(57)【要約】【課題】  複数の透過型光学素子を精度よく芯合わせ可能な光ピックアップ装置及びその調芯方法を得る。【解決手段】  光学パワーの強い対物レンズ１９と光学パワーの弱い回折光学素子１７とをホルダ２１に固定した光学ユニット２０Ａを備えた光ピックアップ装置。回折光学素子１７には軸芯上に芯合わせ用マーク１７ａが形成されており、対物レンズ１９には芯合わせ用マークが形成されていない。対物レンズ１９に対して照明光を当ててその結像スポットを観察し、結像スポットの位置と回折光学素子１７の芯合わせ用マーク１７ａとを光学顕微鏡などで観察しつつ一致させる。【選択図】  図２
2006120259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学パワーの異なる複数の透過型光学素子がホルダに固定されている光ピックアップ装置において、
光学パワーが最も強い素子以外の素子には軸芯を基準とする芯合わせ用マークが形成されており、
光学パワーが最も強い素子には芯合わせ用マークが形成されていないこと、
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光学パワーが最も強い素子がガラス製のレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
光学パワーが最も強い素子以外の素子がプラスチック製の回折光学素子であること特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記芯合わせ用のマークは素子製造時に形成されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記それぞれの透過型光学素子の芯合わせ精度が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記透過型光学素子はそれぞれ軸芯が一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
光学パワーの異なる複数の透過型光学素子がホルダに固定されている光ピックアップ装置の調芯方法において、
光学パワーが最も強い素子による結像スポットと、光学パワーが最も強い素子以外の素子に形成された、軸芯を基準とする芯合わせ用マークとを、観察光学系で観察し、両者の像面上の位置をほぼ一致させることで複数素子を芯合わせすること、
を特徴とする光ピックアップ装置の調芯方法。
【請求項８】
光学パワーが最も強い素子がガラス製のレンズであることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置の調芯方法。
【請求項９】
光学パワーが最も強い素子以外の素子がプラスチック製の回折光学素子であること特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光ピックアップ装置の調芯方法。
【請求項１０】
前記芯合わせ用のマークは素子製造時に形成されたものであることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の光ピックアップ装置の調芯方法。
【請求項１１】
前記それぞれの透過型光学素子の芯合わせ精度が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置の調芯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及びその調芯方法、詳しくは、異なる波長の光を用いて異なる記録媒体への記録／再生を行うことのできる光ピックアップ装置及びその調芯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、異なる記録媒体として、ＣＤとＤＶＤ以外にも次世代ＤＶＤが開発されており、これらの記録媒体への記録／再生が可能な互換性のある光ピックアップ装置が求められている。
【０００３】
特許文献１には、ＤＶＤ及びＣＤの光ディスクの情報を記録／再生できる光ピックアップ装置として、位相制御素子と対物レンズとに芯合わせ用の位置決めマークを形成し、このマークを顕微鏡などで観察しつつ、位相制御素子及び対物レンズを位置調整してホルダに固定することが開示されている。
【０００４】
しかしながら、光学パワーの強い対物レンズはガラスの成形品であり、クリアに観察できる位置合わせ用マークを形成することは難しく、精度よく芯合わせを行うことは困難であった。
