JP2002092937A - Method for adjusting focal point of microoptics system, information reader using the method and device for inspecting optical system using the method - Google Patents
Method for adjusting focal point of microoptics system, information reader using the method and device for inspecting optical system using the methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は微小光学系の焦点位
置調整方法に関するものである。The present invention relates to a method for adjusting the focal position of a micro optical system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体レーザからの出射光をレン
ズにて集光することによって得られる微小スポットを、
反射率の変化を与える物理的変化が情報として形成され
たディスク状情報記録媒体上に照射し、その反射光を再
びレンズにて集光して光検出器上に結像させることによ
って得られる同検出器からの電気的信号をもって、上記
ディスク状情報記録媒体上の情報を読み取る光ディスク
装置が多数考案されている。上記スポットの形状および
寸法は通常ビームウェスト状態において、情報記録媒体
上に形成されたトラックピッチ等の物理的変化の形態に
応じて最適となるよう決定される。2. Description of the Related Art In recent years, a minute spot obtained by condensing light emitted from a semiconductor laser by a lens has been developed.
A physical change that gives a change in reflectivity is obtained by irradiating a disc-shaped information recording medium formed as information, collecting the reflected light again by a lens, and forming an image on a photodetector. Many optical disk devices have been devised for reading information on the disk-shaped information recording medium by using an electric signal from a detector. The shape and size of the spot are usually determined so as to be optimal in the beam waist state according to the form of the physical change such as the track pitch formed on the information recording medium.
【０００３】これら光学系の上記光ディスク装置への組
み付け、あるいは光学系の単品検査装置においては、そ
の焦点深度内にそれぞれの装置の基準面が存在するよう
前記第一の集光光学系の構成各部品を光軸方向に調整す
る工程（以下フォーカス調整と称す）が必要となる。[0003] In the assembly of these optical systems to the above-mentioned optical disk device, or in a single-item inspection device of the optical system, the components of the first condensing optical system are so arranged that the reference plane of each device exists within the depth of focus. A step of adjusting the component in the optical axis direction (hereinafter, referred to as focus adjustment) is required.
【０００４】従来この光学系のフォーカス調整は、光学
系を取り付ける装置の光学基準面に対してその焦点位置
を予め調整し、かつ光学系の光軸に対向するよう配され
た光学顕微鏡の像をもとに行われていた。Conventionally, focus adjustment of this optical system is performed by adjusting the focus position of the optical system with respect to an optical reference plane of an apparatus to which the optical system is mounted in advance, and by using an image of an optical microscope arranged to face the optical axis of the optical system. Was originally done.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法による調整では、その直径が数μｍから数十μ
ｍである微小光学系のビームスポットを認識するために
高倍率の光学顕微鏡の使用が必須となり、設備費用が増
大していた。また自動化に際しても、顕微鏡の画像をＣ
ＣＤカメラとフレームメモリとを用いて解析・処理する
にあたり、高倍率画像であるが故に装置周辺の微細な物
理的振動がその解析に大きな影響を与えるなどの問題が
あった。However, in the adjustment by the above-mentioned conventional method, the diameter is several μm to several tens μm.
In order to recognize the beam spot of the micro optical system of m, the use of a high-magnification optical microscope is indispensable, and the equipment cost has increased. Also, when automating, the images of the microscope
When analyzing and processing using a CD camera and a frame memory, there is a problem that minute physical vibrations around the device greatly affect the analysis because the image is a high-magnification image.
【０００６】本発明は上記問題を解決するもので、光源
とレンズおよび光検出器とからなる光学系の光学基準面
に対する光学焦点位置を、高倍率の光学顕微鏡などを必
要とせず、高精度かつ容易に検出・調整するための微小
光学系の光学焦点位置調整方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problem, and enables an optical focus position of an optical system including a light source, a lens, and a photodetector with respect to an optical reference plane to be highly accurate without requiring a high-magnification optical microscope or the like. Provided is a method for adjusting an optical focal position of a micro optical system for easy detection and adjustment.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１に記載の微小光学系の焦点位置調
整方法は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出
射されたビームを受けてその光学焦点位置に微小スポッ
トになるように前記ビームを収束する第一の集光光学系
と、前記光学焦点位置に配した光を反射する媒体からの
反射ビームを受けてその光学焦点位置に前記ビームを収
束する第二の集光光学系と、前記第二の集光光学系の光
学焦点位置に配した受光量に応じた信号を出力する光検
出器とからなる光学系の、前記第一の集光光学系の光学
焦点位置を調整する方法であって、光を反射する媒体上
に、前記第一の集光光学系の光学焦点位置における予め
定められた微小スポット直径と等しい間隔で、かつ並行
に設けられ、前記媒体と反射率の異なる複数の線状の情
報を有せしめたスケールを用い、同スケール上にて微小
スポットを前記直線状情報を横切る方向に移動させるこ
とによって得られる前記光検出器からの信号振幅が所定
値以上となるようにして前記第一の集光光学系の光学焦
点位置を検出することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of adjusting a focal position of a micro optical system, comprising: a light source for emitting a light beam; A first condensing optical system for receiving the beam and converging the beam so as to form a minute spot at the optical focal position, and receiving the reflected beam from a medium reflecting the light arranged at the optical focal position, and A second condensing optical system that converges the beam at a focal position, and an optical system that includes a photodetector that outputs a signal corresponding to the amount of light received at the optical focal position of the second condensing optical system. A method for adjusting the optical focal position of the first light-collecting optical system, wherein a predetermined minute spot diameter at the optical focal position of the first light-collecting optical system is on a medium that reflects light. Provided at equal intervals and in parallel, A signal amplitude from the photodetector obtained by using a scale having a plurality of linear information having different body and reflectance and moving a small spot on the scale in a direction crossing the linear information. Is set to be equal to or more than a predetermined value, and the optical focus position of the first condensing optical system is detected.
