JPS6240984A - 光路制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はレーザ光を用いた光路制御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、大型ガスレーザを用いた微細加工技術を用いてビ
デオディスクへの信＠書き込み等が行なわれている。

このレーザ光を用いたビデオディスクへの情号嚢き込み
方法としては、レーザ光を微小な光スポットに絞り込ん
で感光性の化学材料に臓光させることによるものや、光
スポットによる熱で記録面の形状や反射率を変えること
で行なっているものがある。この場合、加工面での精度
としてＯ，ｌ朱満（μｍ）という高精度が要求されるこ
とがある。

ところが、この大型ガスレーザは、使用中の柚々の装置
からの熱の影響や、外部からの振動により光軸方向や位
置が変化し、上述した様に高精度が要求されているにも
かかわらず、記録面上で光スポットの位置ずれを起こす
という問題があった。

又、大型ガスレーザは光学系の一部として組み込まれて
いるため、この大型ガスレーザを調整すると、その調整
に応じてその他の光学系もその都度再詞整しなければな
らないという極めて操作性の悪いものであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外部の環境、例えば使用中の種々の装
置からの熱の影響や、外部からの振動があったとしても
、レーザ発振器から発射されるレーザ光の光軸の方向や
位置に変動を起こさず所定位置にスポットを結ぶことが
できる。

又、レーザ発振器の調整が行われたとしても、その他の
光学系の調整を、それに応じてする必要がない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは外部の環境に左右されず、所定位置にスポ
ットを結ぶ光路制御装置ｄを提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、光発振器より発射された光を任意方向に反射
する第１のミラーと、この第１のミラーによって反射さ
れた光を任意方向に反射する第２のミラーと、この第２
ミラーによって反射した光を反射する第３のミラーと、
前記第２のミラーの入射光又は出射光の一部を取り出す
光分割素子と、この光分割素子によって取り出された光
よりｉｉ１記第２のミラー−ｈの光の入射位置を検出す
る第１の光位置検出器と、この第１の光位置検出器から
の位置信号に応答し、前記第２のミラー上の所定位置に
光が入射するよう前記第１のミラーを回動制御する第１
の制御手段と、前記第３のミラーへの入射光又は出力光
の一部を取り出す光分割素子と、この光分割素子によっ
て取り出された反射光より０ｃ口こ第３のミラー上の光
の入射位置を検出する第２の光位置検出器と、この第２
の光位置検出器からの位置信号に応答して、前記第３の
ミラー上所定位置に光が入射するよう前記第２のミラー
を回動制御する第２の制御手段とを如く備えることを特
徴とする光路制御装置を提供する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について、第１図を用い、第２
図を併用して詳細に説明する。

第１図は、本発明の光路制御装置の略構成図である。レ
ーザ発振器０１）から発したレーザ光は第１のサーボ系
叫に供給される。

この、第１のサーボ系（Ｉｎは、ミラ−０２１１ビーム
スプリツタ１１光位置検出器（１５＋、制御回路Ｑ６１
．駆動装置０からなるレーザ発振器Ｑｌｌから発せられ
たレーザ光は、三次元に回転自在なミラー０２１（商品
名ミラーホールド）に照射され、このミラー０４で反射
されたレーザ光は固定されたビームスプリッタ０滲に入
射される。そしてその一方のレーザ光はそのまま後述す
る第２のサーボ系（２Ｉ８のミラーｅ邊に向かって透過
され、他方をビームスプリッタＩによって反射され後段
で詳述する光位置検出器（Ｉ５）に熱動される。この光
位置検出器（１５１において検出された２値化信号を制
御回路ＯＱに入力し、この制御回路ａｂｌは前記ミラー
（１２）を三次元に駆動する駆動装置（１３１を所定の
位置となるように制御している。

つまり、第１のサーボ糸において、まず前記ミラー（２
）の中央点Ａを常に照射するようになされるのである。

第２のサーボ糸イ陣は、ミラーＱり、ビームスプリッタ
Ｑｌ、光に音検出器１１制御回路伐り及び駆動装置し漕
からなる。上述した第１のサーボ糸（１１のビームスプ
リッタｔｌ夷で透過されたレーザ光は三次元に回転自社
なミラー＋２４（商品名ミラーホールド）によって反射
され、固定されたビームスプリッタａ槌に入射される。

そして、ここで一方をミラー（１７１に回って反射され
、他方を透過されて前記と同様後段で詳述する光位置検
出器０楊に照射される。

この光位置検出器ｕ３において検出された２値化信号を
制御回路ｃ！１）に入力し、この制御回路（２１ｊは、
前記ミラーリフを三次元に４仙する駆動装置ｆ２３１を
所定の位置になるように制御している。つまり、第２の
サーボ糸において、レーザ光の光軸を挿１えられて、レ
ーザ光照射面０４１に照射がなされる。

上述した２つの光位置検出器には、たとえば第２図に示
したような４分割フォトダイオード（３）及び１ｊ１ｍ
回路（３１）θ渉　より構成されるものを用いる。

もしレーザ光が４分割フォトダイオードの中心部に正し
く照射されていればａ、ｂ、ｃ、ｄの４つの部分からの
出力信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄはすべて等しくなるが
、たとえばレーザ光の当たる位置が中心より第２図中、
上方に動いた場合には、出力＜ｔｉ号１ａ、Ｉｂの大き
さかｌｃ、ｌｄに比べて大きくなる。すると演算回路θ
υにおいて、（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）を演算す
れば、（Ｉａ−１−１ｂ）　＝（Ｉｃ＋Ｉａ））Ｕとな
り下方ヘノ移動Ｈ（ｌ　ａ−１−Ｉ　ｂ）　−（Ｉ　ｃ
−１−Ｉ　ｄ）が求められる。同様に第２図中の左右方
向への移動量（Ｉ　ａ＋Ｉ　ｃ）　−（Ｉ　ｂ＋　ｌ　
ｄ）　カ＋ｆｆｊｆＴ４回路Ｇ３ニおいて求められる。

