(57)【要約】【課題】被測定光の測定を短時間で精度よく行うことはできない。【解決手段】被測定物から出射する被測定光を、平行光に変換する収差測定用対物レンズと、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記被測定光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出する平行度検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記被測定光の波面収差を検出する波面収差検出手段とを有する。【選択図】  図１
2004271365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物から出射する被測定光を、平行光に変換する収差測定用対物レンズと、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記被測定光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出する平行度検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記被測定光の波面収差を検出する波面収差検出手段とを有することを特徴とする収差測定装置。
【請求項２】
前記光軸傾き検出手段とは異なる検出感度をもつ光軸傾き検出手段を、さらに１つ以上有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項３】
前記平行度検出手段とは異なる検出感度をもつ平行度検出手段を、さらに１つ以上有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項４】
前記光軸傾き検出手段は、レンズと、受光素子とを有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項５】
前記受光素子はフォトダイオードである請求項４記載の収差測定装置。
【請求項６】
前記平行度検出手段は、レンズと、受光素子とを有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項７】
前記平行度検出手段は、レンズと、ピンホールと、フォトダイオードとを有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項８】
前記平行度検出手段は、プリズムと、受光素子とを有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項９】
前記平行度検出手段は、ホログラムと、受光素子とを有する請求項１記載の収差測定装置。
【請求項１０】
前記被測定光は、光情報記録装置に用いられる、光ヘッドの出射光である請求項１記載の収差測定装置。
【請求項１１】
被測定物から出射する被測定光を、平行光に変換する収差測定用対物レンズと、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記被測定光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出する平行度検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記被測定光の波面収差を検出する波面収差検出手段とを有することを特徴とする収差測定装置を用いた収差測定方法であって、
前記光軸傾き検出手段により検出された、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の、前記波面収差検出手段の光軸に対する光軸傾きが、前記波面収差検出手段の光軸と一致するように前記被測定物の位置調整を行い、
前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記収差測定用対物レンズ調整手段を用いて前記被測定光の光軸方向に位置調整を行う収差測定方法。
【請求項１２】
前記被測定光は、光情報記録装置に用いられる、光ヘッドの出射光である請求項１１記載の収差測定方法。
【請求項１３】
レーザー光源と、対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、受光素子とを有する光ヘッドを組立調整する光ヘッド組立調整装置であって、
前記光ヘッドからの出射光を平行光に変換する収差測定用対物レンズと、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記光ヘッドからの出射光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出する平行度検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記光ヘッドからの出射光の波面収差を検出する波面収差検出手段と、
前記波面収差を低減する方向に、前記対物レンズアクチュエータの位置調整を行う対物レンズアクチュエータ調整手段とを有することを特徴とする光ヘッド組立調整装置。
【請求項１４】
前記光軸傾き検出手段とは異なる検出感度をもつ光軸傾き検出手段を、さらに１つ以上有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項１５】
