(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ユニットからの光束を受けるコリメートレンズと、そのレンズからの平行光を受ける対物レンズと、その対物レンズで収束されたスポットを受けるディスクと、その反射光束を対物レンズを通して受ける対物レンズとディスクの距離及びディスク上のスポットの溝に対する位置関係を検出する機能を有する信号検出系をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする光学ユニットの組立調整装置。
【請求項２】
信号検出系は、対物レンズ及びディスクの距離を調整する機能として、レンズ光軸方向に可動し、ダイナミックレンジが広いが分解能が粗くバックラッシュ等の制御的不感帯を持つ粗動機構と、ダイナミックレンジは狭いが分解能が高く制御的不感帯が小さく高速応答可能な微動機構をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項３】
対物レンズとディスク間距離を特定し、合焦点検出する機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項２に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項４】
微動機構により対物レンズとディスク間距離を変化させ、信号検出系からのフォーカス信号により、常に合焦点を維持するフォーカスサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項２に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項５】
信号検出系の多分割受光素子を備え、信号検出系に位置調整機能を有し、合焦点を特定した時点で多分割受光素子の位置を光束に対して調整し、信号検出系のフォーカス信号値０にてフォーカスサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項６】
合焦点を特定した時点での多分割受光素子の位置と光束のずれを信号検出系のフォーカス信号値として検出し、そのフォーカス信号値にてフォーカスサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項３に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項７】
ディスク上のスポットの溝に対する位置関係を調整する機能として、トラック方向に可動し、ダイナミックレンジが広いが分解能が粗くバックラッシュ等の制御的不感帯を持つ粗動機構と、ダイナミックレンジは狭いが分解能が高く制御的不感帯が小さく高速応答可能な微動機構をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項８】
微動機構によりディスク上のスポットの溝に対する位置関係を変化させ、信号検出系からのトラック信号により常に溝とスポットが合致した位置を維持するサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項７に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項９】
対物レンズと対向した位置に設置するディスクを複数枚とし、粗動機構により調整対象とするディスクを切替える機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項７に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【請求項１０】
ディスク切替え機能を用いて、調整対象ディスクにて発光素子からの光束を基準に発光素子、受光素子及びホログラム素子の相対位置を調整した後、別のディスクに切替えて機能の検査をする機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする請求項９に記載の光学ユニットの組立調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ等の光学部品の組立技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置は、光源と、光源からの光束をディスク上に収束させる対物レンズと、ディスクからの反射光を検出する受光素子と、光源からディスクに至る光束中に設けた種々の光学部品により、ディスクに情報の記録、再生をおこなうものである。
【０００３】
この光ピックアップ装置を構成する部品として、発光素子とホログラム素子と受光素子をパッケージ化（ユニット化）してあらかじめ組立調整を施して一部品（以下ＨＯＥ−ＬＤユニットと言う）とし、光ピックアップ装置の組立調整を簡易化しようという技術動向がある。
【０００４】
ＨＯＥ−ＬＤユニットは、発光素子とホログラム素子と受光素子の相対位置関係の要求精度が高く、調整方法としては、擬似的に光ピックアップ装置の光学系と等価もしくは同じ効果となる光学系を調整装置の光学系として用意し、該ユニット内の発光素子の光を基準に組立調整を行うということが考えられる。
【０００５】
