(57)【要約】【課題】組立作業を簡易に行うことができ、作業時間を短縮でき量産性を向上させることができるとともに、鏡枠に対する各光学素子の光軸まわりの角度合わせを高精度に行って組み付けることができるレンズユニットの組立方法を提供すること。【解決手段】対物レンズ１、回折光学素子２、及び鏡枠３にそれぞれ設けられた方向マーク１ｂ及び切欠き２ｂ，３ｉが所定の角度関係となるように鏡枠３の両側にそれぞれ対物レンズ１及び回折光学素子２を組み付けることにより、容易に高精度のレンズユニット１００を組み立てることができる。これにより、対物レンズ１及び回折光学素子２ともに非点収差がある場合は、例えばこれらの方向マーク１ｂ及び切欠き２ｂの相対角度を所定の角度に合わせることで非点収差方向を直交させ、お互いの非点収差を相殺してレンズユニット１００の非点収差を小さくすることができる。【選択図】図１
2009116951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡枠の一方側に第１光学素子を組み付け、前記鏡枠の他方側に第２光学素子を組み付けるレンズユニットの組立方法であって、
前記鏡枠と前記第１光学素子とをそれぞれ別個に光軸まわりに回転させる第１回転装置及び第２回転装置と、前記鏡枠に設けられた第１方向マークと前記第１光学素子に設けられた第２方向マークとをそれぞれ別個に検出する第１検出装置及び第２検出装置と、前記第１光学素子を吸着して前記鏡枠上に移動させる第１搬送装置とを用いて、前記第１方向マークに対して前記第２方向マークが所定の角度関係となるように、前記鏡枠の一方側に前記第１光学素子を組み付けた半組立品を作製する第１工程と、
前記半組立品と前記第２光学素子とをそれぞれ別個に光軸まわりに回転させる第３回転装置及び第４回転装置と、前記第１方向マークと前記第２光学素子に設けられた第３方向マークとをそれぞれ別個に検出する第３検出装置及び第４検出装置と、前記半組立品を吸着して前記半組立品の上下を反転させる第２搬送装置と、前記第２光学素子を吸着して前記半組立品上に移動させる第３搬送装置とを用いて、前記第１方向マークに対して前記第３方向マークが所定の角度関係となるように、前記鏡枠の他方側に前記第２光学素子を組み付ける第２工程と、
を有することを特徴とするレンズユニットの組立方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記鏡枠は第１筒状治具に収納された状態で取り扱われることを特徴とする、請求項１記載のレンズユニットの組立方法。
【請求項３】
前記第１工程及び前記第２工程において、前記半組立品は第１筒状治具に収納された状態で取り扱われることを特徴とする、請求項１記載のレンズユニットの組立方法。
【請求項４】
前記第２工程において、前記半組立品を前記第１筒状治具から第２筒状治具へ移し替え、前記半組立品の上下を反転させることを特徴とする、請求項３に記載のレンズユニットの組立方法。
【請求項５】
前記第１光学素子は、対物レンズであり、前記第２光学素子は、レンズ及び位相制御素子のいずれかであることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項記載のレンズユニットの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットの組立方法に関し、特に２つの光学素子を鏡枠に組み付ける光ピックアップ装置用の対物レンズユニットの組み立てに好適なレンズユニットの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ装置に用いられるレンズユニットとして、第１光学素子と第２光学素子からなる２つの光学素子を鏡枠に組み付けたものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。このようなレンズユニットの組み立てに関し、特許文献１には、鏡枠に、第１光学素子、第２光学素子のそれぞれとの嵌合部を備え、第１光学素子と第２光学素子との光軸垂直方向における相対的な位置合わせについて、それぞれの光学面上に設けたマーカを顕微鏡で観察して行うことが記載されている。また、特許文献２には、第１光学素子に相当する対物レンズの結像スポットと、第２光学素子に相当する回折光学素子の軸芯に形成された芯合わせ用マークとを光学系で観察し、両者の像面上の位置をほぼ一致させることで２つの光学素子を芯合わせすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−８５８３７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１、２には、鏡枠、第１光学素子である対物レンズ、及び第２光学素子である回折光学素子を調芯する方法について記載されているが、対物レンズユニットの製造工程において、鏡枠、第１光学素子及び第２光学素子との相対的な光軸まわりの角度合わせについては記載されていない。