前記平行度検出手段とは異なる検出感度をもつ平行度検出手段を、さらに１つ以上有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項１６】
前記光軸傾き検出手段は、レンズと、受光素子からなる請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項１７】
前記受光素子はフォトダイオードである請求項１６記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項１８】
前記平行度検出手段は、レンズと、受光素子とを有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項１９】
前記平行度検出手段は、レンズと、ピンホールと、フォトダイオードとを有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項２０】
前記平行度検出手段は、プリズムと、受光素子とを有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項２１】
前記平行度検出手段は、ホログラムと、受光素子とを有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項２２】
前記光ヘッドは、複数のそれぞれ異なる波長のレーザー光源を有し、少なくとも２つ以上の波長における前記光ヘッドの前記光軸傾きを検出する、それぞれの波長に対応した前記傾き検出手段を有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項２３】
前記光ヘッドは、複数のそれぞれ異なる波長のレーザー光源を有し、少なくとも２つ以上の波長における前記光ヘッドの前記平行度を検出する、それぞれの波長に対応した前記平行度検出手段を有する請求項１３記載の光ヘッド組立調整装置。
【請求項２４】
レーザー光源と、対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、受光素子とを有する光ヘッドを組立調整する光ヘッド組立調整装置であって、
前記光ヘッドからの出射光を平行光に変換する収差測定用対物レンズと、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記光ヘッドからの出射光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出する平行度検出手段と、
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記光ヘッドからの出射光の波面収差を検出する波面収差検出手段と、
前記波面収差を低減する方向に、前記対物レンズアクチュエータの位置調整を行う対物レンズアクチュエータ調整手段とを有することを特徴とする光ヘッド組立調整装置を用いた光ヘッド組立調整方法であって、
前記光軸傾き検出手段により検出された、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の、前記波面収差検出手段の光軸に対する光軸傾きが、前記波面収差検出手段の光軸と一致するように前記光ヘッドの位置調整する第１の工程と、
前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記収差測定用対物レンズ調整手段を用いて前記波面収差検出手段の光軸方向に位置調整する第２の工程と、
前記波面収差検出手段により検出された、前記光ヘッドの出射光のコマ収差量を減少する方向に、前記アクチュエータの傾きを調整する第３の工程とを有する光ヘッド組立調整方法。
【請求項２５】
前記第１の工程と、前記第２の工程と、前記第３の工程を少なくとも１回以上行う請求項２４記載の光ヘッド組立調整方法。
【請求項２６】
前記光ヘッドはさらに、前記光ヘッドの前記レーザー光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズを有するものであって、
前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記コリメータレンズを、前記コリメータの光軸方向に、コリメータレンズ調整手段を用いて調整する工程をさらに含む請求項２４記載の光ヘッド組立調整方法。
【請求項２７】
前記光ヘッドはさらに、前記レーザー光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズ、および、前記平行光の光軸に対する垂直方向の光強度分布を円形に変換するビーム整形光学素子を有するものであって、
前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が円形の平行光となるように、前記コリメータレンズと前記ビーム整形光学素子の間隔を、コリメータレンズ調整手段を用いて前記波面収差検出手段の光軸方向に調整する工程をさらに含む請求項２４記載の光ヘッド組立調整方法。
【請求項２８】
前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の前記光軸傾きの調整と、前記平行度の調整は、情報処理装置および前記対物レンズアクチュエータ調整手段と、前記収差測定用対物レンズ調整手段により自動的に行われる請求項２４記載の光ヘッド組立調整方法。
【請求項２９】