【特許文献１】特開２００１−６２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、複数の透過型光学素子を精度よく芯合わせ可能な光ピックアップ装置及びその調芯方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、光学パワーの異なる複数の透過型光学素子がホルダに固定されている光ピックアップ装置において、光学パワーが最も強い素子以外の素子には軸芯を基準とする芯合わせ用マークが形成されており、光学パワーが最も強い素子には芯合わせ用マークが形成されていないことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の調芯方法は、光学パワーの異なる複数の透過型光学素子がホルダに固定されている光ピックアップ装置の調芯方法において、光学パワーが最も強い素子による結像スポットと、光学パワーが最も強い素子以外の素子に形成された、軸芯を基準とする芯合わせ用マークとを、観察光学系で観察し、両者の像面上の位置をほぼ一致させることで複数素子を芯合わせすることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る光ピックアップ装置及びその調芯方法において、光学パワーが最も強い素子がガラス製のレンズであってもよく、あるいは、光学パワーが最も強い素子以外の素子がプラスチック製の回折光学素子であってもよい。また、芯合わせ用のマークは素子製造時に形成されたものであることが好ましい。
【０００９】
光学パワーが最も強い素子は芯合わせ用マークを形成しなくても、光学顕微鏡とＣＣＤカメラなどで構成された観察光学系でその結像スポットを観察することにより、軸芯位置を容易に検出することができる。従って、観察された結像スポットの位置と、光学パワーが最も強い素子以外の素子の芯合わせ用マークとをほぼ一致させることで、複数の透過型光学素子を１０μｍ以下に精度よく芯合わせすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置及びその調芯方法の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施例、図１及び図２参照）
まず、本発明に係る光ピックアップ装置の第１実施例について説明する。この光ピックアップ装置１０Ａは、次世代ＤＶＤ（波長４０５ｎｍ）及びＤＶＤ（波長６５０ｎｍ）に対して互換性を有するものである。
【００１２】
具体的には、図１に示すように、第１及び第２半導体レーザモジュール１１，１２、ビームスプリッタ１４、コリメータレンズ１６、複数の透過型光学素子としての回折光学素子１７及び対物レンズ１９にて構成されている。
【００１３】
第１半導体レーザモジュール１１は半導体レーザ１１ａと光検出器１１ｂとホログラム１１ｃとにより構成され、半導体レーザ１１ａは波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄを放射する。第２半導体レーザモジュール１２は半導体レーザ１２ａと光検出器１２ｂとホログラム１２ｃとにより構成され、半導体レーザ１２ａは波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄを放射する。
【００１４】
半導体レーザ１１ａからは光軸Ｐ上に光ビーム１１ｄが放射され、半導体レーザ１２ａからは光軸Ｐに対して直交方向に光ビーム１２ｄが放射される。これらの光ビーム１１ｄ，１２ｄはビームスプリッタ１４で合成されて光路が光軸Ｐで共通となり、コリメータレンズ１６で平行光に変換され、さらに、回折光学素子１７と対物レンズ１９により収束される。
【００１５】
波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄは記録媒体４１（次世代ＤＶＤ、厚み０．１ｍｍ）の入射面と反対側の面に結像し、波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄは記録媒体４２（ＤＶＤ、厚み０．６ｍｍ）の入射面と反対側の面に結像する。
【００１６】
それぞれの記録媒体４１，４２で反射された光ビーム１１ｄ，１２ｄは、前記光路を逆に進行し、それぞれホログラム１１ｃ，１２ｃで光路を曲げられ、光検出器１１ｂ，１２ｂに入射し、光信号が検出される。
【００１７】
回折光学素子１７は波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄを回折することなく透過させ、波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄを回折する。対物レンズ１９は波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄが平行光の状態で入射したときに記録媒体４１の記録面に結像するように設計されている。波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄは、回折光学素子１７で回折されずに波面が影響を受けないで直進し、記録媒体４１上に結像する。波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄは、回折光学素子１７で回折されることにより収差が補正され、記録媒体４１とは厚さが異なる記録媒体４２上に結像する。