【０００４】
従来、上記のような２つの光学素子を鏡枠に組み付けたレンズユニットを作製する際に、それら部品の相対的な光軸まわりの角度合わせを行うとしても、顕微鏡で方向マークを目視観察しながらピンセットを用いて人手により行っており、光学素子が小さく、かつ、光学面にピンセット等を接触させて傷つけないように気を使うため、煩わしく、時間のかかる作業となっている。
【０００５】
また、この角度合わせを行う作業は、目分量で行われているため、角度バラツキが大きく、高精度で角度合わせができているとはいえない。例えば、方向マークは収差方向の基準とすることができるので、第１光学素子と第２光学素子それぞれに非点収差がある場合、第１光学素子の方向マークと第２光学素子の方向マークとの相対角度を所定の角度に合わせることで非点収差方向を直交させ、お互いの非点収差を相殺してレンズユニット全体として非点収差を小さくすることができる。しかしながら、目分量と手作業では高精度の角度合わせができず、充分な光学性能を容易に得ることはできていない。
【０００６】
そこで、本発明は、組立作業を簡易に行うことができ、作業時間を短縮でき量産性を向上させることができるとともに、鏡枠に対する各光学素子の光軸まわりの角度合わせを高精度に行って組み付けることができるレンズユニットの組立方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るレンズユニットの組立方法は、鏡枠の一方側に第１光学素子を組み付け、鏡枠の他方側に第２光学素子を組み付けるレンズユニットの組立方法であって、鏡枠と第１光学素子とをそれぞれ別個に光軸まわりに回転させる第１回転装置及び第２回転装置と、鏡枠に設けられた第１方向マークと第１光学素子に設けられた第２方向マークとをそれぞれ別個に検出する第１検出装置及び第２検出装置と、第１光学素子を吸着して鏡枠上に移動させる第１搬送装置とを用いて、第１方向マークに対して第２方向マークが所定の角度関係となるように、鏡枠の一方側に第１光学素子を組み付けた半組立品を作製する第１工程と、半組立品と第２光学素子とをそれぞれ別個に光軸まわりに回転させる第３回転装置及び第４回転装置と、第１方向マークと第２光学素子に設けられた第３方向マークとをそれぞれ別個に検出する第３検出装置及び第４検出装置と、半組立品を吸着して半組立品の上下を反転させる第２搬送装置と、第２光学素子を吸着して半組立品上に移動させる第３搬送装置とを用いて、第１方向マークに対して第３方向マークが所定の角度関係となるように、鏡枠の他方側に第２光学素子を組み付ける第２工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記レンズユニットの組立方法では、鏡枠、第１光学素子、及び第２光学素子に設けられた各方向マークが所定の角度関係となるように鏡枠の両側にそれぞれ第１光学素子及び第２光学素子を組み付けることにより、容易に高精度のレンズユニットを組み立てることができる。ここで、第１光学素子の第２方向マークは第１光学素子単体での収差方向の基準とすることができ、また、第２光学素子の第３方向マークは第２光学素子単体での収差方向の基準とすることができる。これにより、第１光学素子及び第２光学素子ともに非点収差がある場合は、例えばこれらの方向マークの相対角度を所定の角度に合わせることで非点収差方向を直交させ、お互いの非点収差を相殺してレンズユニットの非点収差を小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る具体的な態様又は観点によれば、第１工程において、鏡枠は第１筒状治具に収納された状態で取り扱われることを特徴とする。この場合、第１工程を行う組付装置へ鏡枠を供給する際に、ピンセットで鏡枠を把持して組付装置へ供給する代わりに、鏡枠を第１筒状治具に収納された状態で取り扱うこととなる。これにより、第１筒状治具を指で把持してこの組付装置へ供給できるようになり、作業の煩わしさを軽減することができる。
【００１０】