前記光ヘッドを構成する前記コリメータレンズの調整、および、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の前記平行度の調整は、情報処理装置および前記収差測定用対物レンズ調整手段と、前記コリメータレンズ調整手段により自動的に行われる請求項２６または２７記載の光ヘッド組立調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子の透過光、反射光などの波面収差の測定に利用される収差測定装置、この収差測定装置を用いた収差測定方法、光ヘッド組立調整装置、この光ヘッド組立装置を用いた光ヘッド組立調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６はマッハツェンダ干渉計を用いた収差測定装置であり、被測定物として、光ヘッドの測定方法を示す。マッハツェンダ干渉計は例えば非特許文献１に記載されているものである。
【０００３】
同図に示す光ヘッド１２３から発した収束光を、ガラス基板１１８を透過させた後、収差測定用対物レンズ１１７で平行光１２４に変換し、マッハツェンダ干渉計１０１に入射させる。マッハツェンダ干渉計１０１に入射した光は、ビームスプリッタ１０７により分割され、分割された一方の光束は、反射ミラー１０２により反射され、集光レンズ１０３と、ピンホール１０４、レンズ１０５を通過することにより、収差のない参照光１２６に変換される。
【０００４】
この場合、参照光１２６を得るために、結像レンズ１１３をレンズ１１２に入れ替え、オートコリメータを構成し、平行光１２４の光軸傾きを検出し、参照光１２６が生じるように、光ヘッド１２３を、光ヘッド１２３の出射光軸に対し垂直方向へ位置調整する。参照光が得られた後に、再び、レンズ１１２を結像レンズ１１３に入れ替える。
【０００５】
またビームスプリッタ１０７で分割された他方の光束は、集光レンズ１０８と、レンズ１０９を透過し、位相シフタ１１０で反射した後、ビームスプリッタ１０６で参照光１２６と合波され、結像レンズ１１３により受光素子１１１の受光部に参照光１２６と測定光１２５の重なった像を読む。この重なった像で干渉が現れるように、収差測定用対物レンズ１１７の焦点あわせを行う。次に、位相シフタ１１０により干渉パターンに強度変調を与え、受光素子１１１により検出された干渉パターンの強度分布を情報処理手段１１５により所定の数値演算を行うことにより光ヘッド１２３の出射光の波面収差を得る。
【０００６】
【非特許文献１】
田幸敏治、辻内順平、南茂夫著  朝倉書店発行（１９８１年７月）
「光学的測定ハンドブック」（Ｐ２２９）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマッハツェンダ干渉計を用いた収差測定装置での光ヘッドの測定方法では、オートコリメータにより光ヘッド１２３の出射光軸に対する垂直方向の位置調整を行い、さらに、干渉パターンを観測しながら、収差測定用対物レンズ１１７の焦点あわせを慎重に行わなければならず、光ヘッドの測定を短時間で精度よく行うことはできない。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するもので、波面収差を簡単に高精度に測定する収差測定装置、この収差測定装置を用いた収差測定方法、光ヘッド組立調整装置およびこの光ヘッド組立調整装置を用いた光ヘッド調整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】
本発明の収差測定装置は、被測定物から出射する被測定光を、平行光に変換する収差測定用対物レンズと、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記被測定光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出する平行度検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記被測定光の波面収差を検出する波面収差検出手段とを有することを特徴とする収差測定装置である。これにより、例えば、収差の測定を短時間に高精度に行うことができる。
【００１０】
また、前記光軸傾き検出手段とは異なる検出感度をもつ光軸傾き検出手段を、さらに１つ以上有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の光軸傾きを広範囲かつ高精度に検出できる。
【００１１】
また、前記平行度検出手段とは異なる検出感度をもつ平行度検出手段を、さらに１つ以上有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の平行度を広範囲かつ高精度に検出できる。
【００１２】
また、前記光軸傾き検出手段は、レンズと、受光素子とを有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の光軸傾き調整を高精度に行うことができる。
【００１３】
また、前記受光素子はフォトダイオードとしてもよい。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００１４】
また、前記平行度検出手段は、レンズと、受光素子とを有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００１５】
