JP3664973B2 - Beam light intensity distribution measuring method and beam light intensity distribution measuring substrate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビーム光強度分布測定方法およびビーム光強度分布測定用基板に関し、特に、光学ヘッドから出力される読取信号(RF信号)に基づき光ビームのスポット径を含むラジアル方向の光強度分布を簡易かつ正確に測定することができるようにしたビーム光強度分布測定方法およびビーム光強度分布測定用基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ビームスポット径の一般的な測定方法としては、ナイフエッジを使用するものがある。
【0003】
この測定方法は、集光されたレーザビームのビームウェストをその光軸に対して垂直に一定速度で移動するナイフエッジで遮っていき、このときナイフエッジを透過してくるレーザビームの光量変化のプロファイルを測定し、その変化量からビームスポット径を求めるというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このナイフエッジを用いる方法によって正確なビームスポット径を測定するには、ナイフエッジがビームウェストの最も細くなる場所を、このレーザビームの光軸に対して正確に垂直に遮る必要がある。
【0005】
また、正確なビームスポット径を算出するためには、ナイフエッジの移動量を正確に測定する必要があり、このため、ナイフエッジを使用する従来の方法では、測定のための労力および時間がかかり、また精度もあまり良くないという問題を抱えていた。
【0006】
さらに、このナイフエッジを用いる方法は、光学ヘッド単体で測定を行なういわゆる静的測定方法であり、静的測定方法でない動的測定方法、つまり光学ヘッドを装置などに搭載した状態でそのスポット径を確認・測定する方法の検討は、あまり行われていない。
【0007】
特に、動的測定方法において、光学ヘッドが射出するレーザビームのラジアル方向のスポット径を測定する方法の検討はほとんど行なわれていない。
【0008】
そこで、この発明は、動的測定方法におけるラジアル方向のレーザビームの光強度分布を簡易かつ正確に測定することができるようにしたビーム光強度分布測定用基盤およびビーム光強度分布測定方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、この発明は、光学ヘッドが光記録媒体上に照射する光ビームの光強度分布を測定するビーム光強度分布測定方法において、前記光ビームのスポット径よりも幅の広い溝が該スポット径よりも広い間隔でスパイラル状に形成された測定用基板を線速一定で回転させるとともに、前記光学ヘッドを前記測定用基板の所定の半径位置に対向する位置に固定して該光学ヘッドから前記測定用基板に光ビームを照射し、該光学ヘッドから得られる読み取り信号の波形に基づいて前記光ビームのラジアル方向の光強度分布を測定することを特徴とする。
【0010】
また、この発明のビーム光強度分布測定方法は、上記構成において、前記読み取り信号の波形を、前記測定用基板の回転速度および前記溝のスパイラル形状とに基づいて解析して前記光ビームのラジアル方向の光強度分布を測定することを特徴とする。
【0011】
また、この発明は、光学ヘッドが光記録媒体上に照射する光ビームの光強度分布を測定するビーム光強度分布測定方法において、前記光ビームのスポット径よりも幅が広い溝が該スポット径よりも広い間隔で同心状に形成された測定用基板に対し、前記光学ヘッドを該測定用媒体の半径方向に一定速度で走査させるとともに、該光学ヘッドから前記測定用基板に光ビームを照射し、前記光学ヘッドから得られる読み取り信号の波形に基づき前記光ビームのラジアル方向の光強度分布を測定することを特徴とする。
【0012】
また、この発明のビーム光強度分布測定用基板は、測定対象の光ビームのスポット径よりも幅の広い溝が該スポット径よりも広い間隔でスパイラル状に形成されていることを特徴とする。
【0013】
また、この発明のビーム光強度分布測定用基板は、測定対象の光ビームのスポット径よりも幅の広い溝が該スポット径よりも広い間隔で同心円状に形成されていることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わるビーム光強度分布測定方法の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0015】