【００１８】
ところで、対物レンズ１９は回折光学素子１７に対してその光学パワーが強く設定されている。そして、素子１７及びレンズ１９はそれぞれホルダ２１に互いの軸芯を光軸Ｐに一致させて、ホルダ２１の内周部２２，２３に接着剤を充填することにより固定された光学ユニット２０Ａとして構成されている。
【００１９】
ここで、図２を参照して光学ユニット２０Ａの組立て工程（芯合わせ工程）について説明する。まず、回折光学素子１７には、その入射面側に所定の回折格子が形成され、軸芯部分に芯合わせ用マーク１７ａが凹部として形成されている。なお、回折格子は出射面側であってもよいし、マーク１７ａも回折格子面とは別の面に形成されていてもよい。回折光学素子１７は適宜樹脂材料にて成形されたものである。マーク１７ａは、成形金型に凸部として形成されており、樹脂成形時に回折格子面と同時に形成される。マーク１７ａは凸部であってもよいが、成形金型には切削加工によって凹部よりも凸部のほうが精度よく形成可能である。
【００２０】
また、対物レンズ１９には芯合わせ用マークは形成されていない。ガラス材の成形によるパワーの強い対物レンズ１９にマークを形成することは、成形金型を研削加工により作製することから、砥石に丸みがあるため、シャープな凹部を形成することが難しい。さらに、金型の表面処理により、マーク形状が崩れる。そのため、仮にマークを形成して光学顕微鏡で観察したとしてもぼけてしまい、精度のよい芯合わせは困難である。
【００２１】
そこで、本第１実施例では、図２に示すように、まず、ホルダ２１の内周部２２に対物レンズ１９の外周部を接着剤にて固定し、その下方から照明光を当てて上方からＣＣＤカメラ付きの光学顕微鏡にて対物レンズ１９の結像スポットを観察し、観察された結像スポットの位置を画面上にプロットする。
【００２２】
次に、ＣＣＤカメラ付きの光学顕微鏡にて回折光学素子１７の軸芯上に形成された芯合わせ用マーク１７ａを像面上で観察し、治具２５を操作して該マーク１７ａが前記結像スポットの位置と一致するように、回折光学素子１７の位置を調整する。なお、治具２５はＸ方向のみならずそれと直交するＹ方向にも素子１７の位置を調整可能に設けられている。
【００２３】
以上の如く回折光学素子１７の位置を調整して素子１７及び対物レンズ１９の芯合わせを終了した後、素子１７の外周部をホルダ２１の内周部２３に接着剤にて固定する。
【００２４】
本第１実施例において、対物レンズ１９は光学パワーが強いためにその結像スポットを回折光学素子１７を介して容易に観察することができる。そして、素子１７と対物レンズ１９とは１０μｍ以下の精度で芯合わせが可能である。
【００２５】
なお、前記位置合わせ時の照明光は白色光などのインコヒーレントな光であることが好ましい。コヒーレントな光はスペックルノイズが発生するために照明光として使用することは必ずしも適当ではない。また、対物レンズ１９の結像スポットの観察時と回折光学素子１７のマーク１７ａの観察時とで顕微鏡を動かすストロークは短いほうが好ましい。この点で、対物レンズ１９の結像スポット位置はマーク１７ａの位置から１０ｍｍ以内であることが好ましい。
【００２６】
（第２実施例、図３及び図４参照）
次に、本発明に係る光ピックアップ装置の第２実施例について説明する。この光ピックアップ装置１０Ｂは、次世代ＤＶＤ（波長４０５ｎｍ）及びＤＶＤ（波長６５０ｎｍ）に加えてＣＤ（波長７８０ｎｍ）に対して互換性を有する。
【００２７】
具体的には、図３に示すように、図１に示した第１実施例の装置１０Ａに対して、第３半導体レーザモジュール１３及びビームスプリッタ１５を追加し、光学ユニット２０Ｂにいま一つの回折光学素子１８を追加したものである。他の構成は第１実施例と同様であり、図３及び図４には図１及び図２と同じ部材、部分に同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２８】
第３半導体レーザモジュール１３は半導体レーザ１３ａと光検出器１３ｂとホログラム１３ｃとにより構成され、半導体レーザ１３ａは波長７８０ｎｍの光ビーム１３ｄを光軸Ｐに対して直交方向に放射する。
【００２９】
半導体レーザ１３ａから放射された光ビーム１３ｄは前記光ビーム１１ｄ，１２ｄとビームスプリッタ１５で合成されて光路が光軸Ｐで共通となり、コリメータレンズ１６で平行光に変換され、さらに、回折光学素子１８と対物レンズ１９により収束される。
【００３０】