また、前記平行度検出手段は、レンズと、ピンホールと、フォトダイオードとを有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の平行度を広範囲かつ高精度に行うことができる。
【００１６】
また、前記平行度検出手段は、プリズムと、受光素子とを有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００１７】
また、前記平行度検出手段は、ホログラムと、受光素子とを有するように構成しても良い。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００１８】
また、前記被測定光は、光情報記録装置に用いられる、光ヘッドの出射光としてもよい。これにより、例えば、光ヘッド出射光の波面収差を高精度に測定できる。
【００１９】
また、本発明の収差測定方法は、被測定物から出射する被測定光を、平行光に変換する収差測定用対物レンズと、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記被測定光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出する平行度検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の一部を受け、前記被測定光の波面収差を検出する波面収差検出手段とを有することを特徴とする収差測定装置を用いた収差測定方法であって、前記光軸傾き検出手段により検出された、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の、前記波面収差検出手段の光軸に対する光軸傾きが、前記波面収差検出手段の光軸と一致するように前記被測定光の位置調整を行い、前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記被測定光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記収差測定用対物レンズ調整手段を用いて前記被測定光の光軸方向に位置調整を行う収差測定方法である。これにより、例えば、被測定光の収差測定を簡単な手順で短時間に行うことができる。
【００２０】
また、前記被測定光は、光情報記録装置に用いられる、光ヘッドの出射光としてもよい。これにより、例えば、光ヘッド出射光の波面収差を容易に測定できる。
【００２１】
本発明の光ヘッド組立調整装置は、レーザー光源と、対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、受光素子とを有する光ヘッドを組立調整する光ヘッド組立調整装置であって、前記光ヘッドからの出射光を平行光に変換する収差測定用対物レンズと、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記光ヘッドからの出射光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出する平行度検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記光ヘッドからの出射光の波面収差を検出する波面収差検出手段と、前記波面収差を低減する方向に、前記対物レンズアクチュエータの位置調整を行う対物レンズアクチュエータ調整手段とを有することを特徴とする。これにより、例えば、光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータの組立調整を短時間に高精度に行うことができる。
【００２２】
また、前記光軸傾き検出手段とは異なる検出感度をもつ光軸傾き検出手段を、さらに１つ以上有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の光軸傾きを広範囲かつ高精度に検出できる。
【００２３】
また、前記平行度検出手段とは異なる検出感度をもつ平行度検出手段を、さらに１つ以上有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の光軸傾きを広範囲かつ高精度に検出できる。
【００２４】
また、前記光軸傾き検出手段は、レンズと、受光素子とを有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の光軸傾き調整を高精度に行うことができる。
【００２５】
また、前記受光素子はフォトダイオードとしてもよい。これにより、例えば、前記平行光の光軸傾き調整を高精度に行うことができる。
【００２６】
また、前記平行度検出手段は、レンズと、受光素子とを有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００２７】
また、前記平行度検出手段は、レンズと、ピンホールと、フォトダイオードとを有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の平行度を広範囲かつ高精度に行うことができる。
【００２８】
また、前記平行度検出手段は、プリズムと、受光素子とを有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００２９】
また、前記平行度検出手段は、ホログラムと、受光素子とを有する構成としてもよい。これにより、例えば、前記平行光の平行度を高精度に調整できる。