【０００８】この方法によれば、高倍率の顕微鏡など使
用せず、スケールを用いるだけで、容易かつ高精度に光
学基準面に対する第一の集光光学系の焦点位置を調整す
ることができる。According to this method, the focus position of the first condensing optical system with respect to the optical reference plane can be adjusted easily and with high accuracy only by using a scale without using a microscope with a high magnification.
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
微小光学系の焦点位置調整方法において、磁気ヘッドキ
ャリッジに取り付けられる光ヘッドからの再生信号の状
態を検査するために用いる検査ディスクとして、ディス
クの回転中心点より偏心して同心円状のステッチを形成
し、このステッチのディスク直径方向の間隔を微小スポ
ット直径と等しくしたスケールを用いて、第一の集光光
学系の光学焦点位置を検出することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the method of adjusting a focal position of a micro optical system according to the first aspect, a test disk used for inspecting a state of a reproduction signal from an optical head mounted on a magnetic head carriage is provided. A concentric stitch is formed eccentrically from the center of rotation of the disk, and the optical focus position of the first light-collecting optical system is detected using a scale in which the distance between the stitches in the diameter direction of the disk is equal to the minute spot diameter. It is characterized by doing.
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１に記載の
微小光学系の焦点位置調整方法において、磁気ヘッドキ
ャリッジに取り付けられる光ヘッドからの再生信号の状
態を検査するために用いる検査ディスクとして、ディス
クの内周より外周にかけて、渦巻き状のステッチを形成
し、このステッチのディスク直径方向の間隔を微小スポ
ット直径と等しくしたスケールを用いて、第一の集光光
学系の光学焦点位置を検出することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the method for adjusting a focal position of a micro optical system according to the first aspect, a test disk used for inspecting a state of a reproduction signal from an optical head mounted on a magnetic head carriage is provided. A spiral stitch is formed from the inner circumference to the outer circumference of the disk, and the optical focus position of the first light-collecting optical system is detected using a scale in which the distance between the stitches in the disk diameter direction is equal to the minute spot diameter. It is characterized by doing.
【００１１】請求項４記載の発明は、光ビームを出射す
る光源と、前記光源から出射されたビームを受けてその
光学焦点位置に微小スポットになるように前記ビームを
収束する第一の集光光学系と、前記光学焦点位置に配し
た光を反射する媒体からの反射ビームを受けてその光学
焦点位置に前記ビームを収束する第二の集光光学系と、
前記第二の集光光学系の光学焦点位置に配した受光量に
応じた信号を出力する光検出器とからなる光学系を用い
て情報記録媒体上の情報を読み取る情報読取装置であっ
て、この情報読取装置に前記光学系を組み付ける際に、
請求項１〜３の何れかに記載の微小光学系の焦点位置調
整方法を用いて第一の集光光学系の光学焦点位置を検出
して固定したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light source for emitting a light beam, and a first condensing means for receiving the beam emitted from the light source and converging the beam so as to form a minute spot at an optical focal position thereof. An optical system, a second condensing optical system that receives a reflected beam from a medium that reflects light disposed at the optical focal position and converges the beam at the optical focal position,
An information reading device that reads information on an information recording medium using an optical system that includes a photodetector that outputs a signal corresponding to a received light amount disposed at an optical focal position of the second condensing optical system, When assembling the optical system to this information reading device,
An optical focal position of the first condensing optical system is detected and fixed by using the focal position adjusting method for a micro optical system according to any one of claims 1 to 3.