そして、各々の２値化されたデータを端子６のθ荀より
出力され、上述した制御回路及び駆動装置によって常に
４分割フォトダイオードα）の中央位置にレーザ光が照
射され得るようになされている。

以上示したように、光位置検出器（１５１のレーザ光の
照射位置をその中央に位置するように制御される。さら
に、ビームスプリッタ０４）を透過したレーザ光は光路
上でビームスプリッタ圓から光位置検出器（旧までの距
１１１ｉ　（ｌｌ　）と、ビームスプリッタＩからミラ
ー（２２１までの距＠　Ｃ１２）　　とが同じ値（ｌｓ
＝Ａｔ）となる設置される。すると、ミラー（幼　　点
Ａをレーザ光が常に通過するようになる。

さらに、光位置検出器ｕＬＪにおいてレーザ光の照射位
置をその中央に位置するように制御されると、点Ａは、
第１のサーボ系ｕｌＪｌにより空間の一点に安定である
から、ビームスプリッタ０樽からの反射光の方向及びそ
の位置は、常に安定かつ高精度となる。

実験により得られたデータを以下に示す。大型Ａｒ＋Ｌ
、−ｆ　（４５７９Ａ）　の場合、発振開始後２〜３時
間は光軸が変動する。

その値は角度で２００〜３００μｒｏｄ、出帽光位簡で
５００〜６００μｍであった。

例えばビデオディスクの原盤記録の一般的な値であるｆ
　（レーザ光を微小な光スポットに絞り込む対物レンズ
の焦点距Ｍ）　−２，５ｍｍ、　ｍ　（レーザ光を微小
な光スポットに紋り込むビームエクスパンダ−の恰率）
＝２．Ｓ、Ｓ（光軸の角度変動量）＝２００μｒａｄを
用いて、△（移動量＝変動量）＝ｆ−ｔｊ／ｍにより光
スポットの移動量を求めると、約０．２μｍになる。現
在のビデオディスクのトラックピッチが１．３５〜１．
６μｍであることを考えても、０．２μｍの変動量は無
視できなかった。

しかし、本装置を用いることで、光軸の角度変動量は５
０μｒｏｄ以内、位置で５０μｍ以内になった。この時
のディスク上の光スポット変動量は０．０５μｎ１以内
におさまるという柚度を得た。

この高精度で得られた反射光はミラー（第１図Ｑ？））
で任意の方向に向けて使用することができるのである。

つまり１本実施例においては、レーザ発振器００は、使
用中の種々の装置からの熱の影曽や外部からの振動があ
ったとしても、光軸の方向及び位置に変動を起こさす、
これによるレーザ光照射面（２＋９上へスポットの位置
ずれを起こすことがない。

さらに第１及び第２のサーボ系１ｌｌ（２）が各々独立
してなり、レーザ発振器も０υ独立して構成されている
故、レーザ発振器の調整に応じて、それ以外の光学系を
１整する必要のない極めて安定性のある装置を実現して
いるのである。

〔発明の他の実施例〕

上記実施例において、第１図の光位置検出器１９はビー
ムスプリッタ１８の透過光によって位置検出されている
が、透過光の光路上にミラー１７を配置し、このミラー
１７上の所定位置に常に照射されるようにビームスプリ
ッタ１８の反射光の光路上に設けられた光位置検出器１
９によって制御されてもよいＯ なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば第３図に示すような構成であってもよい。

つまり第１図で示したハーフミラ−（１４）、光位置検
出器０５及び制御回路Ｏｅによって駆動装置（１淘を操
作し、レーザ発振器Ｃ１１ｌから発せられたレーザ光が
、ミラー０力によって常に次のミラーＱ２）の点Ａに照
射されるようにした糸が第２のサーボ糸０〔珍のミラー
＠の後に有する構成であっても、上述した実施例の効果
と同じ効果を奏する。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る、光路制御装置の一実施例を示
す構成図、第２図は光位置検出装置の構成図、第３図は
本発明に係る光路制御装置の他の実施例を示す構成図で
ある。 １１、　　２２．　　１７　　・・・　ミ　　ラ　−１
３．２３・・・駆−Ｊ装置 １４．１８・・・ビームスプリッタ、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光発振器より発射された光を任意方向に反射する
   第１のミラーと、この第１のミラーによつて反射された
   光を任意方向に反射する第２のミラーと、この第２ミラ
   ーによつて反射した光を反射する第３のミラーと、第２
   のミラーの入射光又は出射光の一部を取り出す光分割素
   子と、この光分割素子によつて取り出された光より前記
   第２のミラー上の光の入射位置を検出する第１の光位置
   検出器と、この第１の光位置検出器からの位置信号に応
   答し、前記第２のミラー上の所定位置に光が入射するよ
   う前記第１のミラーを回動制御する第１の制御手段と、
   前記第３のミラーへの入射光又は出力光の一部を取り出
   す光分割素子と、この光分割素子によつて取り出された
   反射光より、前記第３のミラー上の光の入射位置を検出
   する第２の光位置検出器と、この第２の光位置検出器か
   らの位置信号に応答して前記第３のミラー上所定位置に
   光が入射するよう前記第２のミラーを回動制御する第２
   の制御手段とを備えることを特徴とする光路制御装置。
2. （２）制御手段が、制御回路と、この制御回路からの信
   号により三次元駆動する駆動装置からなる特許請求の範
   囲第１項記載の光路制御装置。
3. （３）光分割素子がビームスプリッタである特許請求の
   範囲第１項記載の光路制御装置。