また、本発明の別の態様では、第１工程及び第２工程において、半組立品は第１筒状治具に収納された状態で取り扱われることを特徴とする。この場合、第１工程を行う組付装置から半組立品を取り出す際に、ピンセットで半組立品を把持して組付装置から取り出す代わりに、半組立品ごと第１筒状治具を指で把持してこの組付装置から取り出すことができる。また、第２工程を行う組付装置へ半組立品を供給する際に、ピンセットで半組立品を把持して組付装置へ供給する代わりに、半組立品ごと第１筒状治具を指で把持してこの組付装置へ供給することができ、作業の煩わしさを軽減することができる。
【００１１】
また、本発明のさらに別の態様では、第２工程において、半組立品を第１筒状治具から第２筒状治具へ移し替え、半組立品の上下を反転させることを特徴とする。この場合、第２工程を行う組付装置から半組立品を取り出す際に、ピンセットで半組立品を把持して組付装置から取り出す代わりに、半組立品ごと第２筒状治具を指で把持してこの組付装置から取り出すことができ、作業の煩わしさを軽減することができる。
【００１２】
また、本発明の別の態様では、第１光学素子は、対物レンズであり、第２光学素子は、レンズ及び位相制御素子のいずれかであることを特徴とする。この場合、光ピックアップ装置の用途等に応じて各光学素子を組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
〔実施形態〕
図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る組立装置によって組み立てられる光ピックアップ装置用のレンズユニット１００の側断面図であり、図１（Ｂ）は、対物レンズ１の平面図（上段）及び側断面図（下段）である。また、図１（Ｃ）は、回折光学素子２の平面図（上段）及び側断面図（下段）であり、図１（Ｄ）は、鏡枠３の平面図（上段）及び側断面図（下段）であり、図１（Ｅ）は、対物レンズ１及び鏡枠３で構成される半組立品４の側断面図である。
【００１４】
図１（Ａ）に示すレンズユニット１００は、規格（記録密度等）が互いに異なる３種類の光ディスク（高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤ）に対して互換性を持ち、これらの光ディスクに情報を記録／再生することが可能に構成されている。また、このレンズユニット１００は、高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤに相当する不図示の光情報記録媒体に対向して配置されるものであり、光源からの光源光を集光して光情報記録媒体上に集光スポットを形成する第１光学素子である対物レンズ１と、回折光を形成する第２光学素子である回折光学素子２と、対物レンズ１及び回折光学素子２を一体化して固定する筒形状の鏡枠３とを有する。すなわち、レンズユニット１００は、鏡枠３の光軸ＯＡ方向の一方側に対物レンズ１を、光軸ＯＡ方向の他方側に回折光学素子２を組み付けた構成となっている。
【００１５】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）等に示すように、対物レンズ１は、光情報記録媒体側が比較的平坦で回折光学素子２側が大きく突起した非球面の両凸レンズであり、回折光学素子２からの異なる波長ごとに対応した次数の回折光を各種光情報記録媒体の所定箇所に集光する。対物レンズ１のフランジ１ａ部分には、角度合わせに利用できる方向マーク１ｂが１箇所設けられている。
【００１６】
図１（Ｃ）に示す回折光学素子２は、複数の輪帯に分裂された輪帯構造であって、隣り合う輪帯どうしが入射光に対して所定の光路差を生じるように形成された回折構造を有することにより、各種光情報記録媒体に対応して異なる波長を有するレーザ光に応じた回折光を形成する。この際、輪帯構造の収差補正機能を利用することで、レンズユニット１００が複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持つように調整したり、色収差を補正したり、温度特性収差を補正することができる。本実施形態の場合、対物レンズ１と回折光学素子２との組み合せによってレーザ光の波長ごとに異なる次数の回折光を集光させることで、全てのレーザ光について一定以上の精度で結像が可能となり、当該レーザ光を各種光情報記録媒体の情報読取光又は情報記録光として用いることができる。回折光学素子２のフランジ２ａ部分には、角度合わせに利用できる方向マークである切欠き２ｂが１箇所設けられている。切欠き２ｂは、回折光学素子２のフランジ２ａ部分を光軸に平行な平面でカットした形状になっている。