【００１２】これによれば、容易かつ高精度に光学基準
面に対する第一の集光光学系の焦点位置が調整された情
報読取装置を得ることができる。請求項５記載の発明
は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射され
たビームを受けてその光学焦点位置に微小スポットにな
るように前記ビームを収束する第一の集光光学系と、前
記光学焦点位置に配した光を反射する媒体からの反射ビ
ームを受けてその光学焦点位置に前記ビームを収束する
第二の集光光学系と、前記集光光学系２の光学焦点位置
に配した受光量に応じた信号を出力する光検出器とから
なる光学系の検査を行う光学系の検査装置であって、光
を反射する媒体上に、前記第一の集光光学系の光学焦点
位置における予め定められた微小スポット直径と等しい
間隔で、かつ並行に設けられ、前記媒体と反射率の異な
る複数の線状の情報を有せしめたスケールと、このスケ
ール上にて微小スポットを前記直線状情報を横切る方向
に移動させる移動手段と、前記光検出器からの信号振幅
に基づいて第一の集光光学系の光学焦点位置を検出する
検出手段とを備えたことを特徴とする。According to this, it is possible to obtain an information reading apparatus in which the focal position of the first condensing optical system with respect to the optical reference plane is easily and accurately adjusted. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a light source for emitting a light beam, and a first condensing optical system for receiving the beam emitted from the light source and converging the beam so as to form a minute spot at an optical focal position thereof. A second condensing optical system that receives a reflected beam from a medium that reflects light disposed at the optical focal position and converges the beam at the optical focal position; An optical system inspection device for inspecting an optical system including a photodetector that outputs a signal corresponding to the amount of received light, wherein the optical system includes: A scale provided with a plurality of linear information having different reflectances from the medium at the same interval as the predetermined minute spot diameter at the focal position and provided in parallel, and the minute spot on this scale is referred to as the minute spot. Those who cross linear information Moving means for moving the, characterized in that a detecting means for detecting the optical focal position of the first focusing optical system based on the signal amplitude from the photodetector.
【００１３】この構成によれば、上記微小光学系の焦点
位置調整方法を良好に実施することができる。請求項６
記載の発明は、請求項５記載の光学系の検査装置におい
て、スケールは、ディスクの回転中心点より偏心して同
心円状のステッチを形成し、このステッチのディスク直
径方向の間隔を微小スポット直径と等しくした検査ディ
スクであることを特徴とする。According to this configuration, the method for adjusting the focal position of the micro optical system can be favorably implemented. Claim 6
According to the present invention, in the optical system inspection apparatus according to the fifth aspect, the scale forms a concentric stitch eccentrically from the center point of rotation of the disk, and the interval between the stitches in the disk diameter direction is equal to the minute spot diameter. The inspection disk is characterized in that:
【００１４】請求項７記載の発明は、請求項５記載の光
学系の検査装置において、スケールは、ディスクの内周
より外周にかけて、渦巻き状のステッチを形成し、この
ステッチのディスク直径方向の間隔を微小スポット直径
と等しくした検査ディスクであることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the inspection system for an optical system according to the fifth aspect, the scale forms a spiral stitch from the inner circumference to the outer circumference of the disk, and a space between the stitches in the diameter direction of the disk. Is an inspection disc in which is equal to the minute spot diameter.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】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。図１は本発明の実施の
形態にかかる微小光学系の焦点位置調整方法の、光学系
ジャストフォーカス状態における動作原理説明図、図２
は光学系デフォーカス状態における同説明図、図３は上
記両状態において得られる光検出器からの再生信号波形
図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of operation of a focus position adjusting method for a micro optical system according to an embodiment of the present invention in an optical system just-focused state.
FIG. 3 is an explanatory diagram in the optical system defocused state, and FIG. 3 is a waveform diagram of a reproduced signal from the photodetector obtained in both the above states.
【００１６】図１（ａ）において、１は光ビームを出射
する光源であるレーザダイオード、２は前記光源として
のレーザダイオード１から出射されたビームを受けてそ
の光学焦点位置に微小スポットになるように前記ビーム
を収束する第一の集光光学系、３は前記光学焦点位置に
配した光を反射する後述の媒体５ａ（図１（ｂ）、
（ｄ）参照）からの反射ビームを受けてその光学焦点位
置に前記ビームを収束する第二の集光光学系、４は前記
第二の集光光学系３の光学焦点位置に配され、受光量に
応じた信号を出力する光検出器、５は光を反射する媒体
５ａ上に前記第一の集光光学系の光学焦点位置における
予め定められた微小スポット直径と等しい間隔でかつ並
行に設けた、前記媒体と反射率の異なる複数の直線状の
情報５ｂ（図１（ｂ）、（ｄ）参照）を有せしめたスケ
ールであり、ここでは同情報としてレーザライタ等によ
り加工した物理的スクラッチを用いており、その反射率
はほぼ０（ゼロ）である。また、７は上記レーザダイオ
ード１，第一、第二の集光光学系２、３，光検出器４よ
りなる光学系を調整・固定すべき情報読取装置としての
光ディスク装置あるいはその検査装置の有する光学基準
面であり、６は光学基準面７に対して第一の集光光学系
２の光学焦点位置を調整するための調整軸である。ま
た、本実施の形態においては便宜上、第二の集光光学系
３および光検出器４は光学基準面７に対して適当な位置
関係にて予め光ディスク装置あるいはその検査装置に固
定されているものとする。また、図示していないが、こ
れらの装置には、スケール５を所定方向例えばｙ方向に
移動させる移動テーブルなどの移動手段が設けられてい
る。In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a laser diode which is a light source for emitting a light beam, and reference numeral 2 denotes a beam which is emitted from the laser diode 1 as a light source and forms a minute spot at an optical focal position thereof. A first condensing optical system 3 for converging the beam is a medium 5a (FIG. 1 (b), which will be described later) that reflects light disposed at the optical focal position.