なお、測定対象の光ビームとして、CDおよびCD−Rの記録再生に用いる光ビームを例に説明する。
【0016】
(実施例1)
図1は、この発明に係る測定用ディスクの一例を示す図である。
【0017】
図1(a)において、測定用ディスク1は、通常のCD、CD−R等の光ディスクと同じく、直径120mm、厚み1.2mm程度の円盤状の透光性基板11を有し、この透光性基板11の表面全体に反射膜12をコーティングして形成される。
【0018】
透光性基板11の反射膜12との界面上には、図1(b)に示すように、溝2が、測定対象のレーザ光の波長の1/4程度の深さで、予想されるスポット径よりも幅広に、かつ、隣接する溝との間を予想されるスポット径よりも広くとったスパイラル状に形成されている。
【0019】
図2は、測定用ディスク1を用いて、一般的な光ディスク記録再生装置に設置された光学ヘッドが照射する光ビームのラジアル方向のスポット径および光強度分布の測定方法を説明するフローチャートである。
【0020】
光ディスク記録再生装置に測定用ディスク1が挿入されると、光ディスク記録再生装置は、光学ヘッドを測定用ディスク1の直下に移動し(ステップ101)、光ビームが測定用ディスク1の面に対して垂直になり、かつ、該測定用ディスク1の所定の半径位置に対向する位置に、当該光学ヘッドを固定する。
【0021】
続いて、測定用ディスク1を線速一定で回転させ(ステップ102)、光ビームを照射する(ステップ103)。
【0022】
このとき、光学ヘッドは、測定用ディスク1の所定の半径位置に対向する位置に固定され、対物レンズを含むフォーカス制御機構だけを作動させて当該光学ヘッドから照射される光ビームのビームスポットが測定用ディスク1の透光性基板11と反射膜12との界面に形成されるよう制御される。
【0023】
このような制御によって、光学ヘッドが射出する光ビームは、測定用ディスク1の表面上を図1(b)に破線で示すような円を画いて線速一定で走査する。したがって、そのビームスポットは、測定用ディスク1が1回転する間に、測定用ディスク1上に形成された溝2を1本分横切る。
【0024】
ここで、溝2は、予想されるスポット径よりも幅広に形成されているので、溝2の中では全反射が起こり、その戻り光の光強度は、ランド(溝と溝の間)を照射したときの戻り光の光強度に等しい。
【0025】
したがって、測定用ディスク1が1回転する間に当該光ビームにより読み取られた読取信号は、図3に示すような波形を示す。
【0026】
なお、図3に示す読取信号の波形において、矢印で示すa〜hの部分は、図1(b)に示した測定用ディスク1上a〜hの部分に位置するビームスポットからの戻り光に対応する読取信号である。
【0027】
ここで、光ビームは線速一定で測定用ディスク1上を走査するので、図3に示す波形の時間軸を測定用ディスク1上の距離に換算することができる。
【0028】
したがって、当該光ビームの線速と溝2のスパイラル形状とから、図3に示す読み取り信号波形を解析することにより、光ビームのビームスポットのラジアル方向のスポット径および光強度分布を求めることができる(ステップ104)。
【0029】
なお、測定用ディスク1の半径に対して光学ヘッドの位置を種々に変え、種々の半径位置で上記の方法により読み取られた読取信号の平均を用いてビームスポット径および光強度分布を求めても良い。
【0030】
(実施例2)
図3は、この発明に係る測定用ディスクの一例を示す図である。
【0031】
図3(a)において、測定用ディスク1は、通常のCD、CD−R等の光ディスクと同じく、直径120mm、厚み1.2mm程度の円盤状の透光性基板11を有し、この透光性基板11の表面全体に反射膜12をコーティングして形成される。
【0032】
透光性基板11の反射膜12との界面状には、図3(b)に示すように、複数本の溝2が、測定対象のレーザ光の波長の1/4程度の深さで、予想されるスポット形よりも十分に幅広に、かつ、隣接する溝との間を予想されるスポット形よりも十分に広くとった同心円状に形成されている。
【0033】
図4は、測定用ディスク1を用いて、一般的な光ディスク記録再生装置が具備する光学ヘッドが照射する光ビームのラジアル方向のスポット径および光強度分布の測定方法を説明するフローチャートである。
【0034】
図4において、まず、光ディスク記録再生装置に測定用ディスク1が挿入されると、光学ヘッドを測定用ディスク1の所定の測定初期位置の直下に移動する(ステップ201)。ここで、所定の測定初期位置とは、測定用ディスク1の最外周部等、適当に設定された位置である。
【0035】
なお、光学ヘッドは、射出する光ビームが測定用ディスク1の面に対して垂直になるよう制御される。
