気ディスク等の光ディスクに対し
て情報の書き込み、読み出しを行うための光ヘッドに関
し、特に光ビームにおける非点隔差の補正方法と補正装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光ヘッドでは、半導体レーザか
ら出射されるレーザ光を光ビームとして用い、この光ビ
ームを光ディスクに対して集束させて情報の書き込みや
読み出しを行っている。しかしながら、この光ビーム
は、光ディスクの半径方向（ｙ軸方向）と光ディスクの
接線方向（ｘ方向）で光ビームの径が最も小さくなるビ
ームウェストの光軸位置が異なるという非点隔差が生じ
ており、この非点隔差が光ヘッドにおけるＣＮＲ（キャ
リア／ノイズ比）やトラッキングに好ましくない影響を
与えている。このため、従来から、光ヘッドの非点隔差
を補正するための種々の技術が提案されている。例え
ば、に関しては、特許第２６０５６３６のように光ヘッ
ドの半導体レーザとコリメータレンズの間に、光軸に対
して斜めに傾けられた光透過ガラスを介挿し、この光透
過ガラスを光軸を中心として回転位置させることで、傾
斜面に沿った側の光ビームのビームウェスト位置を変化
させ、これと直交する側のビームウェストに位置を合わ
せる技術が提案されている。この他にも、特開平８−１
４７７４７号公報のようにコリメータレンズを光軸に対
して傾けるもの、特開平７−１０５５６２号公報のよう
にコリメータレンズに機械的なストレスを印加するも
の、特開平１−２７０２８５号公報のように半導体レー
ザと対物レンズの聞に斜めガラスを固定して配置するも
のがある。

【０００３】しかしながら、これら従来の技術では、非
点隔差を補正することは可能であるが実際の光ヘッドに
おいて生じている非点隔差を検出した上でこれを補正す
ることはできないものとなっている。そのため、この非
点隔差を測定することが必要となる。例えば、図６
（ａ）は従来の光ヘッドにおける非点隔差を測定する装
置であり、測定される光ヘッド３００を光紬方向（ｚ
軸）に移動可能なＺ軸ステージ３０１と光ディスク半径
方向（ｙ紬）と光ディスク接線方向（ｘ軸）に移動可能
なＸＹステージ３０２に載置し、前記光ヘッドの開口数
（＝０．８）の対物レンズ３０３に対向して、厚さ０．
６ｍｍのカバーガラス３０５を介して開口数（０．９）
の測定用対物レンズ３０４を配置し、この測定用対物レ
ンズ３０４で光ヘッド３００からの射出光を取り込み、
４５°ミラー３０６，３０７で光路をかせぎ、一旦集束
した後再びリレーレンズ３０８により二次元ＣＣＤセン
サ３０９に集光させている。そして、前記光ヘッド３０
０をＺ軸ステージ３０１によって光軸方向に微小移動さ
せ、その際の二次元ＣＣＤセンサ３０９における集光ビ
ームの焦点深度内での中心光輝度のｅ^-2（１３．５％）
のビームの変化をＸ軸とＹ軸について計測する。その結
果は図６（ｂ）に示すとおりであり、光ディスク半径方
向（ｙ抽）と光ディスク接線方向（ｘ紬）のビームウエ
ストのＺ軸位置が異なっており、この差を非点隔差とし
て測定できる。なお、この測定装置としては、参考文
献：桂伸一：“光ピックアップチェッカー”光学，２
３，２，ｐｐ．１０４−１０５（１９９４−０２）に記
載がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の非点隔差の測定装置は、光ヘッドを単独に測定
して非点隔差を求め、この測定結果により非点隔差をｘ
軸方向とｙ軸方向とで位置合わせを行うという補正は可
能であるが、この種の測定装置は独立した装置として構
成されているため、実際に光ディスク用の光ヘッドとし
て組み込まれた状態で非点隔差を測定し、かつこの測定
結果に基づいて非点隔差を補正することは困難である。
また、前記した測定装置では、開口数が大きな高価な対
物レンズを有し、かつ複数個のミラーやリレーレンズが
必要で部品点数も多く、装置全体が高価なものになると
いう問題もある。

