(57)【要約】【課題】収差性能が良好な光ピックアップを簡素な光学系にて、短時間で高精度に測定する光ピックアップ波面収差検査装置、光ピックアップ組立調整装置、さらには、レンズ評価装置、レンズ組立装置、光ピックアップ用対物レンズアクチュエータ組立調整装置を提供する。【解決手段】波面収差検出手段により検出された、光ピックアップ出射光の位相波面のチルト成分を最小とするように、光ピックアップの水平方向の位置調整を行い、光ピックアップ出射光の波面収差を測定する、波面収差検査装置。これにより、例えば、光ピックアップ出射光の波面収差測定を高精度に行う、光ピックアップ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせを短時間で実現できる。【選択図】図１
2009110639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、
前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、
を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、前記被測定光の波面収差を測定する波面収差検査装置であって、
前記波面収差検査装置は、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、波面収差検査装置。
【請求項２】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、
前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、
を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、前記被測定光の波面収差を測定する波面収差検査装置であって、
前記波面収差検査装置は、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、波面収差検査装置。
【請求項３】
前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１記載の波面収差検査装置。
【請求項４】
前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２記載の波面収差検査装置。
【請求項５】
前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項１から請求項４のいずれかに記載の波面収差検査装置。
【請求項６】
前記光ピックアップは複数の光情報媒体に対応するため、複数個の前記対物レンズと、複数個の前記光源を有し、複数個の前記対物レンズに対応する、複数個の前記コリメータレンズを有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の波面収差検査装置。
【請求項７】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、
前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、
を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う光ピックアップ組立調整装置であって、
前記光ピックアップ組立調整装置は、
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、光ピックアップ組立調整装置。
【請求項８】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、
前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、
を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う光ピックアップ組立調整装置であって、
前記光ピックアップ組立調整装置は、
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、光ピックアップ組立調整装置。
【請求項９】
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項７記載の光ピックアップ組立調整装置。
【請求項１０】
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項８記載の光ピックアップ組立調整装置。
【請求項１１】
前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項７から請求項１０のいずれかに記載の光ピックアップ組立調整装置。
【請求項１２】
前記光ピックアップは複数の光情報媒体に対応するため、複数個の前記対物レンズと、複数個の前記レーザ光源を有し、前記複数個の対物レンズに対し、複数個の前記コリメータレンズを有する請求項７から請求項１１のいずれかに記載の光ピックアップ組立調整装置。
【請求項１３】
レンズからの出射光の波面収差を測定し、レンズの収差性能を評価するレンズ評価装置であって、
前記レンズ評価装置は、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射し、前記レンズを通過した光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ評価装置。
【請求項１４】
レンズからの出射光の波面収差を測定し、レンズの収差性能を評価するレンズ評価装置であって、
前記レンズ評価装置は、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射し、前記レンズを通過した光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ評価装置。
【請求項１５】
前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１３記載のレンズ評価装置。
【請求項１６】
前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１４記載のレンズ評価装置。
【請求項１７】
前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項１３から請求項１６いずれかに記載のレンズ評価装置。
【請求項１８】
複数の光学部品で構成される、組レンズを組み立てるレンズ組立装置であって、
前記レンズ組立装置は、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射し、前記組レンズを通過した光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記組レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ組立装置。
【請求項１９】
複数の光学部品で構成される、組レンズを組み立てるレンズ組立装置であって、