【0036】
続いて、測定用ディスク1を回転させずに固定したまま、光学ヘッドを当該測定用ディスク1の半径上を一定速度で移動させ、光ビームを照射する(ステップ202)。
【0037】
このとき、光学ヘッドは、対物レンズを含むフォーカス制御機構だけを作動させて当該光学ヘッドから照射される光ビームのビームスポットが測定用ディスク1の透光性基板11と反射膜12との界面に形成されるよう制御される。
【0038】
このような制御によって、光学ヘッドが射出する光ビームは、図4に点線で示すように、測定用ディスク1の半径方向に同心円状の溝2を横切るように一定速度で走査する。
【0039】
ここで、溝2は、予想されるスポット径よりも幅広に形成されているので、溝2の中では全反射が起こり、その戻り光の光強度は、ランド(溝と溝の間)を照射したときの戻り光の光強度に等しい。
【0040】
したがって、光学ヘッドが測定用ディスク1の半径上を移動する間に当該光ビームにより読み取られた読取信号は、図6に示すような波形を示す。
【0041】
測定用ディスク1上を走査する光ビームの線速が一定であることから、図6に示す読取信号波形の時間軸を測定用ディスク1上の距離に換算することができ、この読取信号波形は、当該ビームスポットのラジアル方向の光強度分布に対応する。
【0042】
すなわち、この読取信号波形から光ビームののラジアル方向の光強度分布を求めることができる。
【0043】
また、読取信号波形において、ボトム値の1/e2の値を持つ2点を検出し、この2点間の時間をt、光ビームの走査速度をv(一定)とすると、この読取信号を読み取ったビームスポットのラジアル方向の有効スポット径slは、
sl=v×t
として求めることができる。
【0044】
このように、読取信号波形を解析することによって、ビームスポットのラジアル方向のスポット径および光強度分布が得られる(ステップ203)。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、通常の光ディスクと同じ形状をしたビーム光強度分布測定用基板を用い、当該ビーム光強度分布測定用基板から得られる読取信号を用いてビームスポットの光強度分布および径を求めるので、光学ヘッドを装置などに搭載した状態で当該光学ヘッドのラジアル方向のビーム光強度分布およびビームスポット径を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るビーム光強度分布測定に用いられる基板の一例を示す図である。
【図2】ビーム光強度分布測定方法の一例を説明するフローチャートである。
【図3】この発明に係るビーム光強度分布測定に用いられる基板の一例を示す図である。
【図4】この発明に係るビーム光強度分布測定に用いられる基板の一例を示す図である。
【図5】ビーム光強度分布測定方法の一例を説明するフローチャートである。
【図6】この発明に係るビーム光強度分布測定に用いられる基板の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 測定用ディスク
11 透光性基板
12 反射膜
2 溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam light intensity distribution measurement method and a beam light intensity distribution measurement substrate, and more particularly to a radial light intensity distribution including a spot diameter of a light beam based on a read signal (RF signal) output from an optical head. The present invention relates to a beam light intensity distribution measuring method and a beam light intensity distribution measuring substrate which can be measured easily and accurately.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a general measuring method of the beam spot diameter, there is a method using a knife edge.