【０００５】本発明の目的は、光ディスクに対して情報
の書き込み、読み出しを可能な状態に設定されている光
ヘッドにおける非点隔差を検出し、この検出結果に基づ
いて非点隔差の補正を行うことを可能にした非点隔差の
補正方法及び補正装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の非点隔差補正装
置は、光ディスクに対して光ビームを投射する光ヘッド
の光軸上に配置され、前記光ディスクの半径方向及び接
線方向の光ビームのビームウェスト位置から非点隔差を
検出する手段と、前記光ビームの光路上に配置されて前
記光ビームの非点隔差を補正する手段とを備える。前記
非点隔差を検出する手段は、前記光ビームの光軸上に配
置された４分割光センサと、この４分割光センサに前記
光ビームを集光する集光レンズとで構成され、前記４分
割光センサの各受光エレメントの受光出力から得られる
前記光ディスクの半径方向及び接線方向のビームウェス
トから非点隔差を算出する。また、前記非点隔差を補正
する手段は、前記光ビームの光軸上に配置されて前記光
軸に対して傾斜され、かつ前記光軸の回りに回転移動さ
れるガラスで構成される。

【０００７】また、本発明の非点隔差補正方法は、光デ
ィスクに投射される光ビームの非点隔差を検出しなが
ら、前記非点隔差が最小となるように前記光ビームの非
点隔差を補正することを特徴とする。この場合、前記４
分割光センサまたは集光レンズの一方を光軸方向にウォ
ブリングさせ、その際に検出される非点隔差が最小とな
るように前記非点隔差補正手段での補正を行うことが好
ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の実施形態の概略構成
を示す模式的な斜視図である。光ヘッド１００に設けら
れた半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光からな
る光ビームは、コリメータレンズ１０２によって平行光
とされ、ビーム成形を行う楔プリズム１０３、偏光ビー
ムスプリッタ１０４、４５°ミラー１０５、１／４波長
板１０６を透過した後、図外の対物レンズに入射され
る。そして、この対物レンズにおいて集光され、図外の
光ディスクの記録面に投射される。なお、前記光ディス
クで反射された光に基づいて情報の読み出しやトラッキ
ング調整、フォーカシング調整等が行われるが、ここで
はその作用については説明を省略する。そして、このよ
うな光ヘッドにおいて、前記半導体レーザ１０１とコリ
メータレンズ１０２の間に、その平面が光軸に対して傾
斜されている傾斜ガラス坂１０７を配置し、この傾斜ガ
ラス板１０７を光軸を中心に光軸回りに回転位置調整す
ることで、前記した従来技術と同様な機構によって前記
対物レンズで集光される前記光ビームでの非点隔差を調
整することが可能とされている。なお、この実施形態の
ように、楔プリズム１０３、偏光ビームスプリッタ１０
４、４５°ミラー１０５、１／４波長板１０６を一体化
した複合プリズム１０８として形成した場合には、各光
学部分の光学精度と接着による歪によって機械的な変形
を生じ、結果的にこの複合プリズム１０８自体によって
も非点隔差を生じるが、この非点隔差を補正することも
可能である。

【０００９】ここで前記光ヘッド１００は、前記した対
物レンズが取り付けられておらず、その代わりに出射さ
れる光ビームの光軸上には、非点隔差検出装置２００が
配置される。この非点隔差検出装置２００は、ガウス逆
補正フィルタ２０１と、集光レンズ２０２と、４分割光
センサ２０３とを備えている。前記ガウス逆補正フィル
タ２０１は、前記半導体レーザ１０１で出射されてコリ
メータレンズ１０２で平行光束のコリメート光とされた
光ビームはガウシアン光強度分布であるため、このガウ
シアン分布を前記ガウス逆補正フィルタ２０１によって
逆補正することにより、前記コリメート光を等価的にｅ
^-2の光強度分布に均一化し、後述するように前記４分割
光センサ２０３での非点隔差の検出の高精度化を可能と
する。図２はその状態を示す図であり、同図（ａ）のコ
リメート光の光強度分布に対し、同図（ｂ）にガウス逆
補正フィルタ２０１の光透過率特性を示してある。