【００１７】
図１（Ｄ）に示す鏡枠３は、全体として円筒状の外形を有し、両端に円筒状の第１嵌合部３ａ及び第２嵌合部３ｂと、環状の第１基準面３ｃ及び第２基準面３ｄと、環状の絞り３ｅと、環状の第３基準面３ｆと、第３嵌合部３ｇと、上平面３ｈと、外周３ｎとを備える。第１嵌合部３ａと第２嵌合部３ｂとは、対物レンズ１及び回折光学素子２をそれぞれ光軸垂直方向に相対的に位置決めする。当該取り付けに際し、第１基準面３ｃ及び第２基準面３ｄは、それぞれ、第１及び第２嵌合部３ａ，３ｂに連接する。鏡枠３の外周３ｎ部分には、方向マークである切欠き３ｉが１箇所設けられており、対物レンズ１及び回折光学素子２を光軸まわりに角度合わせするための基準とすることができる。切欠き３ｉは、鏡枠３の外周３ｎ部分を光軸に平行な平面でカットした形状になっている。また、鏡枠３の第２嵌合部３ｂには、嵌合隙間３ｊ（図１（Ａ）参照）を設けている。この嵌合隙間３ｊは、回折光学素子２の調芯時に対物レンズ１に対して中心位置を合わせる微調整を行うためのものである。第１嵌合部３ａと第２嵌合部３ｂとの間であって鏡枠３内壁に配置された絞り３ｅは、レンズユニット１００の使用時における不要光のカットや光量の調整を行う。
【００１８】
また、鏡枠３には、外周３ｎの切り欠き３ｉを角度基準として、光軸まわりに一定の角度ごとに対物レンズ１のフランジ１ａの裏面と接着される面（不図示）が第１基準面３ｃ上に数箇所設けられている。
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係わるレンズユニットの組立方法について説明する。
【００２０】
図２は、対物レンズ１を配列収納する第１トレイ１１について説明する図である。図２（Ａ）は、対物レンズ１をトレイ１１ａと蓋１１ｂとで挟むように保持した状態を図示した側断面図である。対物レンズ１は、このように第１トレイ１１に収納された状態で前工程から組立てを行う工程へ運ばれてくる。
【００２１】
図２（Ｂ）は、第１トレイ１１から蓋１１ｂを外し、対物レンズ１がトレイ１１ａ上に配列された様子を図示した平面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のトレイ１１ａをＡＡ方向に切断した側断面図である。対物レンズ１はこのようにトレイ１１ａ上に配列された状態で、後述する対物レンズ組付装置２０（図６参照）へセットされる。
【００２２】
図３は回折光学素子２を配列収納する第３トレイ１３について説明する図である。図３（Ａ）は、回折光学素子２をトレイ１３ａと蓋１３ｂとで挟むように保持した状態を図示した側断面図である。回折光学素子２は、このように第３トレイ１３に収納された状態で前工程から組立てを行う工程へ運ばれてくる。
【００２３】
図３（Ｂ）は、第３トレイ１３から蓋１３ｂを外し、回折光学素子２がトレイ１３ａ上に配列された様子を図示した平面図である。図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のトレイ１３ａをＢＢ方向に切断した側断面図である。回折光学素子２はこのようにトレイ１３ａ上に配列された状態で、後述する回折光学素子組付装置４０（図１２参照）へセットされる。
【００２４】
図４及び図５は、本発明の組立方法に用いる治具について説明する図である。図４（Ａ）は鏡枠３を保持する筒状治具６の側断面図であり、図４（Ｂ）は、鏡枠３を保持する筒状治具６が後述する第１回転装置２１に置かれた状態を示す図である。
【００２５】
また、図５（Ａ）は、第１半組立品４を倒立した状態で保持する倒立保持治具７の平面図（上段）及び側断面図（下段）であり、図５（Ｂ）は、倒立保持治具７を吸着する吸着装置４３ａの平面図（上段）及び側断面図（下段）であり、図５（Ｃ）は、第１半組立品４を倒立保持した倒立保持治具７が吸着装置４３ａに置かれた状態を示す図である。
【００２６】
筒状治具６は円筒状の形状を有する。また、筒状治具６は、一方に鏡枠３の第３嵌合部３ｇと接する保持部６ａと他方に第１回転装置２１に固定する嵌合部６ｂとを備える。また、倒立保持治具７は、一方に鏡枠３の上平面３ｈ及び外周３ｎと接する保持部７ａと他方に吸着装置４３ａに固定する嵌合部７ｂとを備える。
【００２７】
