JPS60162930A - ホログラムデイスク検査装置 - 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】 （技術分野） この発明は、ホログラムディスク検査装置に関し、特に
、ホログラフィック・レーザ・スキャナに代表されるよ
うなレーザビームを走査するためのホログラムディスク
に対する回折効率を測定するためのホログラムディスク
検査装置に関するものである。

（従来技術） ホログラフィック・レーザ・スキャナはホログラムを蝮
砂個ディスク円周上に配置したホログラムディスクに、
レーデビームをｌ（（射し、ディスクの回転によりレー
ナビームを定食する装置である。

このスキャナは、表向レソーフ型ホログラムにすること
により庄絹成形や肘用成形で、透明プラスチックに大針
複製できる。このように大針生産されるディスクに対し
て、ホログラムの回折効率とそのばらつきの検査が必要
となる。

ところで、ホログラムの回折効率のばらつきは、振幅の
ばらつきに起因する場合が多い。ことで、正弦波状の周
期ケ持った位相格子を考える。この格子の開口関数は Ｖ（Ｘｏ＋Ｖｏ）＝　ｅｘｐ（＋ａｓｓｎ（２πｖｘｏ
））（２πｎＶｘｏ）　・・・・・・・−・・・・・・
・（１）で表わされる。ただし、格子の方向はｙ。軸に
平行とし、ａは振幅、■は空間周波数、Ｊｎは第１棟第
ｎ次ベッセル関数を表わす。この格子の７ラウンホ一フ
アー回折像は（１）式をフーリエ変換して、 Ａ（Ｘ＋ｙ）　−（Ｊ、（ａ）δ（ｘ、ｙ）　Ｉ−Σ（
ｉ）”Ｊｎ（ａ）ｎ＝１ （δ（ｘ−ｎλｆｖ、ｙ）＋−δ（ｘ＋ｎλｆｖ、ｙ）
）］（λｆ）２　・・・・・・・・・・・・・・・　（
２）となる。１１次の回折光のみを考えた場合、振幅の
変化によるｒｐｌ折効率の変化は、第１図のごとき第１
神第１次ベッセル関数を２乗した関数で表わされる。

１０Ｊ折効率が最大になるようにして作られたホログラ
ムは、第１図の最大点伺近の振幅を持っている。従って
、振幅に柑らつきが生じても回折効率の変化としては綿
１測し補い。従来の１波長のみで測定する検査装置では
このような理由から振幅の検査装置におけるかかる欠点
を除去し、振幅のばらつきを小さくし回折効率のばらつ
きを面精度に検査できるホログラムディスク検査装に全
提供す色光つ？源と、６ｉｊ記それぞれの光源からの光
ビームを開閉するシャッター２個と、前記それぞれのビ
ームをコリメートするレンズ２羊１４と前記一方のビー
ムの強度をモニターするだめの第１の光検出器と、被検
査回折格子を回転させるだめの回転機構と前記光ビーム
を回折格子に当てその回折光全集光させるレンズと、Ｍ
１１記集光させた回折光を検出する第２の光検出器と、
前記の検出出力信号を前記モニター用光検出器からの出
力信号で規格化するだめの重子回路と、前記規格化信号
を前記回折格子の回転に対応して出力するだめの記録装
置とを含み、ｎ１１記単色光光瀞の１沢長は回折格子の
再生波長を用い他の波長は前記波長から１１００ｎ〜２
０（ｌｎｍ異なった波長を用いて沖１定するようにした
ホログラムディスク検査装置が得られる。