【００３０】
また、前記光ヘッドは、複数のそれぞれ異なる波長のレーザー光源を有し、少なくとも２つ以上の波長における前記光ヘッドの前記光軸傾きを検出する、それぞれの波長に対応した前記傾き検出手段を有する構成としてもよい。これにより、例えば、複数の光源を有する光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータの組立調整を短時間に高精度に行うことができる。
【００３１】
また、前記光ヘッドは、複数のそれぞれ異なる波長のレーザー光源を有し、少なくとも２つ以上の波長における前記光ヘッドの前記平行度を検出する、それぞれの波長に対応した前記平行度検出手段を有する構成としてもよい。これにより、例えば、複数の光源を有する光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータの組立調整を短時間に高精度に行うことができる。
【００３２】
本発明の光ヘッド組立調整方法は、レーザー光源と、対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、受光素子とを有する光ヘッドを組立調整する光ヘッド組立調整装置であって、前記光ヘッドからの出射光を平行光に変換する収差測定用対物レンズと、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記光ヘッドからの出射光の光軸方向に位置調整する収差測定用対物レンズ調整手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出する平行度検出手段と、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の一部を受け、前記光ヘッドからの出射光の波面収差を検出する波面収差検出手段と、前記波面収差を低減する方向に、前記対物レンズアクチュエータの位置調整を行う対物レンズアクチュエータ調整手段とを有することを特徴とする光ヘッド組立調整装置を用いた光ヘッド組立調整方法であって、前記光軸傾き検出手段により検出された、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の、前記波面収差検出手段の光軸に対する光軸傾きが、前記波面収差検出手段の光軸と一致するように前記光ヘッドの位置調整する第１の工程と、前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記収差測定用対物レンズを、前記収差測定用対物レンズ調整手段を用いて前記波面収差検出手段の光軸方向に位置調整する第２の工程と、前記波面収差検出手段により検出された、前記光ヘッドの出射光のコマ収差量を減少する方向に、前記アクチュエータの傾きを調整する第３の工程とを有する光ヘッド組立調整方法である。これにより、例えば、光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータの組立調整を簡単な手順で高精度に行うことができる。
【００３３】
また、前記第１の工程と、前記第２の工程と、前記第３の工程を少なくとも１回以上行うようにしてもよい。これにより、例えば、光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータの組立調整をさらに高精度に行うことができる。
【００３４】
また、前記光ヘッドはさらに、前記光ヘッドの前記レーザー光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズを有するものであって、前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が平行光となるように、前記コリメータレンズを、前記コリメータの光軸方向に、コリメータレンズ調整手段を用いて調整する工程をさらに含むようにしてもよい。これにより、例えば、光ヘッドにおけるコリメータレンズの組立調整を短時間に高精度に行うことができる。
【００３５】
また、前記光ヘッドはさらに、前記レーザー光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズ、および、前記平行光の光軸に対する垂直方向の光強度分布を円形に変換するビーム整形光学素子を有するものであって、前記平行度検出手段により、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の平行度を検出し、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光が円形の平行光となるように、前記コリメータレンズと前記ビーム整形光学素子の間隔を、コリメータレンズ調整手段を用いて前記波面収差検出手段の光軸方向に調整する工程をさらに含むようにしてもよい。これにより、例えば、光ヘッドにおけるコリメータレンズの組立調整を短時間に高精度に行うことができる。
【００３６】
また、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の前記光軸傾きの調整と、前記平行度の調整は、情報処理装置および前記対物レンズアクチュエータ調整手段と、前記収差測定用対物レンズ調整手段により自動的に行われるようにしてもよい。これにより、例えば、光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータの組立調整を短時間に行うことができる。