図６〜図１０は、本発明の第１工程を行う、対物レンズ組付装置２０の構成と動作とを説明する正面図である。対物レンズ組付装置２０は、第１回転装置２１と、第１検出装置２２と、接着剤塗布装置２３と、第1トレイ移動装置２４と、第１搬送装置２５と、第２回転装置２６と、第２検出装置２７と、仮硬化装置２８とを備える。対物レンズ組付装置２０は、鏡枠３を１個ずつ置くと、第１トレイ１１上に配列して収納された対物レンズ１を順次自動で個別に取り出し、鏡枠３へ組み付け、その後、対物レンズ組付装置２０外に対物レンズ１が鏡枠３に組み付けられた第１半組立品４（図１（Ｅ）参照）を１個ずつ取り出す構成となっている。
【００２８】
対物レンズ組付装置２０の運転開始前に、図６に示すように、鏡枠３を保持した筒状治具６を１個、第１回転装置２１上に置く。ここで、対物レンズ組付装置２０には、対物レンズ１が配列して収納された第１トレイ１１が、第１トレイ移動装置２４の第１トレイ受台２４ａ上に、予めセットされている。不図示の運転開始ボタンを押すことにより、対物レンズ組付装置２０の制御部に設定されたプログラムに基づいて以下の動作が自動で行われる。
【００２９】
運転開始後、図７に示すように、第１回転装置２１の中心軸ＲＡ１は、鏡枠３の光軸ＯＡと一致し、鏡枠３が保持された筒状治具６は、第１回転装置２１により鏡枠３の光軸ＯＡを中心として回転する。
【００３０】
第１回転装置２１には、筒状治具６を嵌合によって固定する突起２１ａが設けられている。突起２１ａに筒状治具６を嵌合させているので、回転中に筒状治具６が回転装置２１上で偏芯して振れ回ることはない。これにより、筒状治具６及び鏡枠３を同軸にして光軸を中心として回転させることができる。
【００３１】
ここで、第１回転装置２１には、ステッピングモータ等が用いられる。なお、第１回転装置２１はステッピングモータに限らず、位置決め停止のできるものであればよい。ステッピングモータに代わるものとしてはエンコーダを備えるサーボモータ等が挙げられる。
【００３２】
図７に示すように、鏡枠３を回転させながら、第１検出装置２２を用いて、鏡枠３の切欠き３ｉを検出する。第１検出装置２２は光電センサの投光部２２ａと受光部２２ｂとを備える。光電センサの投光部２２ａは鏡枠３の外周３ｎに接線方向に光線が当たるように設けられている。光線の先には受光部２２ｂが設けられており、光線の受光量を計測している。鏡枠３の切欠き３ｉが光線の位置に来ると光線が透過し、光線の受光量が大きくなり、予め設定された閾値を超えた時に、切欠き３ｉが光線の位置に来たと判断する。
【００３３】
その後、図８に示すように、第１回転装置２１により筒状治具６を回転送りし、鏡枠３の対物レンズ１との接着面となる所定位置で回転停止する。その位置で、接着剤塗布装置２３の吐出ノズル２３ａ先端が鏡枠３の対物レンズ１との接着面（図1の第１基準面３ｃに相当）に近接し、紫外線硬化接着剤を微少量吐出して接着面に点着させる。その後、接着剤塗布装置２３は、吐出ノズル２３ａを鏡枠３から退避させる。この動作を各接着面に対して行った後、対物レンズ１の方向マーク１ｂに対して鏡枠３の切欠き３ｉが所定の角度となるように、筒状治具６を回転送りして停止させる。なお、所定の角度は、運転開始前に、予め、対物レンズ組付装置２０の制御部（不図示）に設定されている。
【００３４】
第１搬送装置２５は吸着パッド２５ａと１軸ロボット２５ｂとを備える。鏡枠３への接着剤の塗布と同時並行して、図７に示すように、対物レンズ１が配列収納された第１トレイ１１上に第１搬送装置２５の吸着パッド２５ａが下降し、対物レンズ１を１個ずつ吸着して上昇する。吸着パッド２５ａは不図示の真空発生装置に接続された配管を有しており、制御プログラムにより吸着／解放ができるようになっている。また、吸着パッド２５ａは、左右方向に移動する１軸ロボット２５ｂに昇降可能に設けられており、第１トレイ１１上や後述する回転治具２６ａ上や筒状治具６上を移動可能となっている。
【００３５】
第１トレイ移動装置２４は、トレイ受台２４ａと１軸ロボット２４ｂとを備える。トレイ受台２４ａ上には、対物レンズ１が配列して収納された第1トレイ１１（図２参照）がセットされており、対物レンズ１が第１搬送装置２５の吸着パッド２５ａによって１個ずつ搬送されて、１列分が空になるごとに、次の列が吸着パッド２５ａの真下になるように、１軸ロボット２４ｂが前後方向に移動する。
【００３６】
吸着パッド２５ａが第１トレイ１１の上空から第２回転装置２６の回転治具２６ａの上空へ移動し、下降して対物レンズ１の吸着を解放して上昇すると、図８に示すように、回転治具２６ａ上に対物レンズ１が保持される。
【００３７】
回転治具２６ａは、第２回転装置２６上に固定されており、筒状の形状を有し、回転治具２６ａの上側には対物レンズ１と嵌合する保持部２６ｂを備える。ここで、第２回転装置２６の中心軸ＲＡ２は、対物レンズ１の光軸ＯＡと一致し、対物レンズ１が保持された回転治具２６ａは、第２回転装置２６により対物レンズ１の光軸ＯＡを中心として回転する。