（実施例） 改に本発明の実施例について図面を診照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す。第１図において
、本実施例は波長λ１を持つ第１の単色光（レーザ）光
源１０１と、該単色光光源１０１の波長λ１と異なる波
長λ２を持つ第２の単色光（レーザ）光源１０２と、前
記光源１０１，１０２か５− らの光ビームを開閉するそれぞれのシャッタ１０３゜１
０４　と、それぞれのｎｉＩ記光ビームをコリメートす
るレンズ１０５，１０６，１０７，１０８と、前記光ビ
ームの一部を反射せしめるビームスプリッタ１０９と、
該ビームスプリッタ１０９全通した光ビームの強度をモ
ニターするための第１の光検出器１１０と、複数個のホ
ログラム（被検査回折格子）１１１ａを設けたディスク
円板を回転させるための回転機構１１１と、前記光ビー
ムを前記回折格子に当て、その回折光を集光させるレン
ズ１１２と、前記集光した回折光を検出する第２の光検
出器１１３と、前記第２の光検出器１１３の検出出力信
号を前記モニター用光検出器１１０からの出力信号で規
格化するための判定装置（重子回路）１１４と、Ｍ？ｉ
記規格化信号全前記回折格子の回転に比例して出力させ
る記録装置１１５とを含む。

第１のレーザ光源１０１は、たとえばホログラム１１１
ａが再生される波長７８００ｋに対して同一の波長（λ
１）７８００Ａを持つ半導体レーザを使用し、第２のレ
ーザ光源１０２は第１のレーザ光６− 諒１０１の波長（λ１）とはわずか異なる波長（λ２）
６３２８λのＩ−１ｅ−Ｎｅレーザを使用する。

レーザ光Ｈｔｏｔの出力ビームは、シャッター１０３お
よびコリメートレンズ１０５，１０６を通し、その一部
分全ビームスプリッタ１０９を透過してモニタ用光検出
器１１０で受光される。同様に、レーザ光源１０２の出
力ビームはシャッター１０４およびコリメートレンズ１
０７，１０８　を通り、その一部分をビームスプリッタ
１０９で反射させて光検出器１１０で受光される。光源
１０１からの光ビームのビームスシリツタ１０９で反射
された光と光源１０２からのビームのビームスプリッタ
１０９で透過した光は同じ光路全通り、ホログラムディ
スク１１１ａに照射される。ホログラムの＋１次回折光
を受光できるように調節された集束用レンズ１１２を通
して、その回折光は光検出器１１３で検知される。回転
機構１１１はモータ１１６で回転させることにより、デ
ィスクの円周上に配置された複数個のホログラムのすべ
てを走査することができる。光源１１３の出力信号は増
幅器と割算器から構成されている回折効率の判定装置１
１４に入力され、この判定装置１１４に入力された第２
の光検出器１１３の出力信号は増幅器で割算器に必要な
入力レベルまで増幅され、割算器のＺ端子に入力される
。第１の光検出器１１０の出力信号は光検出器１】０の
内部の増幅器で増幅された後、前記割算器のＸ箱１１子
に入力される。

割算器のｙ端子には開所結果（ｙ＝Ｚ／ｘ）が′出座と
して出力さ７１．る。この出力はモータの回転に対応さ
せて記録装置１１５に記録される。

本実施例におけるｉ＋す定手順としては、ディスクの第
１回転目でシャッター１０３を開はシャッター１０４を
閉めることにより、光源１０１からのみのビームをホロ
グラムに照射し、回折効率の分布全４川定する。次に、
シャッター１０３ｆｔ閉め、シャッター１（）４を開け
ることにより、光源１０２カラのみのビームをホログラ
ムに照射し、回折効率の分布をｌｌＩ＋＋定する。分布
にばらつきのある場合には第１回転目の測定の最高回折
効率を持つホログラムの分布に、他のホログラムの分布
が近づくようにその回折効率金誌節する。