前記レンズ組立装置は、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射し、前記組レンズを通過した光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差おり、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、
を有し、
前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記組レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ組立装置。
【請求項２０】
前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記組レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１８記載のレンズ組立装置。
【請求項２１】
前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記組レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１９記載のレンズ組立装置。
【請求項２２】
前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項１８から請求項２１いずれかに記載のレンズ組立装置。
【請求項２３】
光ピックアップの対物レンズを、前記対物レンズを駆動する対物レンズアクチュエータへ取り付ける、対物レンズアクチュエータ組立調整装置であって、
前記対物レンズアクチュエータ組立調整装置は、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射し、前記対物レンズを通過した光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記対物レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、対物レンズアクチュエータ組立調整装置。
【請求項２４】
光ピックアップの対物レンズを、前記対物レンズを駆動する対物レンズアクチュエータへ取り付ける、対物レンズアクチュエータ組立調整装置であって、
前記対物レンズアクチュエータ組立調整装置は、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射し、前記対物レンズを通過した光を被測定光として、
前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、
レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、
を有し、
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記対物レンズのフォーカス方向の調整を行うことを特徴とする、対物レンズアクチュエータ組立調整装置。
【請求項２５】
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記対物レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２３記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置。
【請求項２６】
前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記対物レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２４記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置。
【請求項２７】
前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項２３から請求項２６いずれかに記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置。
【請求項２８】
前記対物レンズアクチュエータは複数の光情報媒体に対応するため、複数個の前記対物レンズを有し、複数個の前記対物レンズに対し、複数個の前記コリメータレンズを有する請求項２３から請求項２７いずれかに記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置。
【請求項２９】
請求項１２に記載の光ピックアップ組立調整装置にて組み立てた光ピックアップであって、
前記複数の光情報媒体は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤであり、
Ｂｌｕ−ｒａｙディスクは第１の光源、および第１の対物レンズを用いて記録または再生を行い、
ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤとＣＤはそれぞれを共通の第２の対物レンズを用いて、記録または再生を行うことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３０】
請求項１２に記載の光ピックアップ組立調整装置にて組み立てた光ピックアップであって、
前記複数の光情報媒体は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤであり、
共通の対物レンズを用いて、それぞれの光情報媒体の記録または再生を行うことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３１】
請求項２９または請求項３０の光ピックアップにて、前記光情報媒体の記録または再生を行うことを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項３２】
請求項３１の光ディスクドライブにて前記光情報媒体の記録または再生を行うことを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに代表される光情報媒体に対して情報の記録または再生に利用される光ピックアップに関し、特に、光ピックアップの波面収差検査装置、光ピックアップ組立調整装置、レンズ評価装置、レンズ組立装置、光ピックアップ用対物レンズアクチュエータ組立調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置は大容量のデータを記録再生する手段として盛んに開発が行われ、より高い記録密度を達成するためのアプローチがなされている。
【０００３】