この従来技術の１例として、特開平８−１１１０２６号公報には、発光素子と、発光素子からの照射光の反射光を受光する受光素子と、発光した光を平行光とするコリメートレンズと、発光素子からの照射光を反射する反射面と、発光素子からの照射光を前記反射面に集光する対物レンズと、発光素子からの照射光を対物レンズに与え、反射面からの反射光を受光素子に与える光学素子（回折格子とホログラム素子）とを備えた光ピックアップ装置の調整装置であり、この中でこの調整装置の光学系としては、コリメートレンズ、対物レンズ、反射板からなるものである。
【０００６】
この構成のもとで、コリメートレンズが理想の平行光を作り、対物レンズの焦点が反射面に一致した状態を作り出し、この時の受光素子の受光強度が最大となり、かつ、対物レンズを光軸方向に＋Ｌ、−Ｌだけそれぞれ動かした時の受光強度が等しくなるよう、光学素子（回折格子とホログラム素子）を光軸を中心に回転させるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この技術は、コリメートレンズが作る理想の平行光や対物レンズの合焦の位置への設備光学系の調整（擬似的に光ピックアップ装置の光学系と等価もしくは同じ効果となる光学系）は非常に難しい。
【０００８】
そこで本発明は上記問題に鑑み、調整が容易な光学ユニットの調整光学系を持つ組立調整装置の構成を提示することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ＨＯＥ−ＬＤユニットからの光束を受けるコリメートレンズと、そのレンズからの平行光を受ける対物レンズと、その対物レンズで収束されたスポットを受けるディスクと、その反射光束を対物レンズを通して受ける対物レンズとディスクの距離及びディスク上のスポットの溝に対する位置関係を検出する機能を有する信号検出系をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、調整装置の対物レンズサーボ制御のためにＨＯＥ−ＬＤユニット内の受光素子によるフォーカス、トラック信号検出を行う必要がなく、調整の状態に関係なく安定的な信号検出が可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記検出系は、対物レンズ及びディスクの距離を調整する機能として、レンズ光軸方向に可動し、ダイナミックレンジが広いが分解能が粗くバックラッシュ等の制御的不感帯を持つ粗動機構と、ダイナミックレンジは狭いが分解能が高く制御的不感帯が小さく高速応答可能な微動機構をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００１２】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記対物レンズとディスク間距離を特定し、合焦点検出する機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００１４】
この請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記微動機構により対物レンズとディスク間距離を変化させ、信号検出系からのフォーカス信号により、常に合焦点を維持するフォーカスサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００１６】
この請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、信号検出系の多分割受光素子を備え、信号検出系に位置調整機能を有し、合焦点を特定した時点で多分割受光素子の位置を光束に対して調整し、信号検出系のフォーカス信号値０にてフォーカスサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００１８】
この請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、合焦点を特定した時点での多分割受光素子の位置と光束のずれを信号検出系のフォーカス信号値として検出し、そのフォーカス信号値にてフォーカスサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００２０】
この請求項６に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、ディスク上のスポットの溝に対する位置関係を調整する機能として、トラック方向に可動し、ダイナミックレンジが広いが分解能が粗くバックラッシュ等の制御的不感帯を持つ粗動と、ダイナミックレンジは狭いが分解能が高く制御的不感帯が小さく高速応答可能な微動機構をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００２２】
この請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、微動機構によりディスク上のスポットの溝に対する位置関係を変化させ、前記信号検出系からのトラック信号により常に溝とスポットが合致した位置を維持するサーボ制御を行う機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００２４】