この実施例のホログラムディスク検査装置とそれを用い
た検食方法について述べると、第２図に示すようにホロ
グラムの再生波長をλ１　とするレーザ光源と、ｎｊｌ
記波長λ１　と異なる波長全λ２　とするレーザ光源と
により第１回転目の測定では波長λＩ’に使用して測定
し、！ｉ８２回転目の測定では波長λ２で測定する。第
１回転目の測定では再生と同一の波長を使用しているの
で、最高回折効率を決定で＾る。最筒−１折効率を持つ
ホログラムディスクは第２図の■付近にその効率が分布
している。このホログラムを波長λ２で再生すると見か
け上の振幅がλ１／λ２倍異なる０で、その回折効率は
同図の■付近に分布する。波長λ１の場合の分布幅ｌに
対し、波長λ２においては幅ｍ（＝／λ１／λ２）で分
布する。波長λ１の場合には関数の山の部分に分布する
ため、回折効率の変化は小さい。それに比較して波長λ
２の場合には、関数の斜ｍ１の部分に分布するためその
変化は大きい。

この関係を利用して波長λ２において回折効率の９− ばらつきが最小になるようにホログラムの条件を決定す
れば、波長λ１　ではよりそろったホログラムの条件ケ
見い出すことができる。第２回転目の測定では、この回
折効率のばらつきの測定をおこなうことができる。

したがって、本実施例においては回折効率のはらつき全
非常に高精度で測定でき、かつ回折効率が最大となるよ
うにホログラムを検査できる。

第３図は本発明の第２の実施例を示す。第３図において
、本発明の第２の実■・例は波長λ１　全持つ弔１の単
色光光源２０１と、該単色光光源２０１の波長λ１　と
異なる波長λ２を持つ第２の単色光光源２０２と、ｎｉ
Ｉ記両光＃２０１，２０２　からの光ビームを開閉する
それぞれのシャッタ２０３，２０４と、それぞれの光ビ
ーム紮コリメートするレンズ２０５〜２０８　と、ｉｒ
ｔ記光ビームの一部を反射せしめるそれぞれのビームス
プリッタ２２１．２２２　と、光ビームの一部を受ける
第１の光検出器２２３゜２２４　と、複数１固のホログ
ラム２１１ａを設けたディスク円板を回転させるための
回転機構２１１と、ｌＯ− 前記光ビームを８１１記ホログラム２１１ａに当て、そ
の回折光を集光させるレンズ２２５，２２６と、前記回
折光を検出する第２の光検出器２２７，２２８　と、前
記第２の光検出器２２７，２２８　からの検出出力信号
をＰ］１１記モータモ−ター用光検出器２２３２２４　
からの出力信号で規格化するための判定装置（電子回路
）２１４と、前記規格化信号を￥８［Ｉ記回転機構の回
転に比例して１１１力させる記録装置２１５とを含む。

第２の実施例においては第１のレーザ光源゛２０１の出
力ビームはシャッター２０３、コリメートレンズ２０５
，２０６を通り、その一部分はビームスプリッタ２２１
で反射され、参照用光検出器２２３で受光きれ、他方は
透過してホログラムディスク２１１に照射される。その
＋１次回折光が収束用レンズ２２５で集光され、光検出
器２２７で検知される。第２のレーザ光源２　Ｉ）　２
の串カビームは同様にしてシャッター２０４．コリメー
トレンズ２０７．２０８　’＜通り、その一部分はビー
ムスプリッタ２２２で反射され亥照用光検出器２２４で
受光される。この時、他方の光は前記第１の光源２０１
からのビームが照射しているホログラムと異なるホログ
ラムを照射するように第２の光源２０２の位置を調節す
る。ホログラムからの＋１次回折光は収束用レンズ２２
６で集光され、元栓ｄ１器２２８で検知される。光検出
器２２７および２２８の出力信号は第１の実施例と同様
にして、２出力式の記録装ｆｉｔｒ、　２　］　５に記
録される。なお、第２の実施例においてはディスク根を
モーター１６により１回転させることにより測定可能で
ある。