(2) The second condensing optical system 4 which receives the reflected beam from (2) and converges the beam at the optical focal position thereof is disposed at the optical focal position of the second condensing optical system 3 and receives light. A photodetector 5 for outputting a signal corresponding to the amount is provided on a medium 5a for reflecting light at an interval equal to a predetermined small spot diameter at an optical focal position of the first condensing optical system and in parallel. In addition, the scale has a plurality of linear information 5b (see FIGS. 1 (b) and 1 (d)) having different reflectances from the medium. In this example, the information is a physical scratch processed by a laser writer or the like. , And its reflectance is almost 0 (zero). Reference numeral 7 denotes an optical disk device as an information reading device for adjusting and fixing an optical system including the laser diode 1, the first and second condensing optical systems 2, 3 and the photodetector 4, or an inspection device thereof. Reference numeral 6 denotes an optical reference plane, and reference numeral 6 denotes an adjustment axis for adjusting the optical focal position of the first light-collecting optical system 2 with respect to the optical reference plane 7. In the present embodiment, for the sake of convenience, the second condensing optical system 3 and the photodetector 4 are previously fixed to the optical disc device or its inspection device in an appropriate positional relationship with respect to the optical reference plane 7. And Although not shown, these devices are provided with moving means such as a moving table for moving the scale 5 in a predetermined direction, for example, the y direction.
【００１７】図１（ｂ）において、８はスケール５上に
ジャストフォーカス状態にて結像したビームスポットで
あり、その直径２ωｙｆのビーム端が非反射域と一致し
ている状態を示す。また、図１（ｄ）において９に示す
ビームスポットは、このビームスポット９がｙ方向に移
動することによってその直径２ωｙｆの中央に非反射域
が位置した状態を示す。また、図１の（ｃ）、（ｅ）に
おける１０および１１は、スケール５上のビームスポッ
ト８、９の反射光をそれぞれ第二の集光光学系３にて集
光し、光検出器４上に結像させた状態の像を示す。光検
出器４は、像１０、１１の有する光量に比例した電流を
発生し、それぞれ電圧Ｖｆｈ、Ｖｆｌに変換されるＩ−
Ｖ変換器１２に接続されている。図３（ａ）における１
７は、ジャストフォーカス状態にてスケール５をｙ方向
に移動させることによって得られる光検出器４およびＩ
−Ｖ変換器１２からの信号波形を示すものであり、その
信号振幅をＡｆとする。In FIG. 1B, reference numeral 8 denotes a beam spot formed on the scale 5 in the just-focused state, and shows a state where the beam end having a diameter of 2ωyf coincides with the non-reflection area. The beam spot 9 shown in FIG. 1D shows a state where the non-reflection area is located at the center of the diameter 2ωyf by the movement of the beam spot 9 in the y direction. In FIGS. 1C and 1E, reference numerals 10 and 11 denote reflected light from the beam spots 8 and 9 on the scale 5 by the second condensing optical system 3, respectively. The image in the state of being imaged above is shown. The photodetector 4 generates a current proportional to the amount of light of the images 10 and 11, and converts the currents into voltages Vfh and Vfl, respectively.
It is connected to a V converter 12. 1 in FIG.
Reference numeral 7 denotes photodetectors 4 and I obtained by moving the scale 5 in the y-direction in the just focus state.
This shows a signal waveform from the -V converter 12, and the signal amplitude is Af.
【００１８】図２（ｂ）において、１３はスケール５上
にデフォーカス状態にて結像したビームスポットであ
り、その直径２ωｙｄのビームの中央が非反射域間の中
央と一致している状態を示す。また、図２（ｄ）におい
て１４に示すビームスポットは、このビームスポット１
４がｙ方向に移動することによってその直径２ωｙｄの
中央に非反射域が位置した状態を示す。また、図２の
（ｃ）、（ｅ）における１５および１６は、スケール５
上のビームスポット１３、１４の反射光をそれぞれ第二
の集光光学系３にて集光し、光検出器４上に結像させた
状態の像を示す。光検出器４は、像１５、１６の有する
光量に比例した電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換器１２により
それぞれ電圧ＶｄｈおよびＶｄｌに変換される。図３
（ａ）における１８は、デフォーカス状態にてスケール
５をｙ方向に移動させることによって得られる光検出器
４およびＩ−Ｖ変換器１２からの信号波形を示すもので
あり、その信号振幅をＡｄとする。In FIG. 2B, reference numeral 13 denotes a beam spot formed on the scale 5 in a defocused state. The beam spot having a diameter of 2ωyd coincides with the center between the non-reflection areas. Show. The beam spot indicated by 14 in FIG.