従来のＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（ディジタル多目的ディスク）に加え、最近では光情報媒体の記録容量のさらなる大容量化に伴い、光源の短波長化、集光光学系の高ＮＡ（ＮＡ：開口数）化などにより、片面単層で約２５ＧＢ、片面２層で約５０ＧＢものディジタル情報を記録または再生可能な、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃや、片面単層で約２０ＧＢ、片面２層で約４０ＧＢのディジタル情報を記録または再生可能なＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＤＶＤ）がすでに実用化されている。
【０００４】
この光ディスク装置の大容量化に伴い、その主要構成要素である光ピックアップには、非常に高い性能が要求されているが、その中でも、集光光学系の集光性能を決定づける収差性能については、使用波長の短波長化と、対物レンズの高ＮＡ化に伴い、波動光学上の理論的限界である回折限界に近い、極めて厳しい性能が要求されている。
【０００５】
前記性能を実現するためには、前記光ピックアップの構成要素である光学部品の加工精度を高める必要があるが、前記光学部品を光ピックアップの光学基台へ組み付ける際の組立調整精度、および、前記組立が行われた光ピックアップの収差性能を検査する、収差測定精度についても、より高い精度が要求されている。
【０００６】
この光ピックアップの調整工程において、理想的には光源であるレーザ光の光軸と、対物レンズの光軸は一致するように配置され、対物レンズから出射されるレーザ光の光軸に対して光情報媒体である光ディスクが垂直な姿勢となるように調整を行う。
【０００７】
ところが、構成要素である光学部品それぞれの組立誤差や、前記光学部品単体がそれぞれ持つコマ収差により、前記対物レンズからの出射光には通常コマ収差が発生しているため、前記対物レンズを前記レーザ光の光軸に対して傾けることにより、前記コマ収差を打ち消す調整方法が一般的に用いられている。
【０００８】
この光ピックアップの対物レンズの傾き調整、および、収差性能の検査は、光ピックアップの出射光を観測装置によって観測し、同観測結果に基づいて行われている。この結果に基づき、対物レンズの傾きなどを調整する場合は調整装置であり、前記調整を行わない場合は、検査装置として使用できるが、基本的には同様な構成のため、以下、検査装置として従来例の説明を行う。
【０００９】
さて、従来の光ピックアップの検査装置としては特許文献１に示されるようなスポットアナライザを用いた装置がある。
【００１０】
このスポットアナライザを用いた装置は、光ピックアップの対物レンズからの出射光をコリメータレンズにより取り込み、ＣＣＤカメラ上に結像し、このＣＣＤカメラのスポット像よりコマ収差の大きさと方向を検出するもので、具体的には、モニタ上に映し出された前記スポット像における、０次光画像の真円度および１次回折光によるリング状画像の均一性より、視覚的、または、画像解析によりコマ収差量を得るものである。
【００１１】
前記スポットアナライザを用いた調整装置は、構成が簡単という利点があるが、装置自体が持つ収差が測定結果に影響を及ぼす場合があるため、装置の持つ収差を極力排除しなければならない、各収差成分同士のクロストークを完全に除去できないため、各収差成分を高精度に独立して測定することが困難といった課題があり、最近の高密度記録用光ピックアップの調整、検査用としては、性能が十分であるとは言えない。そこで、最近では干渉計を用いた調整装置を用い、高精度な収差検出を行う方法も用いられている。
【００１２】
特許文献２には、マッハツェンダ干渉計を用いた収差検査装置が開示されており、これは、光ピックアップの出射光を、マッハツェンダ干渉計に入射させ、前記マッハツェンダ干渉計から得られた干渉波面に位相変調をかけることにより光ピックアップ出射光の波面収差を得るものである。
【００１３】
このマッハツェンダ干渉計を用いた調整装置では、高精度な波面収差計測が行えるため、精度良く光ピックアップの検査を行えるという利点があるが、参照光を得るために非常に高精度に光ピックアップと干渉計の光軸位置調整（数ミクロン以下）を行わなければならない、被測定光の可干渉性が高くなければならない、干渉による影響が非常に強く、ノイズ光が干渉波面に重畳されると測定精度が低下する、光学系が複雑で装置自体が非常に高価になるといった課題があり、実用的な製造装置として用いることは難しい。
【００１４】
ところが、特許文献３には、シャック−ハルトマン（Ｓｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ）法を用いた光ピックアップ波面測定装置が開示されており、前記、干渉計を用いた波面測定装置の欠点を解消可能な方法として、近年、注目を集めている。
【００１５】
シャック−ハルトマン法を用いた波面測定装置は、被測定光をレンズアレイに入射させ、レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、被測定光が集光するスポット位置の差より、被測定光の位相波面を検出する装置であり、以下、図３を用いて、シャック−ハルトマン法の原理を簡単に説明する。
【００１６】
図３におけるａ）は、被測定光の位相波面分布であり、領域１、領域２、領域３、領域４、．．．における光束は、レンズアレイ２２を構成するマイクロレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、．．．へそれぞれ入射する。各マイクロレンズは焦点距離ｆを持つ。
【００１７】
一般に、レンズに平行光を入射させた場合、入射光の波面にθの傾き（チルト）があると、スポット位置の変位Δｘはｆθに比例する。
【００１８】
そこで、前記各マイクロレンズのスポット位置の、焦点位置からのずれ量（図３のΔｘ１、Δｘ２、Δｘ３、Δｘ４、．．．）より、各領域の局所的な波面の傾きを得、計算処理により被測定光の位相波面を合成する（図６ｂ））。
【００１９】
このシャック−ハルトマン法は、干渉による波面検出方法ではないため、被測定光の可干渉性や、ノイズ光による干渉の影響を受けにくく、簡単な構造のため安価に装置を構成できる、参照光を生成する光学系が不要であり光学系を簡素化できるといった利点がある。
【００２０】
以下、図９を用いて、前記シャック−ハルトマン法を用いた、従来の光ピックアップ波面測定装置の構成について説明を行う。
【００２１】
図９において、光ピックアップ１６からの出射光を、コリメータレンズ１により平行光に変換した後、第３のビームスプリッタ４１を介し、レンズアレイ７に入射させ、前記レンズアレイ７からの収束光はＣＣＤカメラ８上に複数のスポットを形成する。
【００２２】
前記ＣＣＤカメラ８により受光された前記複数のスポットの集光位置情報は、画像処理装置１３に送られ、情報処理装置１５において、シャック−ハルトマン法により、位相波面が算出される。
【００２３】
前記情報処理装置１５は、前記位相波面より、各種収差成分の大きさや方向の検出を行い、画面上に各情報を表示する。
【００２４】
ところで、光ピックアップを配置した初期状態においては、通常、前記対物レンズ５の位置は大きくずれているため、オートコリメータ６により、前記コリメータレンズ１からの平行光を観測し、前記光ピックアップ１６の位置を調整することにより前記対物レンズ５の位置を所定の位置範囲へ移動する。