第４図は本発明の第３の実施例を示す。第３図において
、第３の実施例は波長λ１　を持つ第１の単色光光源３
０１と、該単色光光源３０１の波長λ１　と異なる／Ｉ
Ｑ長λ２　を持つ第２の単色光（レーｆ）光源３０２と
、前記両光源３０１　、３０２　からの光ビーム士開閉
するそれぞれのシャッタ３０３゜３０４と、それぞれの
光ビームをコリメートするレンズ３０５〜３０８　と、
前記光ビームの一部を反射せしめるそれぞれのビームス
プリッタ３０９、該ビームスプリッタ３０９を介した光
ビームを２波長に分離する誘電体ミラ３３１と、該誘電
体ミラ３３１からの光ビームを検出する光検出器３３２
゜３３３と、複数個のホログラム３１１ａを設けたディ
スク円板を回転させるための回転機構３１１と、該回転
機構３３１（ｆ−回転せしめるモータ３１６と、前記光
ビームを前記ホログラム３１１ａに当てて得られる回折
光を集光せしめるレンズ３３４と、前記回折光を集光し
た光ビームを２波長に分離する誘・岨体ミラ３３５と、
該誘電体ミラからの光ビームを検出する光検出器３３６
，３３７　と、前記光検出器３３２，３３３，３３６，
３３７からの出力信号で規。