4 shows a state in which the non-reflection area is located at the center of the diameter 2ωyd by moving in the y direction. Also, 15 and 16 in (c) and (e) of FIG.
The reflected light of the upper beam spots 13 and 14 are respectively condensed by the second condensing optical system 3 and are formed on the photodetector 4 in an image. The photodetector 4 generates a current proportional to the amount of light of the images 15 and 16, and is converted by the IV converter 12 into voltages Vdh and Vdl, respectively. FIG.
18A shows a signal waveform from the photodetector 4 and the IV converter 12 obtained by moving the scale 5 in the y direction in a defocused state, and the signal amplitude is represented by Ad. And
【００１９】以上の条件をもとに、信号振幅Ａｆと信号
振幅Ａｄとの関係を以下に求める。図１において、第一
の集光光学系２にて集光された光束の有する総光量は、
その伝搬位置によらず一定である。また、半導体レーザ
光のビーム断面方向の強度分布はガウス分布にて良く近
似され、ある伝搬位置における光束断面の有する総光量
を１とした場合、総光量と強度分布との関係は以下の式
にて表されることが知られている。Based on the above conditions, the relationship between the signal amplitude Af and the signal amplitude Ad will be obtained below. In FIG. 1, the total light amount of the light beam condensed by the first condensing optical system 2 is:
It is constant regardless of the propagation position. Further, the intensity distribution of the semiconductor laser light in the beam cross-sectional direction is well approximated by a Gaussian distribution. When the total light quantity of the light beam cross-section at a certain propagation position is set to 1, the relationship between the total light quantity and the intensity distribution is expressed by the following equation. It is known to be expressed as
【００２０】[0020]
【数１】 ここで、ωｘおよびωｙは、それぞれｘ方向、ｙ方向の
ビームスポット半径を示す。(Equation 1) Here, ωx and ωy indicate the beam spot radii in the x and y directions, respectively.
【００２１】（数１）を用いて、図１（ｄ）に示すビー
ムスポット９と図２（ｄ）示すビームスポット１４との
それぞれが有する総光量を以下に比較する。（数１）に
おいて、ωｘ＝ωｘｆ、ωｙ＝ωｙｆ、ｙ＝０、またス
ケール５上の非反射域のｙ方向距離をｄｙとすると、非
反射域による光量損失は以下の式にて表すことができ
る。The total light quantity of each of the beam spot 9 shown in FIG. 1D and the beam spot 14 shown in FIG. 2D will be compared using Equation 1 below. In (Equation 1), if ωx = ωxf, ωy = ωyf, y = 0, and the distance in the y direction of the non-reflection area on the scale 5 is dy, the light amount loss due to the non-reflection area can be expressed by the following equation. it can.
【００２２】[0022]
【数２】 いま、(Equation 2) Now
【００２３】[0023]
【数３】 とおくと（数２）は(Equation 3) (Equation 2)
【００２４】[0024]
【数４】 また以下の関係が成り立つことはよく知られている。(Equation 4) It is well known that the following relationship holds.
【００２５】[0025]
【数５】 したがって（数２）は(Equation 5) Therefore, (Equation 2) is
【００２６】[0026]
【数６】 となる。したがって、光束断面の有する総光量を１とし
たとき、図１（ｄ）に示すビームスポット９の総光量を
Ｐｆｓとおくと(Equation 6) Becomes Therefore, assuming that the total light quantity of the light beam cross section is 1, the total light quantity of the beam spot 9 shown in FIG.
【００２７】[0027]
【数７】 となる。(Equation 7) Becomes
【００２８】図２（ｄ）に示すビームスポット１４の状
態においても上記と同様に（数１）において、ωｘ＝ω
ｘｄ、ωｙ＝ωｙｄ、ｙ＝０、またスケール５上の非反
射域のｙ方向距離をｄｙとおき、スポットの有する総光
量をＰｄｓとおくとIn the state of the beam spot 14 shown in FIG. 2D, similarly to the above (Equation 1), ωx = ω
xd, ωy = ωyd, y = 0, and the distance in the y direction of the non-reflection area on the scale 5 is set to dy, and the total light amount of the spot is set to Pds.
【００２９】[0029]
【数８】 となる。ωｙｄ＞ωｙｆであるので、（数７）および
（数８）より明らかに(Equation 8) Becomes Since ωyd> ωyf, it is apparent from (Equation 7) and (Equation 8)
【００３０】[0030]
【数９】 の関係が成り立つ。(Equation 9) Holds.