波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄは記録媒体４１上で結像し、波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄは記録媒体４２上で結像することは第１実施例で説明したとおりである。波長７８０ｎｍの光ビーム１３ｄは記録媒体４３（ＣＤ、厚み１．２ｍｍ）の入射面と反対側の面に結像する。記録媒体４３で反射された光ビーム１３ｄは、前記光路を逆に進行して、ホログラム１３ｃで光路を曲げられ、光検出器１３ｂに入射し、光信号が検出される。
【００３１】
本第２実施例において、回折光学素子１７は波長４０５ｎｍ，７８０ｎｍの光ビーム１１ｄ，１３ｄを回折することなく透過させ、波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄを回折する。回折光学素子１８は波長４０５ｎｍ，６５０ｎｍの光ビーム１１ｄ，１２ｄを回折することなく透過させ、波長７８０ｎｍの光ビーム１３ｄを回折する。
【００３２】
波長４０５ｎｍの光ビーム１１ｄは、第１実施例と同様に回折光学素子１７で回折されずに直進し、記録媒体４１上に結像する。波長６５０ｎｍの光ビーム１２ｄも第１実施例と同様に回折光学素子１７で回折されることにより収差が補正され、記録媒体４２上に結像する。また、波長７８０ｎｍの光ビーム１３ｄは回折光学素子１８で回折されることにより収差が補正され、厚み１．２ｍｍの記録媒体４３上に結像する。
【００３３】
対物レンズ１９は回折光学素子１７，１８に対してその光学パワーが強く設定されており、素子１７，１８及びレンズ１９はそれぞれホルダ２１に互いの軸芯を光軸Ｐに一致させて、ホルダ２１の内周部２２，２３，２４に接着剤を充填することにより固定された光学ユニット２０Ｂとして構成されている。
【００３４】
光学ユニット２０Ｂの組立て工程（芯合わせ工程）は、基本的には前記第１実施例と同様である。即ち、図４に示すように、芯合わせ用マークが形成されていない対物レンズ１９の外周部をホルダ２１の内周部２２に接着剤にて固定し、その下方から照明光を当てて上方からＣＣＤカメラ付きの光学顕微鏡にて結像スポットを観察し、観察された結像スポットの位置を画面上にプロットする。次に、ＣＣＤカメラ付きの光学顕微鏡にて回折光学素子１７，１８の光軸上に形成された芯合わせ用マーク１７ａ，１８ａを観察し、図示しない治具を操作して該マーク１７ａ，１８ａが前記結像スポットの位置と一致するように、回折光学素子１７，１８の位置をそれぞれ像面上で調整する。
【００３５】
なお、ホルダ２１に形成された孔２６は素子１７，１８の位置を調整する治具を挿入するためのものである。
【００３６】
以上の如く回折光学素子１７，１８の位置を調整して素子１７，１８及び対物レンズ１９の芯合わせを終了した後、素子１７，１８の外周部をホルダ２１の内周部２３，２４に接着剤にて固定する。
【００３７】
本第２実施例における作用効果は前記第１実施例と同様であり、素子１７，１８と対物レンズ１９とは１０μｍ以下の精度で芯合わせが可能である。
【００３８】
（他の実施例）
なお、本発明に係る光ピックアップ装置及びその調芯方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３９】
例えば、回折光学素子を先にホルダに固定しておき、その後、対物レンズを位置調整（芯合わせ）してホルダに固定する手順であってもよい。また、第２実施例の如く３種類の記録媒体に対して互換性を持たせる場合、回折光学素子は２枚を組み合わせることなく、１枚の素子の両面に回折格子を形成したものであってもよい。さらに、コリメータレンズや半導体レーザモジュールの詳細な構成は任意である。
【００４０】
また、芯合わせ用マークは軸芯上に形成した一つの凹部又は凸部のみならず、軸芯を中心として同心円上に形成した複数の凹部又は凸部であってもよい。あるいは、光学素子の軸芯と同心円上に形成した環状のマークであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】前記第１実施例に使用されている光学ユニットの芯合わせを説明するための断面図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の第２実施例を示す概略構成図である。
【図４】前記第２実施例に使用されている光学ユニットの芯合わせを説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０Ａ，１０Ｂ…光ピックアップ装置
１１，１２，１３…半導体レーザモジュール
１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ…光ビーム
１７，１８…回折光学素子
１７ａ，１８ａ…芯合わせ用マーク
１９…対物レンズ
２０Ａ，２０Ｂ…光学ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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