【００３７】
また、前記光ヘッドを構成する前記コリメータレンズの調整、および、前記収差測定用対物レンズを通過した前記光ヘッドからの出射光の前記平行度の調整は、情報処理装置および前記収差測定用対物レンズ調整手段と、前記コリメータレンズ調整手段により自動的に行われるようにしてもよい。これにより、例えば、光ヘッドにおける光ヘッド対物レンズアクチュエータおよびコリメータレンズの組立調整を短時間に行うことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の収差測定装置、およびこの収差測定装置を用いた収差測定方法を説明するための図であり、ここでは被測定物として光ヘッド３１を用いた例を示す。光ヘッド３１はレーザー光源と、対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、受光素子を有し、同図に示す光ヘッド３１から出射した収束光を、ガラス基板２６を透過させた後、収差測定用対物レンズ２５により平行光（これを収差測定用対物レンズ透過光３２と称す）に変換し、マッハツェンダ干渉計８に入射させる。マッハツェンダ干渉計８に入射した光は、ビームスプリッタ１４により分割され、分割された一方の光束の一部は、さらにビームスプリッタ９で反射され、集光レンズ１０と、ピンホール１１と、レンズ１２を通過することにより、収差のない参照光３４に変換される。
【００３９】
収差測定のために光ヘッド３１を配置した初期状態においては、光ヘッド３１の傾きにより、収差測定用対物レンズ透過光３２の光軸が傾き、集光レンズ１０で集光された光の集光点が、ピンホール１１から外れ、参照光３４が得られないので、参照光３４を得るために、結像レンズ２０をレンズ１９に入れ替え、オートコリメータを構成することにより、収差測定用対物レンズ透過光３２の光軸傾きを検出し、参照光３４が生じるように、光ヘッド３１の出射光軸に対する垂直方向の位置調整を行う。
【００４０】
この場合、光ヘッド３１の傾きは広範囲、たとえば０．２度以上と大きく、さらに調整精度が、たとえば０．０１度以下と非常に高いため、高精度、広範囲の傾きの検出と傾きの微調整および粗調整を行う必要がある。
【００４１】
オートコリメータの調整精度と調整範囲は焦点距離に比例し、相反する関係にあるため、たとえばオートコリメータの調整範囲が広い場合は、光軸傾き検出手段４においてコリメータレンズ６の焦点距離をコリメータレンズ１９の焦点距離よりも長くし、平行光である収差測定用対物レンズ透過光３２の光軸傾きの検出を行う。
【００４２】
さて、ビームスプリッタ１４により分割された他方の光束は、参照光３４と光路長を等しくするために配置された、集光レンズ１５と、レンズ１６を透過し、位相シフタ１７で反射された後、ビームスプリッタ１３で参照光３４と合波され、結像レンズ２０により受光素子１８の受光面に参照光３４と測定光３３の干渉パターンが結像される。
【００４３】
ただし、収差測定のために光ヘッドを配置した初期状態においては、収差測定用対物レンズ２５の焦点が合っておらず、収差測定用対物レンズ透過光３２が発散または収束してしまうため、干渉パターンが現れるように、収差測定用対物レンズ２５の焦点あわせを行う必要がある。光ヘッドにおいて、焦点深度は数ミクロン程度以下であり、干渉縞の目視による収差測定用対物レンズ２５の調整は非常に困難であるため、図１の平行度検出手段１により平行度のずれ量を検出し、収差測定用対物レンズ２５からの出射光が完全に平行となるように収差測定用対物レンズ２５を前記収差測定用対物レンズ２５からの出射光の光軸方向に位置調整し、焦点あわせを行う。
【００４４】
平行度検出手段１はレンズ３と受光素子２とを有し、レンズ３は、収差測定用対物レンズ透過光３２が完全に平行な場合、収差測定用対物レンズ透過光３２が受光素子２の受光面で集光するように配置されている。集光スポットのサイズから収差測定用対物レンズ透過光３２の平行度が検出でき、収差測定用対物レンズ調整手段２７の調整により、収差測定用対物レンズ２５の焦点あわせが行える。焦点が合えば、はっきりと干渉縞が観測され、さらに、位相シフタ１７により干渉パターンに強度変調を与え、受光素子により検出された干渉パターンの強度分布を情報処理手段２２により所定の数値演算を行うことにより光ヘッド３１の出射光の波面収差を得ることが可能となる。
【００４５】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２の光ヘッド調整装置の一例を示す構成図であり、同図に示す光ヘッド３１から出射した収束光を、ガラス基板２６を透過させた後、マッハツェンダ干渉計８に入射させる。マッハツェンダ干渉計８に入射した光は、ビームスプリッタ１４により分割され、分割された一方の光束の一部は、さらにビームスプリッタ９で反射され、集光レンズ１０と、ピンホール１１と、レンズ１２により、収差のない参照光３４に変換される。またビームスプリッタ１４により分割された他方の光束は、参照光３４と光路長を等しくするために配置された、集光レンズ１５と、レンズ１６を透過し、位相シフタ１７で反射された後、ビームスプリッタ１３で参照光３４と合波され、結像レンズ２０により受光素子１８の受光面に参照光３４と測定光３３の干渉パターンが結像される。このとき、位相シフタ１７により干渉パターンに強度変調を与え、受光素子により検出された干渉パターンの強度分布を情報処理手段２２により所定の数値演算を行うことにより光ヘッド３１の出射光の波面収差を得る。