【００３８】
第２検出装置２７は、撮像カメラ２７ａと不図示の画像認識装置とを備える。撮像カメラ２７ａは回転治具２６ａの上空に設けられ、回転治具２６ａ上の対物レンズ１の上面を撮影する。撮像カメラ２７ａで撮影した画像は画像認識装置へ送られ、画像認識装置では画像中の対物レンズ１のフランジ１ａの輪郭と方向マーク１ｂとの相対位置から、対物レンズ１の光軸を中心として方向マーク１ｂがどの角度になっているかを計測する。
【００３９】
その後、対物レンズ１の方向マーク１ｂが奥側（１２時の方向）になるように、回転治具２６ａを回転送りして停止させる。なお、回転治具２６ａを回転させるための第２回転装置２６にはステッピングモータ等が用いられる。また、画像認識装置にはモニター画面が設けられており、撮像カメラ２７ａから送られてきた画像が映し出され、方向マーク１ｂが検出できていることを目視で確認することができる。
【００４０】
その後、図９に示すように、再び、吸着パッド２５ａが下降して第２回転装置２６にセットされている対物レンズ１を吸着して上昇する。１軸ロボット２５ｂによって吸着パッド２５ａが対物レンズ１を吸着したまま、さらに筒状治具６に保持されている鏡枠３の上空へ移動する。
【００４１】
１軸ロボット２５ｂに設けられた昇降機構により、鏡枠３の上に吸着パッド２５ａが下降すると、図１０に示すように、対物レンズ１が鏡枠３上に載置され組み付けられる。その後、吸着パッド２５ａは対物レンズ１の吸着を解放して上昇し、初期位置に戻る。
【００４２】
仮硬化装置２８は紫外線照射ヘッド２８ａを備えており、紫外線照射ヘッド２８ａが鏡枠３の上空へ移動し、鏡枠３付近のごく狭い範囲だけに紫外線が照射されるようになっている。紫外線を数秒間照射して、対物レンズ１のフランジ１ａの裏面と鏡枠３の第１基準面３ｃの接着面との間に介在する紫外線硬化接着剤を硬化させる。紫外線照射後、紫外線照射ヘッド２８ａが鏡枠３の上空から退避して初期位置に戻ると、対物レンズ組付装置２０の運転動作、すなわち第１半組立品４の組み付けが完了となる。
【００４３】
その後、対物レンズ１が鏡枠３に組み付けられた第１半組立品４が保持されている筒状治具６を対物レンズ組付装置２０から取り出す。第１半組立品４が保持されている筒状治具６は、図１１に示すように、第２トレイ１２に配列して置かれ、数百個単位で、不図示の本硬化装置に入れられる。本硬化装置は、装置内部の広い範囲を均一に照射できるようになっており、数十分から数時間かけて紫外線照射し、対物レンズ１と鏡枠３との間に介在する接着剤を完全に硬化させる。
【００４４】
図１２〜図１６は、本発明の第２工程を行う、回折光学素子組付装置４０の構成と動作とを説明する正面図である。回折光学素子組付装置４０は、第３回転装置４１と、第３検出装置４２と、第２搬送装置４３と、第２トレイ移動装置４４と、第３搬送装置４５と、第４回転装置４６と、第４検出装置４７とを備える。回折光学素子組付装置４０は、第１半組立品４を１個ずつ置くと、第３トレイ１３上に配列して収納された回折光学素子２を順次自動で個別に取り出し、第１半組立品４へ組み付け、その後、回折光学素子組付装置４０外に対物レンズ１と回折光学素子２とが鏡枠３に組み付けられた第２半組立品５を１個ずつ取り出す構成となっている。
【００４５】
回折光学素子組付装置４０の運転開始前に、図１２に示すように、第１半組立品４を保持した筒状治具６を１個、回折光学素子組付装置４０の第３回転装置４１上に置く。また、第１半組立品４を倒立させて保持する倒立保持治具７を何も載せない状態で１個、第２搬送装置４３上に置く。なお、回折光学素子２が配列して収納された第２トレイ１３が、回折光学素子組付装置４０の第２トレイ受台４４ａ上に、予めセットされている。不図示の運転開始ボタンを押すことにより、回折光学素子組付装置４０の制御部に設定されたプログラムに基づいて以下の動作が自動で行われる。
【００４６】
運転開始後、図１３に示すように、第３回転装置４１の中心軸ＲＡ３は、第１半組立品４の光軸ＯＡと一致し、第１半組立品４が保持された筒状治具６は、第３回転装置４１により第１半組立品４の光軸ＯＡを中心として回転する。
【００４７】
第３検出装置４２は、図７等の第１検出装置２２と同様に、光電センサの投光部４２ａと受光部４２ｂとを備える。光電センサの投光部４２ａは投光部２２ａに対応し、受光部４２ｂは受光部２２ｂに対応しており、第１検出装置２２と同様に、鏡枠３の切欠き３ｉを検出する。