【００３１】図１（ａ）に示す第二の集光光学系３にお
いては、光ディスク装置に搭載される光学系の有する実
用的なビームスポット径およびレンズ径等を考慮すれ
ば、ビームスポット径が変化してもその反射光の集光率
は一定であると考えられる。したがって、図１（ｅ）に
示す像１１（スポット）の有する総光量をＰｆｄ、また
図２（ｅ）に示す像１６（スポット）の有する総光量を
ＰｄｄとおくとIn the second condensing optical system 3 shown in FIG. 1A, the beam spot diameter can be reduced in consideration of the practical beam spot diameter and lens diameter of the optical system mounted on the optical disk device. Even if it changes, the light collection rate of the reflected light is considered to be constant. Therefore, if the total light amount of the image 11 (spot) shown in FIG. 1E is Pfd, and the total light amount of the image 16 (spot) shown in FIG. 2E is Pdd.
【００３２】[0032]
【数１０】 したがって、(Equation 10) Therefore,
【００３３】[0033]
【数１１】 の関係が成り立つ。[Equation 11] Holds.
【００３４】一方、図１（ｃ）に示す像１０および図２
（ｃ）に示す像１５によって明らかにOn the other hand, the image 10 shown in FIG.
Clarified by image 15 shown in (c)
【００３５】[0035]
【数１２】 となる。（数１１）より(Equation 12) Becomes (Equation 11)
【００３６】[0036]
【数１３】 （数１２）より(Equation 13) (Equation 12)
【００３７】[0037]
【数１４】 （数１３）と（数１４）との両辺を加えると[Equation 14] Adding both sides of (Equation 13) and (Equation 14)
【００３８】[0038]
【数１５】 となり、第一の集光光学系２の光学焦点位置が光学基準
面７と一致した場合に、スケール５を移動させることに
よって得られる光検出器４からの信号振幅が最大となる
ことがわかる。(Equation 15) It can be seen that, when the optical focal position of the first condenser optical system 2 coincides with the optical reference plane 7, the signal amplitude from the photodetector 4 obtained by moving the scale 5 becomes maximum.
【００３９】すなわち、スケール５上にて微小スポット
を前記直線状情報を横切る方向に移動させることによっ
て得られる光検出器４からの信号振幅が所定値（信号振
幅Ａｆに近い値）以上となるようにして第一の集光光学
系２の光学焦点位置を、高倍率の光学装置を使用するこ
となく、高精度かつ容易に検出することができる。That is, the signal amplitude from the photodetector 4 obtained by moving the minute spot on the scale 5 in the direction crossing the linear information becomes larger than a predetermined value (a value close to the signal amplitude Af). Thus, the optical focal position of the first condenser optical system 2 can be accurately and easily detected without using a high-magnification optical device.
【００４０】なお、スケール５としては、図１（ｂ）、
（ｄ）、図２（ｂ）、（ｄ）に示すような、微小スポッ
ト直径と等しい間隔で、かつ平行に並べられて設けられ
た、反射率の異なる複数の直線状の情報を有する媒体か
らなるものに限るものではない。例えば、特開平１０−
３３４５１３号公報における請求項１ならびにこれに対
応する箇所に開示されているような検査ディスクにおい
て、同心円状のステッチのディスク直径方向間隔を前記
微小スポット直径と等しくしたものを用いたり、特開平
１０−３３４５１３号公報における請求項２ならびにこ
れに対応する箇所に開示されているような検査ディスク
において、渦巻き状のステッチのディスク直径方向間隔
を前記微小スポット直径と等しくしたものを用いたりし
てもよい。The scale 5 is shown in FIG.
(D) As shown in FIGS. 2 (b) and 2 (d), from a medium having a plurality of linear information with different reflectances provided in parallel at intervals equal to the diameter of the minute spot. This is not a limitation. For example, JP-A-10-
In the inspection disk disclosed in claim 1 of 334513 and a corresponding part thereof, a disk in which the concentric stitches have the same distance in the disk diameter direction as the diameter of the minute spot may be used. In the inspection disk disclosed in claim 2 of 334513 and the corresponding portion, a spiral stitch in which the distance in the disk diameter direction of the spiral stitch is equal to the minute spot diameter may be used.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光を反射
する媒体上に、第一の集光光学系の光学焦点位置におけ
る予め定められた微小スポット直径と等しい間隔で、か
つ並行に設けられ、前記媒体と反射率の異なる複数の線
状の情報を有せしめたスケールを用い、同スケール上に
て微小スポットを前記直線状情報を横切る方向に移動さ
せることによって得られる前記光検出器からの信号振幅
が所定値以上となるようにして前記第一の集光光学系の
光学焦点位置を検出することにより、光学基準面に対す
る微小光学系の焦点位置を、高倍率の光学装置を使用す
ることなく、高精度かつ容易に検出することができ、設
備費用を低減させることができるとともに、自動化も容
易となる。As described above, according to the present invention, on a medium that reflects light, at an interval equal to a predetermined minute spot diameter at the optical focal position of the first condensing optical system, and in parallel. The photodetector obtained by using a scale provided with a plurality of linear information having different reflectances from the medium and having different reflectivity, and moving a minute spot on the scale in a direction crossing the linear information. Detecting the optical focal position of the first condensing optical system so that the signal amplitude from the optical pickup becomes equal to or more than a predetermined value, the focal position of the micro optical system with respect to the optical reference plane can be determined using a high-magnification optical device. Without this, the detection can be performed with high accuracy and easily, the equipment cost can be reduced, and automation can be facilitated.