[0003]
In this measurement method, the beam waist of the focused laser beam is blocked by a knife edge that moves perpendicularly to the optical axis at a constant speed. At this time, the change in the amount of light of the laser beam that passes through the knife edge is changed. The profile is measured, and the beam spot diameter is obtained from the amount of change.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to accurately measure the beam spot diameter by the method using the knife edge, it is necessary to block the position where the knife edge is the thinnest of the beam waist exactly perpendicular to the optical axis of the laser beam.
[0005]
In addition, in order to calculate an accurate beam spot diameter, it is necessary to accurately measure the amount of movement of the knife edge. For this reason, the conventional method using the knife edge requires labor and time for measurement. Also, the problem was that the accuracy was not so good.
[0006]
Further, the method using the knife edge is a so-called static measurement method in which the optical head is measured alone, and is a dynamic measurement method that is not a static measurement method, that is, the spot diameter is set with the optical head mounted on an apparatus or the like. There have been few studies on methods of confirmation and measurement.
[0007]
In particular, in the dynamic measurement method, a method for measuring the spot diameter in the radial direction of the laser beam emitted from the optical head is hardly studied.
[0008]
Therefore, the present invention provides a beam light intensity distribution measurement base and a beam light intensity distribution measurement method capable of easily and accurately measuring the light intensity distribution of the laser beam in the radial direction in the dynamic measurement method. For the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a beam light intensity distribution measuring method for measuring a light intensity distribution of a light beam irradiated on an optical recording medium by an optical head, which is wider than the spot diameter of the light beam. The measurement substrate in which the grooves are spirally formed at intervals wider than the spot diameter is rotated at a constant linear velocity, and the optical head is fixed at a position facing a predetermined radial position of the measurement substrate. The optical substrate is irradiated with a light beam from the optical head, and the light intensity distribution in the radial direction of the light beam is measured based on the waveform of a read signal obtained from the optical head.
[0010]
Further, in the beam light intensity distribution measuring method of the present invention, in the above-described configuration, the waveform of the read signal is analyzed based on the rotation speed of the measurement substrate and the spiral shape of the groove, and the radial direction of the light beam The light intensity distribution is measured.
[0011]
According to the present invention, in the beam light intensity distribution measuring method for measuring the light intensity distribution of the light beam irradiated on the optical recording medium by the optical head, a groove having a width wider than the spot diameter of the light beam is larger than the spot diameter. The optical head is scanned at a constant speed in the radial direction of the measurement medium with respect to the measurement substrate formed concentrically at a wide interval, and the optical substrate is irradiated with a light beam from the optical head, A light intensity distribution in the radial direction of the light beam is measured based on a waveform of a read signal obtained from the optical head.
[0012]
The beam light intensity distribution measuring substrate according to the present invention is characterized in that grooves having a width wider than the spot diameter of the light beam to be measured are formed in a spiral shape at intervals wider than the spot diameter.
[0013]
Further, the beam light intensity distribution measuring substrate of the present invention is characterized in that grooves having a width wider than the spot diameter of the light beam to be measured are formed concentrically at intervals wider than the spot diameter.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a beam light intensity distribution measuring method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
In the following description, a light beam used for recording / reproduction of CD and CD-R will be described as an example of the light beam to be measured.
[0016]
(Example 1)
FIG. 1 is a view showing an example of a measuring disk according to the present invention.
[0017]
In FIG. 1A, a measurement disk 1 has a disc-shaped
[0018]
On the interface of the
[0019]
FIG. 2 is a flowchart for explaining a method for measuring the radial spot diameter and light intensity distribution of a light beam irradiated by an optical head installed in a general optical disk recording / reproducing apparatus using the measurement disk 1.
[0020]
When the measuring disk 1 is inserted into the optical disk recording / reproducing apparatus, the optical disk recording / reproducing apparatus moves the optical head directly below the measuring disk 1 (step 101), and the light beam is moved with respect to the surface of the measuring disk 1. The optical head is fixed at a position that is vertical and faces a predetermined radial position of the measurement disk 1.
[0021]
Subsequently, the measuring disk 1 is rotated at a constant linear velocity (step 102), and the light beam is irradiated (step 103).