【００４６】
この光ヘッド３１の波面収差より算出されたコマ収差の量が減少する方向に、アクチュエータ調整手段２８により、光ヘッド３１の対物レンズアクチュエータ２９の傾きを調整する。
【００４７】
対物レンズアクチュエータ２９の傾き調整により、収差測定用対物レンズ透過光３２の光軸が傾き、集光レンズ１０で集光された光の集光点が、ピンホール１１から外れてしまい参照光３４が消滅してしまうので、再度、参照光３４を得るために、結像レンズ２０をレンズ１９に入れ替え、オートコリメータを構成することにより、収差測定用対物レンズ透過光３２の光軸傾きを検出し、再度参照光３４が生じるように、光ヘッド３１の出射光軸に対する垂直方向の位置調整を行う。この場合、対物レンズアクチュエータ２９の傾き調整による収差測定用対物レンズ透過光３２の傾きは広範囲、たとえば０．２度以上と大きく、さらに調整精度が、たとえば０．０１度以下と非常に高いため、高精度、広範囲の傾きの検出と傾きの微調整および粗調整を行う必要がある。オートコリメータの調整精度と調整範囲は焦点距離に比例し、相反する関係にあるため、たとえばオートコリメータの調整範囲が広い場合は、光軸傾き検出手段４においてコリメータレンズ６の焦点距離をコリメータレンズ１９の焦点距離よりも長くし、平行光の光軸傾きの検出を行う。
【００４８】
また、対物レンズアクチュエータ２９の傾き調整により収差測定用対物レンズ２５の焦点ずれが生じ、収差測定用対物レンズ透過光３２が発散または収束してしまうため、干渉パターンが現れるように、収差測定用対物レンズ２５の焦点あわせを行う必要がある。光ヘッドにおいて、焦点深度は数ミクロン程度以下であり、干渉縞の目視による収差測定用対物レンズ２５の調整は非常に困難であるため、図２の平行度検出手段１により平行度のずれ量を検出し、焦点あわせを行う。
【００４９】
平行度検出手段１はレンズ３と受光素子２とを有し、レンズ３は、収差測定用対物レンズ透過光３２が完全に平行な（または平行とみなせる）場合、収差測定用対物レンズ透過光３２が受光素子２の受光面で集光するように配置されている。集光スポットのサイズから収差測定用対物レンズ透過光３２の平行度が検出でき、収差測定用対物レンズ調整手段２７の調整により、収差測定用対物レンズ２５の焦点合わせが行える。
【００５０】
光軸傾き調整と、焦点あわせを行うことにより、干渉パターンが受光素子１８の受光面上に結像され、再度、受光素子１８により検出された干渉パターンの強度分布より得られた光ヘッド３１の出射光のコマ収差量が減少する方向に、アクチュエータ調整手段２８により、光ヘッド３１の対物レンズアクチュエータ２９の傾きを調整する。この一連の作業を、光ヘッド３１の出射光のコマ収差量が所定量以下、たとえば０．０２λ以下となるまで繰り返し行うことにより、光ヘッド３１の組立調整を行う。
【００５１】
光ヘッド３１の対物レンズアクチュエータ２９の傾き調整および収差測定用対物レンズ２５は、コマ収差量および平行度検出手段１より検出された信号を前記情報処理手段２２で処理し、自動的にアクチュエータ調整手段２８および収差測定用対物レンズ駆動手段２７を制御し行えば、さらに短時間に光ヘッドの調整を行うことができる。また、複数波長の光源を持つ光ヘッドにおいて、それぞれの波長に対する平行度検出手段および傾き検出手段を別途設ければ、それぞれの波−長に対し光ヘッド３１の調整を行うことができる。
【００５２】
さらに、光ヘッド３１が、レーザー光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズを有する場合、平行度検出手段１により平行度のずれ量を検出し、このずれ量が減少するように、レーザー光源と、コリメータレンズの間隔を調整すれば、コリメータレンズにより発生する球面収差の調整を行うことができる。
【００５３】
また、光ヘッド３１が、さらに、平行光の光軸に対する垂直方向の光強度分布を円形に変換するビーム整形光学素子を有する場合、平行度検出手段１の受光面上での集光光線の強度分布が円形になるよう、コリメータレンズと、ビーム整形光学素子の間隔を調整すれば、コリメータレンズと、ビーム整形光学素子により発生する非点収差の調整を行うことができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図３は実施の形態３の光ヘッド調整装置の一例を示す構成図で、図２における平行度検出手段１と検出感度の異なる第２の平行度検出手段１’を設け、広範囲かつ高精度に平行度検出を行えるように拡張した構成である。第２の平行度検出手段１’は第４の受光素子２’、第６のレンズ３’を有する。平行度検出感度と検出範囲は平行度検出手段に用いているレンズの焦点距離に比例し、相反する関係にあるため両立できず、同図のように複数の平行度検出手段を用いることにより、所望の平行度検出感度と、検出範囲の検出系を構成できる。
【００５５】
また、同様に、複数の光軸傾き検出手段を設け、所望の光軸傾きの検出感度と、検出範囲を得ることにより、さらに高精度な光ヘッドの調整をより短時間で行うことが可能となる。複数の平行度検出手段と複数の光軸傾き検出手段を同時に用いれば、さらに高精度な平行度検出および、光軸傾き検出が行える。その他については実施の形態２と同様である。
【００５６】
（実施の形態４）