【００４８】
その後、回折光学素子２の切欠き２ｂに対して鏡枠３の切欠き３ｉが所定の角度となるように、第３回転装置４１を回転送りして停止させる。ここで、所定の角度は、運転開始前に、予め、回折光学素子組付装置４０の制御部（不図示）に設定されている。なお、第３回転装置４１には、ステッピングモータ等が用いられる。
【００４９】
第２搬送装置４３は、吸着装置４３ａとアーム４３ｂと昇降回動装置４３ｃとを備える。図１３に示すように、吸着装置４３ａに置かれた倒立保持治具７の底面が不示図の真空発生装置により吸着装置４３ａに吸着される。
【００５０】
吸着装置４３ａは、第２搬送装置４３のアーム４３ｂの一端上に設けられており、昇降回動装置４３ｃが回転動作し、アーム４３ｂを初期位置である第３搬送装置４５側から第３回転装置４１側へ移動させると、倒立保持治具７が上下反転して、上下逆さの状態で第１半組立品４の上空で停止する。
【００５１】
その後、図１４に示すように、昇降回動装置４３ｃよってアーム４３ｂが下降し、倒立保持治具７が第１半組立品４の上部にかぶさる。倒立保持治具７の中心には貫通穴７ｃが設けられており、真空発生装置の負圧が貫通穴７ｃを通じることにより、第１半組立品４が倒立保持治具７に吸着される。アーム４３ｂが上昇すると倒立保持治具７と一緒に半組立品４も上昇して筒状治具６から抜ける。その後、図１５に示すように、倒立保持治具７と第１半組立品４を吸着したまま、アーム４３ｂは初期位置へ反転して戻り、第１半組立品４は倒立保持治具７上に倒立して保持された状態となる。この状態は、鏡枠３の回折光学素子２を組み付ける側である第２基準面３ｄが上向きになっており、上から回折光学素子２を組み付けることが可能な状態である。
【００５２】
第３搬送装置４５は吸着パッド４５ａと１軸ロボット４５ｂとを備える。第１半組立品４を倒立保持治具７に保持する作業と同時並行して、図１３に示すように、回折光学素子２が配列して収納された第３トレイ１３上に第３搬送装置４５の吸着パッド４５ａが下降し、回折光学素子２を１個ずつ吸着して上昇する。
【００５３】
吸着パッド４５ａは左右方向に移動する１軸ロボット４５ｂに昇降可能に設けられており、第３トレイ１３上や回転治具４６ａ上や倒立保持治具７上を移動可能となっている。
【００５４】
第２トレイ移動装置４４は、トレイ受台４４ａと１軸ロボット４４ｂとを備える。トレイ受台４４ａ上には、回折光学素子２が配列して収納された第３トレイ１３（図３参照）がセットされており、第３搬送装置４５の吸着パッド４５ａによって１個ずつ搬送されて、１列分が空になるごとに、次の列が吸着パッド４５ａの真下になるように、１軸ロボット４４ｂが前後方向に移動する。
【００５５】
吸着パッド４５ａが第３トレイ１３の上空から第４回転装置４６の回転治具４６ａの上空へ移動し、下降して回折光学素子２の吸着を解放して上昇すると、図１４に示すように、回転治具４６ａ上に回折光学素子２が保持される。
【００５６】
回転治具４６ａは、第４回転装置４６上に固定されており、筒状の形状を有し、回転治具４６ａの上側には回折光学素子２と嵌合する保持部４６ｂを備える。ここで、第４回転装置４６の中心軸ＲＡ４は、回折光学素子２の光軸ＯＡと一致し、回折光学素子２が保持された回転治具４６ａは、第４回転装置４６により回折光学素子２の光軸ＯＡを中心として回転する。
【００５７】
第４検出装置４７は、図７等の第１検出装置２２等と同様に、光電センサの投光部４７ａと受光部４７ｂとを備える。光電センサの投光部４７ａは投光部２２ａに対応し、受光部４７ｂは受光部２２ｂに対応しており、第１検出装置２２等と同様に、回折光学素子２の切欠き２ｂを検出する。
【００５８】
その後、回折光学素子２の切欠き２ｂが手前側になるように、回転治具４６ａを回転送りして停止させる。ここで、回折光学素子２の切欠き２ｂが手前側になるように停止させるのは、切欠き２ｂが検出できていることを目視で確認しやすいためである。
【００５９】
その後、図１５に示すように、再び、吸着パッド４５ａが下降して第４回転装置４６にセットされている回折光学素子２を吸着して上昇する。１軸ロボット４５ｂによって吸着パッド４５ａが回折光学素子２を吸着したまま、さらに倒立保持治具７上に保持されている第１半組立品４の上空へ移動する。
【００６０】