[0022]
At this time, the optical head is fixed at a position facing a predetermined radial position of the measuring disk 1, and only the focus control mechanism including the objective lens is operated to measure the beam spot of the light beam emitted from the optical head. It is controlled to be formed at the interface between the
[0023]
By such control, the light beam emitted from the optical head scans on the surface of the measuring disk 1 with a constant linear velocity by drawing a circle as shown by a broken line in FIG. Therefore, the beam spot crosses one groove 2 formed on the measuring disk 1 during one rotation of the measuring disk 1.
[0024]
Here, since the groove 2 is formed wider than the expected spot diameter, total reflection occurs in the groove 2, and the light intensity of the return light irradiates the land (between the grooves). Is equal to the light intensity of the return light.
[0025]
Therefore, the read signal read by the light beam while the measuring disk 1 makes one rotation shows a waveform as shown in FIG.
[0026]
In the waveform of the read signal shown in FIG. 3, the portions a to h indicated by arrows are the return lights from the beam spots located at the portions a to h on the measurement disk 1 shown in FIG. Corresponding read signal.
[0027]
Here, since the light beam scans on the measurement disk 1 at a constant linear velocity, the time axis of the waveform shown in FIG. 3 can be converted into a distance on the measurement disk 1.
[0028]
Therefore, by analyzing the read signal waveform shown in FIG. 3 from the linear velocity of the light beam and the spiral shape of the groove 2, the radial spot diameter and light intensity distribution of the beam spot of the light beam can be obtained. (Step 104).
[0029]
It should be noted that the beam spot diameter and the light intensity distribution can be obtained by changing the position of the optical head with respect to the radius of the measuring disk 1 and using the average of the read signals read by the above method at various radial positions. good.
[0030]
(Example 2)
FIG. 3 is a view showing an example of a measuring disk according to the present invention.
[0031]
In FIG. 3A, a measuring disk 1 has a disc-shaped
[0032]
As shown in FIG. 3B, the groove 2 has a depth of about 1/4 of the wavelength of the laser beam to be measured, as shown in FIG. It is formed in a concentric shape that is sufficiently wider than the expected spot shape and sufficiently wider than the expected spot shape between adjacent grooves.
[0033]
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of measuring the radial spot diameter and light intensity distribution of a light beam emitted from an optical head provided in a general optical disk recording / reproducing apparatus using the measurement disk 1.
[0034]
In FIG. 4, first, when the measurement disk 1 is inserted into the optical disk recording / reproducing apparatus, the optical head is moved directly below a predetermined initial measurement position of the measurement disk 1 (step 201). Here, the predetermined initial measurement position is an appropriately set position such as the outermost peripheral portion of the measurement disk 1.
[0035]
The optical head is controlled so that the emitted light beam is perpendicular to the surface of the measurement disk 1.
[0036]
Subsequently, with the measurement disk 1 fixed without rotating, the optical head is moved on the radius of the measurement disk 1 at a constant speed to irradiate the light beam (step 202).
[0037]
At this time, the optical head operates only the focus control mechanism including the objective lens so that the beam spot of the light beam emitted from the optical head is at the interface between the
[0038]
By such control, the light beam emitted from the optical head is scanned at a constant speed so as to cross the concentric groove 2 in the radial direction of the measurement disk 1 as indicated by a dotted line in FIG.
[0039]
Here, since the groove 2 is formed wider than the expected spot diameter, total reflection occurs in the groove 2, and the light intensity of the return light irradiates the land (between the grooves). Is equal to the light intensity of the return light.
[0040]
Therefore, the read signal read by the light beam while the optical head moves on the radius of the measurement disk 1 has a waveform as shown in FIG.
[0041]
Since the linear velocity of the light beam scanned on the measurement disk 1 is constant, the time axis of the read signal waveform shown in FIG. 6 can be converted into the distance on the measurement disk 1, and this read signal waveform is This corresponds to the light intensity distribution in the radial direction of the beam spot.