図４は実施の形態４の光ヘッド調整装置の一例を示す構成図で、図２における平行度検出手段１と光軸傾き検出手段４における受光素子２、５の代わりに、フォトダイオードを用いた構成である。平行度検出手段１は、集光レンズ３と、ピンホール３６、フォトディテクタ３５で構成され、収差測定用対物レンズ透過光３２が平行光である場合、収差測定用対物レンズ透過光３２はピンホール３６を通過し、フォトディテクタ３５の受光面に集光され、平行度の検出が行えるようにそれぞれの光学素子が配置されている。
【００５７】
光軸傾き検出手段４は、集光レンズ６と、フォトディテクタ３７で構成され、収差測定用対物レンズ透過光３２はフォトディテクタ３７の受光面に集光されるように光学素子が配置されており、収差測定用対物レンズ透過光３２の傾きにより集光された光のフォトディテクタ３７上の集光位置が変化し、フォトディテクタ３７の受光光量が変化し、収差測定用対物レンズ透過光３２の傾きが検出できるように構成されている。その他については実施の形態２と同様である。
【００５８】
（実施の形態５）
図５は実施の形態５の光ヘッド調整装置の一例を示す構成図で、平行度検出手段が、プリズム３８と受光素子で構成されている。プリズム３８により収差測定用対物レンズ透過光３２はわずかに出射角の異なる２つの光束に分離され、これら光束のシアリング干渉による干渉縞より収差測定用対物レンズ透過光３２の平行度を検出する。収差測定用対物レンズ透過光３２の平行度が悪い場合はシアリング干渉による干渉縞に縦縞が生じるため、この縦縞がなくなる方向に収差測定用対物レンズ駆動手段２７を調整すれば高精度な平行度調整が行える。なお、プリズム３２は、収差測定用対物レンズ透過光３２を、わずかに出射角の異なる２つの光束に分離するホログラム素子でも良い。その他については実施の形態２と同様である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子の透過光、反射光などの波面収差や、光情報記録装置における光ヘッドを短時間で高精度に測定可能となる。さらに、光ヘッド対物レンズアクチュエータを単純な手順により短時間で調整できると同時に、前記光ヘッドの出射光が持つ収差を高精度に低減することができるため、良好な集光特性の光ヘッドを高い精度で組み立てることができる。また、前記光ヘッドを用いて光情報記録再生装置を構成すれば、高性能な光情報処理システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る収差測定装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２に係る光ヘッド調整装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３に係る光ヘッド調整装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４に係る光ヘッド調整装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態５に係る光ヘッド調整装置の構成図
【図６】マッハツェンダ干渉計を用いた従来の収差測定装置の構成図
【符号の説明】
１  平行度検出手段
１’  第２の平行度検出手段
２  第１の受光素子
２’  第４の受光素子
３  第１のレンズ
３’  第６のレンズ
４  光軸傾き検出手段
５  第２の受光素子
６  第２のレンズ
７  第１のビームスプリッタ
８  マッハツェンダ干渉計
９  第２のビームスプリッタ
１０  第１の集光レンズ
１１  ピンホール
１２  第３のレンズ
１３  第３のビームスプリッタ
１４  第４のビームスプリッタ
１５  第２の集光レンズ
１６  第４のレンズ
１７  位相シフタ
１８  第３の受光素子
１９  結像レンズ
２０  第５のレンズ
２１  画像処理装置
２２  情報処理手段
２３  位相シフタ制御装置
２４  制御装置
２５  収差測定用対物レンズ
２６  ガラス基板
２７  収差測定用対物レンズ調整手段
２８  アクチュエータ調整手段
２９  アクチュエータ
３０  光ヘッド基台
３１  光ヘッド
３２  収差測定用対物レンズ透過光
３３  測定光
３４  参照光
１０１  マッハツェンダ干渉計
１０２  反射ミラー
１０３  第１の集光レンズ
１０４  ピンホール
１０５  第１のレンズ
１０６  第１のビームスプリッタ
１０７  第２のビームスプリッタ
１０８  第２の集光レンズ
１０９  第２のレンズ
１１０  位相シフタ
１１１  受光素子
１１２  第３のレンズ
１１３  結像レンズ
１１４  画像処理装置
１１５  情報処理装置
１１６  位相シフタ制御装置
１１７  収差測定用対物レンズ
１１８  ガラス基板
１１９  収差測定用対物レンズ調整手段
１２０  アクチュエータ調整手段
１２１  アクチュエータ
１２２  光ヘッド基台
１２３  光ヘッド
１２４  平行光
１２５  測定光
１２６  参照光
【図１】
2004271365.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004271365.tif 000005
【図４】
2004271365.tif 000006
【図５】
2004271365.tif 000007
【図６】
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