この請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、対物レンズと対向した位置に設置するディスクを複数枚とし、粗動機構により調整対象とするディスクを切替える機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００２６】
この請求項９に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、複数種類の規格のディスクの組立調整に対応可能となる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、ディスク切替え機能を用いて、調整対象ディスクにて発光素子からの光束を基準に発光素子、受光素子及びホログラム素子の相対位置を調整した後、別のディスクに切替えて機能の検査をする機能をホログラム素子用調整装置内に有することを特徴とする。
【００２８】
この請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、組み立てたＨＯＥ−ＬＤユニットが調整対象ディスクの規格とは別の単数もしくは複数種類の規格のディスクの組立調整に対応可能かどうかの検査を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００３０】
本発明にかかる組立調整対象となるＨＯＥ−ＬＤユニット１は、発光素子（ＬＤ）３と受光素子（ＰＤ）５とホログラム素子（ＨＯＥ）７を集積化してなるユニットである。この場合、発光素子３と受光素子５はユニット筐体に相対的に組み付けられた状態にあり、この発光素子１の光束をもとに所定の光束が戻ってくるようホログラム素子７を組立調整する。発光素子３の個数は単数でも複数でも良い。
【００３１】
このＨＯＥ−ＬＤユニット１の組立調整装置２４の光学系を図１をもとに説明する。
【００３２】
基本となる光学部品として、ＨＯＥ−ＬＤユニット１からの光束を受けるコリメートレンズ９と、そのレンズからの平行光を受ける対物レンズ２１と、その対物レンズで収束されたスポットを受ける光ディスクもしくは原盤２３を有している。
【００３３】
発光素子３の位置を特定するためのオートコリメータ１３は発光素子３からの光束を受けるコリメートレンズ９の後に設置し、プリズム等で光束を分岐して設置するのが適当である。このオートコリメータ１３で見えるスポットの位置で発光素子３の位置を特定するので、オートコリメータ１３の設置位置は調整を要する。この調整はＨＯＥ−ＬＤユニット１のマスターワーク等基準となるＨＯＥ−ＬＤユニット１があれば、これを点灯させてできるスポットの位置がオートコリメータ１３上の所定の位置（通常はレティクルの中心が良い）になるよう設置する。マスターワークが無い場合は、基準光を１軸設置して、これにＨＯＥ−ＬＤユニット１の設置ステージを含むすべての光学系を合わせていく作業が必要となる。
【００３４】
発光素子３の強度分布の角度ずれを特定するための４分割受光素子１１も、発光素子３からの光束を受けるコリメートレンズ９の後に設置し、プリズム等で光束を分岐して先述のオートコリメータ１３と並列に設置するのが適当である。この４分割受光素子１１の設置も先述のオートコリメータ１３と同じような調整が必要とされる。即ち、基準となる光に対して４分割受光素子１１のそれぞれの出力が等しくなる位置に設置するものである。
【００３５】
また、ワークであるＨＯＥ−ＬＤユニット（発光素子＋受光素子）１を可動する機構があり、上記のオートコリメータ１３と４分割受光素子１１からの情報により、発光素子３の位置を所定の位置となるよう調整する機能を持っている。
【００３６】
また、コリメートレンズ９と対物レンズ２１の間の往路の平行光を検出する手段と、コリメートレンズ９に焦点方向（光軸方向）の可動を与える可動機構を有する。平行光検出手段としては、具体的にはダブルナイフエッジ法を用いれば良い。または、平行光に調整したい光束中に所定の角度をもって配置された２枚の平板を設置し、この光束の干渉縞を計測して行っても良い。
【００３７】
また、光ディスクもしくは原盤２３からの対物レンズ２１を通る反射光束中の光軸上にフォーカストラック信号検出系１９を設置する。この検出系１９は対物レンズ２１とディスク２３の位置関係を制御するものであり、検出法は非点収差法、ナイフエッジ法、ビームサイズ法等種々あるが、光ピックアップ装置で一般に適応するものであれば、どれでも良い。
【００３８】
対物レンズ２１及びディスクの距離を調整する機能としては、レンズ光軸方向（フォーカス方向）に可動し、ダイナミックレンジは広いが分解能が粗く、バックラッシュ等の制御的不感帯を持つ粗動機構３３と、ダイナミックレンジは狭いが分解能が高く、制御的不感帯が小さく高速応答可能な微動機構を有する。粗動機構３３にはボールねじをステッピングモータで駆動し直動ガイドを持つ精密ステージ等を用いれば良い。また、微動機構には、ボイスコイルモータ、ピエゾ素子等のアクチュエータを採用すると良い。
【００３９】
また、ディスク２３上のスポットの溝に対する位置関係を調整する機能として、ディスク面方向（トラック方向）に可動し、ダイナミックレンジは広いが分解能が粗く、バックラッシュ等の制御的不感帯を持つ粗動機構３３と、ダイナミックレンジは狭いが分解能が高く、制御的不感帯が小さく高速応答可能な微動機構を有する。粗動機構３３にはボールねじをステッピングモータで駆動し直動ガイドを持つ精密ステージ等を用いれば良い。また、微動機構には、ボイスコイルモータ、ピエゾ素子等のアクチュエータを採用すると良い。