格化するだめの判定装置３１４と、前記蜆格化信号を前
記回転機構の回転に比例して出力きせる記録装置３１５
とを含む。

第３の実施、例に寂いては、第１の光ビーム光源３０１
の出力ビームがシャッター３０３、コリメートレンズ３
０５，３０６　ｅ通り、その一部分は、ビームスプリッ
タ３０９を透過し、誘電体ミラー３３１で光源１と２の
波長に分離され、それぞれ光検出器３３２，３３３によ
り受光される。光源３０２１３− の出力ビームはシャッター３０４、コリメートレ／ズ３
０７，３０８　ｋ通り、その一部分はビームスプリッタ
３０９で反射し、ｎ１１記同様に誘電体ミラー３３１に
より２波長に分離される。光源３０１からのビームの３
０９で反射された光と、光源３０２からのビームの３０
９で透過した光はホログラムディスク３１１に照射され
る。ホロク゛ラムの÷１次回折光は集束用レンズ３３４
を通して、誘電体ミラー３３５で２波長に分離され、そ
れぞれ光検知器３３６，３３７で検知される。光検出器
３２２の参照信号で規格化された光検出器３３６の出力
信号および光検出器３３３の参照信号で規格化された光
検出器３３７の出力信号は第２の実施例と同様に記録装
置３１５に３己録される。なお、第３の実施例において
は第１の実施例と同様２回転の回転により測定するもの
である。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように２つの光源からの波長を異
ならしめることにより回折効率のばらつきを弁開に高栢
度で測定でき、かつ、回折効率が＝１４− 最大となるようにホログラムを検査し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す図、第２図は感
幅の変化による回折効率の変化を示す図、第３図はこの
発明の第２の実施例を示す図、第４図はこの発明の第３
の実施例である。 １０１．１０２，２０１，２０２，３０１，３０２・・
・・・・レーザ、１０３，１０４，２０３，２０４，３
０３，３０４・・・・・・光開閉用／ヤッター、１０５
〜１０８，２０５〜２０８，３０５〜３０８・・・・・
・コリメート用レンズ、ＨＩ３，２２１，２２２゜３０
９　・・・・・・ビームスプリッタ、、１１０，１１３
，２２３゜２２４．２２７，２２８，３３２，３３３，
３３６，３３７　・・・・・・光検出器、１１１，２１
１，３１１　・・・・・・ホログラムディスク、１１２
，２２５，２２６，３３４・・・・・・収束用レンズ、
１１４．２１４，３］４　・・・・・・電子回＃４（判
定装置）、１１５．２１５，３１５　・・・・・・記録
装置、１１６，２１６゜３１６　・・・・・・モーター
、３３］、３３５　・・・・・・誘電体ミー】５− を１＠ 手続補正書（、え、 ６０．４．２４ 昭和　年　月　日 特許庁長官　殿　陶 １、事件の表示　昭和５９年　特許　願第１７７１９号
２、発明の名称　ホログラムディスク検査装置３、補正
をする者 事件との関係　出　願　人 東京都港区芝五丁目３３番１号 （４２３）　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 〒１０８　東京都港区芝五丁目３７番８号　住友三田ビ
ル日本電気株式会社内 （６５９１）　弁理士　内　原　晋 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６　補正の内容 （１１明細書３ペ一ジ１１〜１３行目の（１）式をＶ（
Ｘｏｊ　Ｙｏ　）　＝　ｅｘｐ（１ａ０ｓｉｎ（２πν
ｘｏ））ｃ１′１ −Ｊ６（ａ）＋　２４１（ｔ）ｒｊ　Ｊｎ（ａ）ｘｓｉ
ｎ（２πｎνｘｏ） に補正する。 （２）同３ページ１５行目のｒＶＪを「ν」に補正する
。 （３）　同３ページ２０行目の（２）式中の（δ（ｘ−
ｎλｒＶ、ｙ）十δ（ｘ　＋　ｎλｆＶ’ｙ）　ｌ　）
を （δ（ｘ−ｎλｆν＋ｙ）＋δ（ｘ　＋　ｎλｆνＩｙ
））〕に補正する。 （４）同４ページ３行目の１第１図」を「第２図」に補
正する。 （５）同４ページ７行目の［−第１図」を「第２図」に
補正する。 （Ｊ） （６）　同５ページ１９行目の「λ１」ｊ「λ２」を「
λ、Ｊｐｒλ２」に補正する。 （７）同６ページ１９行目の「λ１」を「λ、Ｊに補正
する。 （８）　同７ページ１〜２行目の「λ月、［）２Ｊを「
λｌＪＩ「λ２］に補正する。 （９）同７ページ２０行目の１光源」を１光検出器」に
補正する。 ００）同８ページ５行目のｒＺＪを「ｚ」に補正する。 ００　同８ページ８行目の１’　ｙ　＝　Ｚ　／　ｘ　
Ｊを［ｙ−２／ｘＪに補正する。 （１３同１２ページ９行目の「モーター１６」を「モー
ター２１６」に補正する。 （１３）同１２ページ１１行目の「第３図」を「第４図
」に補正する。 （１，４）　同１３ページ１〜２行目の「ミラ３３１」
を「−ミラー３３１」に補正する（２か所）。 （１句　同１４ページ１０〜１１行目の１光検出器３２
２」を「光検出器３３３」に補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの異なった波長を持つ単色光光源と、前記そ
   れぞれの光源からの光ビームを開閉するシャッターと、
   ｈｊｌ記それぞれの光ビームをコリメートスるレンズと
   、前記一方の光ビームの強度をモニターするだめの第１
   の光検出器と、被検査回折格子を回転させるだめの回転
   機構と、ｎｉｌ記光ビームを回折格子に当てその回折光
   を集光させるレンズと、前記集光した回折光を栓用する
   第２の光検出器と、前記の検出用力信号を前記モニター
   用光検出器からの出力信号でル格化するだめの電子回路
   と、前記規格化信号をＲｉ＋記回折格子の回転に比例し
   て出力させる記録装置とを含み、ＲｉＩ記第１の単色光
   光源の波長は、回折格子の再生波長を用い、第２の単色
   光光源の波長は口１１記波長かられずかｉＡなった波長
   を用いて測定するようにしたこと全特徴とするホログラ
   ムディスク検査装置。
2. （２）第２の単色光光〜の波長は第Ｉの単色光光源の波
   長からｌ　Ｏυｎｍ〜２００　ｎ　ｍ　＠なった波長で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のホロ
   グラムディスク検査装置。