[0042]
That is, the light intensity distribution in the radial direction of the light beam can be obtained from the read signal waveform.
[0043]
Further, if two points having a value of 1 / e 2 of the bottom value are detected in the read signal waveform, the time between the two points is t, and the scanning speed of the light beam is v (constant), the read signal is The effective spot diameter sl in the radial direction of the read beam spot is
sl = v × t
Can be obtained as
[0044]
Thus, by analyzing the read signal waveform, the radial spot diameter and light intensity distribution of the beam spot can be obtained (step 203).
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a beam spot intensity measurement substrate having the same shape as a normal optical disk is used, and a beam spot light is obtained using a read signal obtained from the beam intensity distribution measurement substrate. Since the intensity distribution and the diameter are obtained, the radial light beam intensity distribution and the beam spot diameter of the optical head can be detected in a state where the optical head is mounted on an apparatus or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of a substrate used for beam light intensity distribution measurement according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of a beam light intensity distribution measuring method.
FIG. 3 is a view showing an example of a substrate used for beam light intensity distribution measurement according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing an example of a substrate used for beam light intensity distribution measurement according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a beam light intensity distribution measurement method.
FIG. 6 is a view showing an example of a substrate used for beam light intensity distribution measurement according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記光ビームのスポット径よりも幅の広い溝が該スポット径よりも広い間隔でスパイラル状に形成された測定用基板を線速一定で回転させるとともに、
前記光学ヘッドを前記測定用基板の所定の半径位置に対向する位置に固定して該光学ヘッドから前記測定用基板に光ビームを照射し、
該光学ヘッドから得られる読み取り信号の波形に基づいて前記光ビームのラジアル方向の光強度分布を測定する
ことを特徴とするビーム光強度分布測定方法。In a light intensity distribution measuring method for measuring a light intensity distribution of a light beam irradiated on an optical recording medium by an optical head,
While rotating the measurement substrate formed in a spiral shape with a groove wider than the spot diameter of the light beam at an interval wider than the spot diameter,
The optical head is fixed at a position facing a predetermined radial position of the measurement substrate, and the measurement head is irradiated with a light beam from the optical head,
A beam light intensity distribution measuring method, comprising: measuring a light intensity distribution in a radial direction of the light beam based on a waveform of a read signal obtained from the optical head.
ことを特徴とする請求項1記載のビーム光強度分布測定方法。The light intensity distribution in the radial direction of the light beam is measured by analyzing a waveform of the read signal based on a rotation speed of the measurement substrate and a spiral shape of the groove. Beam light intensity distribution measurement method.
前記光ビームのスポット径よりも幅が広い溝が該スポット径よりも広い間隔で同心状に形成された測定用基板に対し、前記光学ヘッドを該測定用媒体の半径方向に一定速度で走査させるとともに、
該光学ヘッドから前記測定用基板に光ビームを照射し、
前記光学ヘッドから得られる読み取り信号の波形に基づき前記光ビームのラジアル方向の光強度分布を測定する
ことを特徴とするビーム光強度分布測定方法。In a light intensity distribution measuring method for measuring a light intensity distribution of a light beam irradiated on an optical recording medium by an optical head,
The optical head is scanned at a constant speed in the radial direction of the measurement medium with respect to a measurement substrate in which grooves wider than the spot diameter of the light beam are formed concentrically at intervals wider than the spot diameter. With
Irradiating the measurement substrate with a light beam from the optical head,
A beam light intensity distribution measuring method, comprising: measuring a light intensity distribution in a radial direction of the light beam based on a waveform of a read signal obtained from the optical head.
ことを特徴とするビーム光強度分布測定用基板。A substrate for measuring a light beam intensity distribution, wherein grooves having a width wider than the spot diameter of a light beam to be measured are formed in a spiral shape at intervals wider than the spot diameter.
ことを特徴とするビーム光強度分布測定用基板。A beam light intensity distribution measurement substrate, wherein grooves wider than the spot diameter of the light beam to be measured are formed concentrically at intervals wider than the spot diameter.
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