【図１】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本発明の実施の形
態における微小光学系の焦点位置調整原理を説明するた
めの図で、ジャストフォーカス状態を示す。FIGS. 1A to 1E are diagrams for explaining the principle of adjusting the focal position of a micro optical system according to an embodiment of the present invention, and show a just focus state.
【図２】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、同微小光学系の焦
点位置調整原理を説明するための図で、デフォーカス状
態を示す。FIGS. 2A to 2E are diagrams for explaining the principle of adjusting the focal position of the micro optical system, showing a defocused state.
【図３】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、同微小光学系
の焦点位置調整方法を用いた場合に得られる光検出器か
らの信号波形図を示す。FIGS. 3A and 3B are signal waveform diagrams from a photodetector obtained when the focus position adjusting method of the micro optical system is used, respectively.
１ レーザダイオード（光源） ２ 第一の集光光学系 ３ 第二の集光光学系 ４ 光検出器 ５ スケール ７ 光学基準面 ８，９，１３，１４ ビームスポット １０，１１，１５，１６ 像（ビームスポット） １２ Ｉ−Ｖ変換器 Reference Signs List 1 laser diode (light source) 2 first focusing optical system 3 second focusing optical system 4 photodetector 5 scale 7 optical reference plane 8, 9, 13, 14 beam spot 10, 11, 15, 16 image ( (Beam spot) 12 IV converter
Claims (7)
ら出射されたビームを受けてその光学焦点位置に微小ス
ポットになるように前記ビームを収束する第一の集光光
学系と、前記光学焦点位置に配した光を反射する媒体か
らの反射ビームを受けてその光学焦点位置に前記ビーム
を収束する第二の集光光学系と、前記第二の集光光学系
の光学焦点位置に配した受光量に応じた信号を出力する
光検出器とからなる光学系の、前記第一の集光光学系の
光学焦点位置を調整する方法であって、 光を反射する媒体上に、前記第一の集光光学系の光学焦
点位置における予め定められた微小スポット直径と等し
い間隔で、かつ並行に設けられ、前記媒体と反射率の異
なる複数の線状の情報を有せしめたスケールを用い、同
スケール上にて微小スポットを前記直線状情報を横切る
方向に移動させることによって得られる前記光検出器か
らの信号振幅が所定値以上となるようにして前記第一の
集光光学系の光学焦点位置を検出することを特徴とする
微小光学系の焦点位置調整方法。1. A light source for emitting a light beam, a first condensing optical system for receiving the beam emitted from the light source and converging the beam so as to form a minute spot at an optical focal position thereof, and A second condensing optical system that receives a reflected beam from a medium that reflects light disposed at the focal position and converges the beam at the optical focal position; and a second condensing optical system disposed at an optical focal position of the second condensing optical system. A light detector that outputs a signal corresponding to the amount of received light, wherein the optical focusing position of the first light-collecting optical system is adjusted. At a distance equal to the predetermined minute spot diameter at the optical focal position of one condensing optical system, and provided in parallel, using a scale having a plurality of linear information different from the medium and reflectivity, In front of a small spot on the same scale Detecting an optical focal position of the first condensing optical system so that a signal amplitude from the photodetector obtained by moving the linear information in a direction crossing the linear information becomes a predetermined value or more. A method for adjusting the focal position of a micro optical system.
光ヘッドからの再生信号の状態を検査するために用いる
検査ディスクとして、ディスクの回転中心点より偏心し
て同心円状のステッチを形成し、このステッチのディス
ク直径方向の間隔を微小スポット直径と等しくしたスケ
ールを用いて、 第一の集光光学系の光学焦点位置を検出することを特徴
とする請求項１記載の微小光学系の焦点位置調整方法。2. An inspection disk used for inspecting a state of a reproduction signal from an optical head mounted on a magnetic head carriage, a concentric stitch is formed eccentrically from a rotation center point of the disk, and a disk diameter of the stitch is formed. 2. The focus position adjusting method for a micro optical system according to claim 1, wherein the optical focus position of the first condensing optical system is detected by using a scale having a distance in the direction equal to the diameter of the micro spot.
光ヘッドからの再生信号の状態を検査するために用いる
検査ディスクとして、ディスクの内周より外周にかけ
て、渦巻き状のステッチを形成し、このステッチのディ
スク直径方向の間隔を微小スポット直径と等しくしたス
ケールを用いて、 第一の集光光学系の光学焦点位置を検出することを特徴
とする請求項１記載の微小光学系の焦点位置調整方法。3. A test disk used for inspecting a state of a reproduction signal from an optical head mounted on a magnetic head carriage, a spiral stitch is formed from an inner circumference to an outer circumference of the disk, and a disk diameter of the stitch is formed. 2. The focus position adjusting method for a micro optical system according to claim 1, wherein the optical focus position of the first condensing optical system is detected by using a scale having a distance in the direction equal to the diameter of the micro spot.