【００１０】また、前記集光レンズ２０２は前記４分割
光センサ２０３に対して前記光ビームを集光するための
ものであり、前記光ヘッド１００に本来設けられる対物
レンズと同等またはそれ以上の開口数のレンズを使用す
ることが好ましい。さらに、前記４分割光センサ２０３
は、図３（ａ）に示すように、枡目配置された４つの受
光エレメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとして構成されており、前
記集光レンズ２０２の集光位置、通常では光ディスクの
記録面に等価な位置に配置される。さらに、この４分割
光センサ２０３は、各受光エレメントＡ〜Ｄに分割する
直交する２本の分割線２０４，２０５が、光ディスクの
半径方向（ｙ軸）と接線方向（ｘ軸）に対して光軸回り
に４５°傾斜された状態に設定されている。このため、
集光レンズ２０２で集光される前記コリメート光にｘ軸
方向、ｙ軸方向の非点隔差が生じている場合には、前記
４分割光センサ２０３が光軸上で位置変化されるのに伴
ない、前記各軸方向でのビームウェストによって受光パ
ターンが変化される。すなわち、図３（ｂ）のように、
ｘ軸方向のビームウェストがｙ軸方向のビームウェスト
よりも光源側に存在する場合には、両ビームウェストの
中間位置よりも光源側ではｘ軸方向に偏平な受光パター
ンとなり、反対側ではｙ軸に偏平な受光パターンとな
る。したがって、点対称位置の受光エレメントＡ，Ｃと
Ｂ，Ｄでは対称な受光パターンが受光できるが、隣接す
る受光エレメントでは４分割光センサの光軸位置に依っ
て受光量が相違される状態となる。

【００１１】そこで、前記４分割光センサの各受光エレ
メントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの各受光量ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，
ＶＤの出力に基づいて下記の関係式で非点隔差ＡＳを定
義する。ＡＳ＝（ＶＡ＋ＶＣ）−（ＶＢ＋ＶＤ）このため、前記４分割光センサ２０３を光軸方向に移動
させながら前記非点隔差ＡＳを測定すると、図３（ｃ）
のような特性が得られる。このＡＳ値が０のときの光軸
上の位置が、ｘ軸方向とｙ軸方向の各ビームウェストが
等しい径の位置である。

【００１２】実際の補正に際しては、前記４分割光セン
サ２０３を光軸方向に繰り返し往復移動させるウォブリ
ングを行いながら前記非点隔差ＡＳを測定し、しかもそ
の際に前記傾斜ガラス板１０７を光軸回りに回転させ
る。これにより、前記ＡＳ値は図４（ａ），（ｂ）のよ
うに、その最大振幅値が変化されるため、この最大振幅
値が最小になる位置に傾斜ガラス板１０７の回転位置を
設定すれば、非点隔差を最小にすることができる。ま
た、この状態で、前記ＡＳ値が０の光軸位置に光ディス
クの記録面が位置されるように光ヘッドを設定すること
で、非点隔差を補正した光ヘッドを構成することが可能
となる。

【００１３】ここで、前記４分割光センサ２０３は、図
５に示すように、各受光エレメントＡ〜Ｄを含む中心位
置に集光ビームの直径よりも小径の円形の不感領域２０
６を設けてもよい。この不感領域を設けることで、各受
光エレメントＡ〜Ｄでの受光出力の絶対値を低減でき、
前記関係式を絶対値の小さな値で行って非点隔差ＡＳを
微細に検出することが可能となり、補正精度を高めるこ
とが可能となる。また、前記ガウス逆補正フィルタ２０
１は、集光レンズ２０２の後段の集光光束位置に配置し
てもよく、この場合にはガウス逆補正フィルタを光軸上
の任意の位置に配置でき、そのサイズを小型化すること
も可能となる。

