(57)【要約】【課題】レーザ光の平行度を検査する際に安定して精度の高い検査を容易に行うことが可能なレーザ光の平行度検査装置等を提供する。【解決手段】本願のレーザ光の平行度検査装置Ｓは、コリメータレンズ２を介してレーザ光を出射するレーザダイオードＬＤと、コリメータレンズ２を通過したレーザ光に対して非点収差を発生させる光学系１０と、光学系１０を通過したレーザ光を受光する受光手段１５と、受光手段１５によって受光したレーザ光の像の形状に基づいてレーザ光の平行度を判定する判定手段３０と、を具備する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリメータレンズを介してレーザ光を出射するレーザダイオードと、
前記コリメータレンズを通過したレーザ光に対して非点収差を発生させる光学系と、
前記光学系を通過したレーザ光を受光する受光手段と、
前記受光手段によって受光したレーザ光の像の形状に基づいてレーザ光の平行度を判定する判定手段と、
を具備することを特徴とするレーザ光の平行度検査装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記レーザ光の像の形状に基づいて前記像の真円度を算出する算出手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光の平行度検査装置。
【請求項３】
前記算出した結果に基づいて前記真円度が１となるように前記コリメータレンズとレーザダイオードとの距離を調整する調整手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光の平行度検査装置。
【請求項４】
コリメータレンズを介して出射されたレーザ光に対して非点収差をつける工程と
前記非点収差がつけられたレーザ光を受光する工程と、
前記受光したレーザ光のスポット像に基づいてレーザ光の平行度を判定する工程と、
を具備することを特徴とするレーザ光の平行度検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、光ピックアップから出射されるレーザ光の平行度を検査する装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光学媒体を再生等するＣＤプレーヤやＤＶＤプレーなどの再生装置を製品として製造する過程において、光ピックアップから出射されるレーザ光の平行度が検査され、当該レーザ光の平行度が調整されている。また、光ピックアップは、例えば、レーザ光を出射するレーザダイオード（以下、「ＬＤ」と称する。）と、レーザ光の平行度を調整するコリメータレンズと、を備えて構成されている。
【０００３】
このようなレーザ光の平行度を検査する場合には、図１に示すように、光ピックアップ５０から出射される光ビーム５１を遠方のスクリーン５２に照射して、スクリーン５２に照射された光ビームのスポット像５１ａの形状を作業者の目視により判断して行われていた。また、その判断結果としてレーザ光の平行度が狂っていると判断した場合には、コリメータレンズの位置をその光路方向に微調整してレーザ光の平行度を調整していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のレーザ光の平行度検査手法では、図１に示すように、その光路長が約２ｍ程度必要なため、装置が大型化になるなどの問題がある。また、従来のようにスクリーン５２に照射されたレーザ光５１のスポット像５１ａの形状を作業者が目視で判断する場合、そのスポット像５１ａの輪郭がはっきりせず視認性が悪いため、結果として測定精度が落ちるという問題があった。また、作業者の熟練度によって測定精度が異なるため、製品の精度にばらつきが発生するなどの問題があった。
【０００５】
そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、レーザ光の平行度を検査する際に安定して精度の高い検査を容易に行うことが可能なレーザ光の平行度検査装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本願請求項１に記載のレーザ光の平行度検査装置は、コリメータレンズを介してレーザ光を出射するレーザダイオードと、前記コリメータレンズを通過したレーザ光に対して非点収差を発生させる光学系と、前記光学系を通過したレーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段によって受光したレーザ光の像の形状に基づいてレーザ光の平行度を判定する判定手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本願請求項４に記載のレーザ光の平行度調整方法は、コリメータレンズを介して出射されたレーザ光に対して非点収差をつける工程と、前記非点収差がつけられたレーザ光を受光する工程と、前記受光したレーザ光のスポット像に基づいてレーザ光の平行度を判定する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本願の最良の実施形態について添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
−レーザ光の平行度調整方法−
まず、本実施形態におけるレーザ光の平行度検査方法について図２及び図３を用いて説明する。図２はＬＤとコリメータレンズとの関係を示す図、図３はレーザ光の平行度検査装置の概要図である。