【００４０】
次に、上述した構成に基づき、本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００４１】
図１において、先ずワークであるＨＯＥ−ＬＤユニット（発光素子＋受光素子）１の発光素子３を発光させる。それに伴い、光束がホログラム素子７、コリメートレンズ９、及び対物レンズ２１を通過し、ディスク２３に集光する。そして、上記粗動機構３３により対物レンズ２１とディスク間距離を変化させながら、フォーカス、トラック信号検出系１９によりフォーカス信号とトラック信号を検出する。これにより検出された信号は図２に示すようになる。
【００４２】
また、微動機構とフォーカス、トラック信号系１９の検出信号によりフォーカスサーボ制御をかけ、対物レンズ２１とディスク２３間距離を一定に保つ。フォーカスサーボ制御をかける際の手順としては、図２でトラック信号振幅２５の最大値をもって特定した合焦点と、焦点検出信号（Ｆｏ信号）２７のゼロクロス点との差（フォーカスオフセット）を、フォーカス、トラック信号検出系１９内の多分割受光素子２０を位置制御することにより、図２に示すように焦点検出信号２７を実線から破線へと調節した後、焦点検出信号２７＝０にてフォーカスサーボ制御をかけ、対物レンズ２１とディスク２３間距離を一定に保つ（請求項５での手順）。
【００４３】
そして、トラック信号振幅２５の最大点をもって特定した合焦点の焦点検出信号値にてフォーカスサーボ制御をかけ、対物レンズ２１とディスク２３間距離を一定に保つ方法も考えられる（請求項６での手順）。
【００４４】
また、上述した微動機構とフォーカストラック信号検出系１９の検出信号により、トラックサーボ制御をかけ、対物レンズ２１とディスク２３間距離を一定に保っても良い。
【００４５】
また、上記までの構成及び調整をホログラム素子７用調整装置内の調整光学系２４に施すことにより、高精度に補正された光ピックアップ装置が実現でき、この光学系からの戻り光束をホログラム素子７で回折し、ＨＯＥ−ＬＤユニット１内の受光素子５に導き、所定の信号が得られるようホログラム素子７の位置を調整して接合（組立）することもできる。
【００４６】
付加機能として図４のように、対物レンズ２１と対向した位置に設置するディスクを複数枚とし、粗動機構３３を用いれば、調整対象とするディスク２３を切り替えることができる。ＣＤ用、ＤＶＤ用、その他の規格の調整にも対応可能となる。
【００４７】
また、ディスク２３切り替え機能を用いて、調整対象ディスクにて組立調整が完了後、別のディスクに切り替えて、機能（信号）の検査をすることも可能である。実際に多波長ＨＯＥ−ＬＤユニット１を考えた場合、非常に有効な機能であり、多波長分の調整や検査を本発明の装置一つで実施できる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、調整装置の対物レンズサーボ制御のためにＨＯＥ−ＬＤユニット内の受光素子によるフォーカス、トラック信号検出を行う必要がなく、調整の状態に関係なく安定的な信号検出が可能となる。
【００４９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５３】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５４】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５５】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光ピックアップ装置と等価の光学系を実現する要素の一つとなり得ることができ、精度の良いＨＯＥ−ＬＤユニットの組立調整に寄与する。
【００５６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、複数種類の規格のディスクの組立調整に対応可能となる。
【００５７】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、組み立てたＨＯＥ−ＬＤユニットが調整対象ディスクの規格とは別の単数もしくは複数種類の規格のディスクの組立調整に対応可能かどうかの検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＨＯＥ−ＬＤユニットの調整光学系を示す構成図である。
【図２】本発明のフォーカス、トラック信号検出系によって得られたトラック信号振幅と焦点検出信号の１例を示す図である。
【図３】本発明のフォーカス、トラック信号検出系によって得られたトラック信号振幅と焦点検出信号の他の例を示す図である。
【図４】本発明のディスク切り替え機能を示した図である。
【符号の説明】
１  光学ユニット（ＨＯＥ−ＬＤユニット）
３  発光素子
５  受光素子
７  ホログラム素子
９  コリメートレンズ
１３  オートコリメータ
２１  対物レンズ
２３  ディスク（光ディスクもしくは原盤）
２４  組立調整装置
【図１】
0004095766.tif 000002
【図２】
0004095766.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004095766.tif 000005