１軸ロボット４５ｂに設けられた昇降機構により第１半組立品４の上に吸着パッド４５ａが下降すると、図１６に示すように、回折光学素子２が倒立保持された第１半組立品４の鏡枠３上に載置され組み付けられる。吸着パッド４５ａの吸着を解放し、上昇して、初期位置に戻ると、回折光学素子組付装置４０の運転動作が完了となる。空になった鏡枠３用の筒状治具６を回折光学素子組付装置４０から取り出し、回折光学素子２が組み付けられた第２半組立品５ごと倒立保持治具７を回折光学素子組付装置４０から取り出す。
【００６１】
この後、第２半組立品５は、倒立保持治具７と一緒に不図示の後工程の装置に置かれ、そこで回折光学素子２と鏡枠３との嵌合隙間３ｊに紫外線硬化接着剤を注入され、対物レンズ１に対して回折光学素子２が調芯される。その後、紫外線を数秒間照射され、嵌合隙間３ｊに入っている接着剤が仮硬化する。その後さらに、数百個単位で、不図示の本硬化装置に入れられ、数十分から数時間かけて紫外線照射され、嵌合隙間３ｊに入っている接着剤を完全に硬化する。
【００６２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のレンズユニット組立方法では、対物レンズ１を鏡枠３に組み付ける際に、鏡枠３の切欠き３ｉを角度基準として、対物レンズ１の方向マーク１ｂが光軸まわりに所定の角度となるようにして組み付ける。同様に回折光学素子２を鏡枠３に組み付ける際に、鏡枠３切欠き３ｉを角度基準として、回折光学素子２の切欠き２ｂが光軸まわりに所定の角度となるようにして組み付ける。このように組み付けることにより、対物レンズ１の方向マーク１ｂは対物レンズ１単体での収差方向の基準とし、回折光学素子２の切欠き２ｂは回折光学素子２単体での収差方向の基準とすることができる。これにより、対物レンズ１と回折光学素子２ともに非点収差がある場合は、これらの方向マーク１ｂと切欠き２ｂとの光軸まわりの相対角度を調整することにより、対物レンズ１の非点収差方向と回折光学素子２の非点収差方向を直交させて非点収差を相殺し、結果として、レンズユニット１００としての非点収差を小さくすることができる。さらに、鏡枠３の切欠き３ｉを角度基準として、対物レンズ１の方向マーク１ｂ及び回折光学素子２の切欠き２ｂが、それぞれ所定の角度となるようにすることにより、対物レンズ１の非点収差の方向と回折光学素子２の非点収差の方向を直交させて鏡枠３に組み付けることができる。
【００６３】
なお、この発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、第２光学素子として回折光学素子２を用いたが、レンズや回折光学素子以外の位相制御素子を用いてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、筒状治具６等を円筒状としたが、例えば四角筒状等の各種筒状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１（Ａ）は本実施形態のレンズユニットの側断面図であり、図１（Ｂ）は対物レンズの平面図及び側断面図であり、図１（Ｃ）は回折光学素子の平面図及び側断面図であり、図１（Ｄ）は鏡枠の平面図及び側断面図であり、図１（Ｄ）は第１半組立品の側断面図である。
【図２】第１トレイについて説明する図である。
【図３】第３トレイについて説明する図である。
【図４】本実施形態の組立方法に用いる治具について説明する図である。
【図５】本実施形態の組立方法に用いる治具について説明する図である。
【図６】対物レンズ組付装置を説明する正面図である。
【図７】対物レンズ組付装置を説明する正面図である。
【図８】対物レンズ組付装置を説明する正面図である。
【図９】対物レンズ組付装置を説明する正面図である。
【図１０】対物レンズ組付装置を説明する正面図である。
【図１１】第２トレイについて説明する図である。
【図１２】回折光学素子組付装置を説明する正面図である。
【図１３】回折光学素子組付装置を説明する正面図である。
【図１４】回折光学素子組付装置を説明する正面図である。
【図１５】回折光学素子組付装置を説明する正面図である。
【図１６】回折光学素子組付装置を説明する正面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…対物レンズ、  ２…回折光学素子、  ３…鏡枠、  ４，５…半組立品、  １ｂ…方向マーク、  ２ｂ，３ｂ…切欠き、  １００…レンズユニット、  ２０…対物レンズ組付装置、  ４０…回折光学素子組付装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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