【００１０】
本実施形態にかかるレーザ光の平行度検査方法は、光ピックアップ５０をその検査対象とするものである。一般に光ピックアップのＬＤから照射されたレーザ光ａは、図２に示すように、所定の放射角度θを有して放射され、コリメータレンズ２によって当該レーザ光ａの光束が平行光に調整され、図示しない対物レンズ（集光レンズ）にて、レーザ光ａの光束が集束されて図示しない光学媒体に照射されるようになっている。
【００１１】
コリメータレンズ２を透過したレーザ光ａの平行度は、ＬＤとコリメータレンズ２との距離Ｚによって決定されるが、ＬＤから照射されるレーザ光ａのビーム径や放射角は必ずしも一定ではないため、コリメータレンズ２とＬＤとの距離Ｚを規定値で設定しても、レーザ光ａの平行度はばらつくため、当該コリメータレンズ２を図２中の矢印のように移動して、コリメータレンズ２とＬＤとの距離Ｚを調整して当該コリメータレンズ２を透過した光ビームａの光束を平行光に調整する必要がある。
【００１２】
本実施形態のレーザ光の平行度検査方法は、図３に示すように、光ピックアップ５０から出射されたレーザ光ａを、凸レンズ７とシリンドリカルレンズ９で構成された光学系１０で集光光束に非点収差を発生させ、当該光学系１０を透過した光ビームをＣＣＤカメラ１５ａなどの受光部１５で受光した際の、当該光ビームａのスポット像を表示画面上に表示するとともに、スポット像の真円度を算出し、当該真円度を表示画面上に表示するようになっている。なお、真円度とは、正しい円からの狂いの大きさをいい、真円度は、例えば、測定によって得られた形状に対して、偏差の二乗和が最小となる円の間隔が外接する円と、内接する円との半径の差を算出して算出される。
【００１３】
このようにすれば、作業者は容易に光ビームが平行であるか否かを確認できるとともに人の目に頼らない判定ができ、安定して精度の高い光ビームの平行度の検査を行うことが可能となる。
【００１４】
なお、光学系１０を透過した光ビームａのスポット像の形状は、非点収差が発生させられることによって、光ビームａが平行であるほど真円に近くなり、光ビームａが収束あるいは発散しているときには楕円になる。
【００１５】
また、作業者は、当該表示画面上に表示された真円度を見ながら、コリメータレンズの位置をその光路方向に微調整して、真円度が１となるように、コリメータレンズとレーザダイオードとの距離を調整するようになっている。
【００１６】
−平行度検査装置の全体構成及び動作概要−
次に、本実施形態にかかるレーザ光の平行度検査装置の構成及び機能について、図４乃至図７を用いて説明する。図４はレーザ光の平行度検査装置の概略構成図である。
【００１７】
図４に示すように、本実施形態のレーザ光の平行度検査装置Ｓは、光ピックアップユニット２０を固定する台座２１と、当該光ピックアップユニット２０から出射された光ビームａを分離して偏向する偏向部２４と、当該偏向部２４によって偏向された光ビームａを受光して当該光ビームａの平行状態を検出する検出部２５と、を備えている。
【００１８】
光ピックアップユニット２０は、図示しない光学媒体にレーザ光を集光して照射させるとともに、当該光学媒体から反射されたレーザ光を反射光として受光するものである。当該光ピックアップユニット２０は、主要な構成部品として、レーザ光ａを出射するＬＤと、ＬＤから出射されたレーザ光ａを受けて平行光に変換するコリメータレンズ２と、を備えている。
【００１９】
偏向部２４は、コリメータレンズ２と検出部２５との間に配置されており、ＬＤから出射されコリメータレンズ２を透過した光ビームａは、偏向部２４を介して検出部２５にて受光されるようになっている。
【００２０】
検出部２５は、光ビームａの光路上に凸レンズ７とシリンドリカルレンズ９とを配置してなる光学系１０と、当該光学系１０を介して光ビームａを受光する受光部１５と、を備えている。
【００２１】
受光部１５は、例えば、ＣＣＤカメラ１５ａなどの撮像装置であり、当該受光部１５は、当該撮像装置により撮像されたレーザ光のスポット像等を表示する表示装置３０と制御部２８を介して電気的に接続されている。
【００２２】
制御部２８は、主として演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、作業用ＲＡＭ、及び各種データやプログラムを記憶するＲＯＭを備えて構成されている。当該ＣＰＵが、例えばＲＯＭに記憶された各種プログラムを実行することにより、各部を制御するとともにレーザ光の平行度検査装置Ｓ全体を統括制御する。
【００２３】
また、制御部２８は、受光部１５で受光した光ビームａのスポット像を表示装置３０の表示画面上に表示するとともに、当該スポット像の形状からスポット像の真円度を算出し当該真円度を表示装置３０の表示画面上に表示するようになっている。真円度の算出において、具体的には、制御部２８は、スポット像に対して最小自乗楕円近似を行い、長軸Ｘ及び短軸Ｙの長さを算出するとともに、長軸Ｘ及び短軸Ｙの長さからスポット像の真円度を算出するようになっている。
【００２４】
図５はレーザ光を受光した時に表示装置に表示されるレーザ光のスポット像であり、図５（ａ）は、レーザ光が平行である場合のスポット像を示し、図５（ｂ）は、レーザ光が集光又は拡散している場合のスポット像を示す。
【００２５】
一般的に、ＬＤの製品のばらつきによって、当該ＬＤから出射されるレーザ光のビーム径や放射角は必ずしも一定ではないため、レーザ光ａは集光又は拡散し、図５（ｂ）に示すように、レーザ光ａのスポット像３３は所定の方向に傾斜した楕円形になる場合が多い。一方、レーザ光ａが平行であれば、スポット像３３は、図５（ａ）に示すように円形で表示される。