ら出射されたビームを受けてその光学焦点位置に微小ス
ポットになるように前記ビームを収束する第一の集光光
学系と、前記光学焦点位置に配した光を反射する媒体か
らの反射ビームを受けてその光学焦点位置に前記ビーム
を収束する第二の集光光学系と、前記第二の集光光学系
の光学焦点位置に配した受光量に応じた信号を出力する
光検出器とからなる光学系を用いて情報記録媒体上の情
報を読み取る情報読取装置であって、この情報読取装置
に前記光学系を組み付ける際に、請求項１〜３の何れか
に記載の微小光学系の焦点位置調整方法を用いて第一の
集光光学系の光学焦点位置を検出して固定したことを特
徴とする情報読取装置。4. A light source for emitting a light beam, a first condensing optical system for receiving the beam emitted from the light source and converging the beam so as to form a minute spot at an optical focal position thereof, and A second condensing optical system that receives a reflected beam from a medium that reflects light disposed at the focal position and converges the beam at the optical focal position; and a second condensing optical system disposed at an optical focal position of the second condensing optical system. An information reading device that reads information on an information recording medium using an optical system including a photodetector that outputs a signal corresponding to the received light amount, wherein the information reading device includes: An information reading apparatus, wherein the optical focal position of the first condensing optical system is detected and fixed using the method for adjusting the focal position of the micro optical system according to any one of Items 1 to 3.
ら出射されたビームを受けてその光学焦点位置に微小ス
ポットになるように前記ビームを収束する第一の集光光
学系と、前記光学焦点位置に配した光を反射する媒体か
らの反射ビームを受けてその光学焦点位置に前記ビーム
を収束する第二の集光光学系と、前記集光光学系２の光
学焦点位置に配した受光量に応じた信号を出力する光検
出器とからなる光学系の検査を行う光学系の検査装置で
あって、 光を反射する媒体上に、前記第一の集光光学系の光学焦
点位置における予め定められた微小スポット直径と等し
い間隔で、かつ並行に設けられ、前記媒体と反射率の異
なる複数の線状の情報を有せしめたスケールと、 このスケール上にて微小スポットを前記直線状情報を横
切る方向に移動させる移動手段と、 前記光検出器からの信号振幅に基づいて第一の集光光学
系の光学焦点位置を検出する検出手段とを備えたことを
特徴とする光学系の検査装置。5. A light source for emitting a light beam, a first condensing optical system for receiving the beam emitted from the light source and converging the beam so as to form a minute spot at an optical focal position thereof, and A second condensing optical system that receives a reflected beam from a medium that reflects light disposed at the focal position and converges the beam at the optical focal position, and a light receiving device disposed at the optical focal position of the condensing optical system 2 An optical system inspection apparatus for inspecting an optical system including a photodetector that outputs a signal according to an amount, wherein the inspection apparatus is provided on a medium that reflects light at an optical focal position of the first condensing optical system. A scale provided with a plurality of linear information having different reflectances from the medium at intervals equal to a predetermined minute spot diameter and parallel to each other; Move across Moving means for the optical system of the inspection apparatus characterized by comprising a detecting means for detecting the optical focal position of the first focusing optical system based on the signal amplitude from the photodetector.
偏心して同心円状のステッチを形成し、このステッチの
ディスク直径方向の間隔を微小スポット直径と等しくし
た検査ディスクであることを特徴とする請求項５記載の
光学系の検査装置。6. The test disk according to claim 1, wherein the scale is formed eccentrically from the center of rotation of the disk to form concentric stitches, and the interval between the stitches in the disk diameter direction is made equal to the diameter of the minute spot. 6. The optical system inspection apparatus according to 5.
かけて、渦巻き状のステッチを形成し、このステッチの
ディスク直径方向の間隔を微小スポット直径と等しくし
た検査ディスクであることを特徴とする請求項５記載の
光学系の検査装置。7. The test disk according to claim 1, wherein the scale forms a spiral stitch from the inner circumference to the outer circumference of the disk, and the interval between the stitches in the disk diameter direction is equal to the minute spot diameter. 6. The optical system inspection apparatus according to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286236A JP2002092937A (en) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | Method for adjusting focal point of microoptics system, information reader using the method and device for inspecting optical system using the method |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
| JP2002092937A true JP2002092937A (en) | 2002-03-29 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117334A (en) * | 1986-11-05 | 1988-05-21 | Olympus Optical Co Ltd | Optical information reproducing device |
| JPH10334513A (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Test disk |
-
2000
- 2000-09-21 JP JP2000286236A patent/JP2002092937A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117334A (en) * | 1986-11-05 | 1988-05-21 | Olympus Optical Co Ltd | Optical information reproducing device |
| JPH10334513A (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Test disk |
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