【００１４】なお、本発明では、非点隔差を直接調整す
るための手法は、前記した斜めガラスに限られるもので
はなく、従来技術として掲げたようなコリメータレンズ
を光軸に対して傾けるもの、コリメータレンズに機械的
なストレスを印加するもの等のように、光ヘッドに組み
込みが可能な構成であれば、他の手法を利用することも
可能である。また、前記実施形態では、非点隔差の検
出、補正に際しては非点隔差検出装置に備えられた集光
レンズを用いて集光を行っているが、光ヘッドに設けら
れる対物レンズを利用することも可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光ヘッド
の光ビームの非点隔差を検出する手段と、この光ビーム
の非点隔差を補正する手段とを備えており、光ヘッドの
光ビームの非点隔差を検出しながら、光ビームの非点隔
差の補正を行うことにより、補正装置を簡単な構成で実
現することができ、しかも補正作業を容易に行うことが
できる一方で、高精度に光ヘッドの非点隔差の補正を実
現できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非点隔差補正装置の概略構成を示す図
である。

【図２】光ビームの光強度分布とガウス逆補正フィルタ
の透過特性を示す図である。

【図３】４分割光センサとその検出動作を説明するため
の図である。

【図４】非点隔差の補正方法の一実施形態を説明するた
めの図である。

【図５】４分割光センサの他の構成例を示す図である。

【図６】従来の非点隔差測定装置とその測定方法を説明
するための図である。

【符号の説明】

１００光ヘッド１０１半導体レーザ１０２コリメータレンズ１０３楔プリズム１０４偏光ビームスプリッタ１０５４５°ミラー１０６１／４波長板１０７傾斜ガラス板２００非点隔差検出装置２０１ガウス逆補正フィルタ２０２集光レンズ２０３４分割光センサ２０６不感領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクに対して光ビームを投射する
光ヘッドの非点隔差の補正方法において、前記光ビーム
の非点隔差を検出しながら、前記非点隔差が最小となる
ように前記光ビームの非点隔差を補正することを特徴と
する光ヘッドの非点隔差補正方法。
【請求項２】光ディスクに対して光ビームを投射する
光ヘッドの光軸上に配置され、前記光ディスクの半径方
向及び接線方向の光ビームのビームウェスト位置から非
点隔差を検出する手段と、前記光ビームの光路上に配置
されて前記光ビームの非点隔差を補正する手段とを備え
ることを特徴とする光ヘッドの非点隔差補正装置。
【請求項３】前記非点隔差を検出する手段は、前記光
ビームの光軸上に配置された４分割光センサと、この４
分割光センサに前記光ビームを集光する集光レンズとで
構成され、前記４分割光センサの各受光エレメントの受
光出力から得られる前記光ディスクの半径方向及び接線
方向のビームウェストから非点隔差を算出する請求項２
に記載の光ヘッドの非点隔差補正装置。
【請求項４】前記非点隔差を補正する手段は、前記光
ビームの光軸上に配置されて前記光軸に対して傾斜さ
れ、かつ前記光軸の回りに回転移動されるガラスで構成
される請求項２または３に記載の光ヘッドの非点隔差補
正装置。
【請求項５】前記光ビームの光路上にガウシアン分布
の光強度を逆補正して均一光強度分布とするためのガウ
ス逆補正フィルタを備える請求項２ないし４のいずれか
に記載の光ヘッドの非点隔差補正装置
【請求項６】請求項２ないし５に記載の非点隔差補正
装置を用い、前記４分割光センサまたは集光レンズの一
方を光軸方向にウォブリングさせ、その際に検出される
非点隔差が最小となるように前記非点隔差補正手段での
補正を行うことを特徴とする光ヘッドの非点隔差補正方
法。