【００２６】
なお、本実施形態の受光部１５は、本願の受光手段を構成するとともに、本実施形態の制御部２８は、本願の判定手段、及び算出手段を構成する。
【００２７】
−スポット像の真円度検出処理−
次に、本実施形態におけるレーザ光の平行度調整装置における動作例について図６及び図７を用いて説明する。本動作例は、受光部により受光した光ビームのスポット像の真円度を検出する動作の一例である。図６は平行度検査装置の１実施例を示すフローチャート、図７はレーザ光の平行度を検査した時の結果を表示装置３０の表示画面上に表示した時の一例を示す図である。また、理解しやすいように、図４及び図５に対応する符号を付することとするが、これにより本願が限定されるものではない。
【００２８】
まず、ステップＳ１０１では、制御部２８は、ＬＤからレーザ光ａを出射させ、受光部１５によって受光した複数の光ビームのスポット像３３に対して、検査対象となるスポット像３３を決定する。
【００２９】
例えば、３ビーム法でサーボ制御等を行う場合において、回折格子を用いて当該３つのビームを生成する場合には、本実施形態では、ＬＤから出射されるレーザ光ａは回折格子を介して３本又は複数本のレーザ光が出射されるため、制御部２８は、受光した光ビームａの輝度を検出するとともに、輝度が最大のレーザ光（メインビーム）を抽出し、そのレーザ光ａを検査対象となるスポット像３３として特定するようになっている。
【００３０】
次いで、ステップＳ１０２では、制御部２８は、検査対象となるスポット像３３に対して最小自乗楕円近似を行い、長軸Ｘ及び短軸Ｙの長さを算出するとともに、長軸Ｘ及び短軸Ｙの長さからスポット像３３の真円度を算出する。
【００３１】
次いで、ステップＳ１０３では、制御部２８は、図７に示すように、表示画面上に、検査対象となるスポット像３３を含む受光部によって受光したレーザ光の画像３４、及び真円度の数値３５を表示して処理を終了する。
【００３２】
以上に説明したように、本実施形態のレーザ光の平行度検査装置Ｓでは、光ピックアップから出射されるレーザ光に対して光学系１０により非点収差をつけてレーザ光のスポット像を得て、その画像を表示するとともに、そのスポット像から真円度を算出して真円度を表示するようになっている。
【００３３】
このようにすれば、作業者は容易に光ビームが平行であるか否かを確認できるため、従来のように人の目に頼ることのない安定して精度の高い光ビームの平行度の検査を行うことが可能となっている。また、コリメータレンズを調整して光ビームの平行度を調整する場合において、コリメータレンズを調整しながら表示画面上に表示されている画像及び真円度を見れば、容易且つ適切に光ビームの平行度を調整することが可能となる。
【００３４】
また、従来、作業者が視認するためにビーム像をスクリーンに照射するための光路長が２ｍ程度必要だったのに対し、本実施形態のレーザ光の平行度調整装置では、光学系の組み合わせにより光路長を１００ｍｍ以下に抑えることができるので、装置の小型化を図れる。さらに、レーザ光が平行である場合にのみ、スポット像が真円となるので、ＬＤの放射角に影響されずに平行光の調整を行うことが可能となっている。
【００３５】
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、光ピックアップ５０には、コリメータレンズをモータなどの駆動部で駆動する機構が従来から備わっているため、制御部２８によって算出された真円度をコリメータレンズ２の駆動部に対してフィードバックさせ、真円度が１となるように、コリメータレンズ２の位置をその光路方向に微調整して、コリメータレンズ２とＬＤとの距離Ｚを自動調整するようにするとなおよい。
【００３６】
また、本実施形態では、光学系１０としてシリンドリカルレンズ９と凸レンズ７が別体として構成されているものとしているが、従来からこのシリンドリカルレンズ９と凸レンズ７とを組み合わせたマルチレンズなるものが存在するので、このマルチレンズを用いても構わない。マルチレンズを用いることによりシリンドリカルレンズ９と凸レンズ７の配置を調整する必要がなくなり、光学系１０を組み付ける際の作業性を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来のレーザ光の平行度検査手法を示す図である。
【図２】ＬＤとコリメータレンズとの関係を示す図である。
【図３】レーザ光の平行度検査装置の概要図である。
【図４】レーザ光の平行度検査装置の概略構成図である。
【図５】レーザ光を受光した時に表示装置に表示されるレーザ光のスポット像を示し、図５（ａ）は、レーザ光が平行である場合のスポット像を示す図、図５（ｂ）は、レーザ光が集光又は拡散している場合のスポット像を示す図である。
【図６】レーザ光の平行度検査装置の１実施例を示すフローチャート図である。
【図７】レーザ光の平行度を検査した時の結果を表示装置の表示画面上に表示した時の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｓ  平行度検査装置
ＬＤ  レーザダイオード
２  コリメータレンズ
１０  光学系
１５  受光部
２８  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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