【００２５】
具体的には、前記オートコリメータ６に表示されるスポット画像の位置により、前記対物レンズ５の水平方向の位置を調整し、前記スポット画像の大きさにより、前記対物レンズ５のフォーカス方向の位置調整を行う。
【００２６】
さらに、第１のビームスプリッタ２により一部取り出された前記コリメータレンズ１からの平行光を、シリンドリカルレンズ１１により第１の受光素子１２に集光し、一般的に光ピックアップなどに良く用いられている非点収差法によりフォーカス・トラッキングエラー生成装置１４によりフォーカスエラー信号を生成する。
【００２７】
また、第２のビームスプリッタ３により一部取り出された前記コリメータレンズ１からの平行光を、レンズ９により第２の受光素子１０に集光し、前記受光素子１０における受光面上の前記集光スポットの位置よりフォーカス・トラッキングエラー生成装置１４によりトラッキングエラー信号を生成する。
【００２８】
そして、前記フォーカスエラー信号、および、前記トラッキングエラー信号により、前記対物レンズアクチュエータ２０をそれぞれフォーカス方向、および、トラッキング方向に駆動し、前記対物レンズ５の位置制御を行う。
【特許文献１】特許第３７９２２１８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１３６５号公報
【特許文献３】特開２００５−３５３２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
従来のシャック−ハルトマン法を用いた光ピックアップ収差検査装置では、従来の干渉計を用いた光ピックアップ収差検査装置と比べて、前述したとおり、参照光を生成する光学系が不要といった利点があるが、測定光学系を構成する、コリメータレンズの軸外特性に影響されやすいという課題がある。
【００３０】
以下、前記課題について図４を用いて説明を行う。図４は図９の光学系の一部を示しており、図４において、２３は光ピックアップの対物レンズ、２４は前記対物レンズ２３からの発散光を平行光に変換し、シャック−ハルトマン法により波面収差を検出する、図示しないレンズアレイに導くためのコリメータレンズである。なお、それぞれのレンズの中心線は、レンズの光軸を示す。
【００３１】
図４のａ）は、前記対物レンズ２３と前記コリメータレンズ２４の光軸が一致している状態で、それぞれのレンズが理想的に配置された状態である。
【００３２】
ところが、図４のｂ）のように対物レンズ２３と前記コリメータレンズ２４の光軸がずれた場合、前記コリメータレンズ２４を通過した光は傾いて出射してしまう。
【００３３】
このように光軸から傾いて光が出射する場合、コリメータレンズには一般的に軸外収差と呼ばれる収差が発生し、特に、波長が短く、ＮＡの大きな高密度記録用の光ピックアップを測定する際に顕著に表れる。その結果として、１ミクロン程度の位置ずれに対し、数ｍλの軸外収差が発生し、収差測定結果に誤差を発生させてしまう。
【００３４】
現在の高密度記録用の光ピックアップにおいては、十分な集光スポットを得るために、収差検査仕様は１５ｍλ程度以下である場合もあり、前記測定誤差の影響は大きく、前記対物レンズ２３と前記コリメータレンズ２４の光軸ずれを抑制する必要がある。この光軸ずれを高精度に行うために複雑な専用の位置検出手段を設ける必要があり、例えば、前記位置検出手段としてはオートコリメータが用いられる。
【００３５】
ところが、前記位置検出手段は、通常、検出範囲と検出分解能がそれぞれトレードオフの関係になる。従って、従来のＤＶＤやＣＤ用光ピックアップの測定や、従来、シャック−ハルトマン法が良く用いられていた望遠鏡などの組立等は、比較的精度の低い位置調整であり、粗い検出分解能しか必要とされなかったため、検出範囲が広く、検出分解能が粗いオートコリメータで十分であったが、前記高密度記録用の光ピックアップのように高精度な位置調整が要求される場合においては、オートコリメータでは、必要な検出分解能を実現できないという課題がある。
【００３６】
さらに、検出範囲が狭く、検出分解能が高い位置調整手段を別途設け、検出範囲が広く、検出分解能が粗い位置検出手段による位置粗調整と、検出範囲が狭く、検出分解能が高い位置検出手段による位置微調整の２段階のステップにより位置調整を行った場合においては、調整タクトが増大するという課題もある。
【００３７】
本発明は、前記問題点を解決するもので、収差性能が良好な光ピックアップを簡素な光学系にて、短時間で高精度に測定する光ピックアップ波面収差検査装置、光ピックアップ組立調整装置、さらには、レンズ評価装置、レンズ組立装置、光ピックアップ用対物レンズアクチュエータ組立調整装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、前記被測定光の波面収差を測定する波面収差検査装置であって、前記波面収差検査装置は、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、波面収差検査装置である。
【００３９】
これにより、例えば、光ピックアップ出射光の波面収差測定を高精度に行う、光ピックアップ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせを短時間で実現できる。
【００４０】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、前記被測定光の波面収差を測定する波面収差検査装置であって、前記波面収差検査装置は、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、波面収差検査装置である。
【００４１】
これにより、例えば、光ピックアップ出射光の波面収差測定を高精度に行う、光ピックアップ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時のフォーカス調整を短時間で実現できる。
【００４２】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１記載の波面収差検査装置である。
【００４３】
これにより、例えば、光ピックアップ出射光の波面収差測定を高精度に行う、光ピックアップ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００４４】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、前記被測定光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２記載の波面収差検査装置である。
【００４５】
これにより、例えば、光ピックアップ出射光の波面収差測定を高精度に行う、光ピックアップ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００４６】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項１から請求項４のいずれかに記載の波面収差検査装置である。
【００４７】
これにより、例えば、複数の光源を有する光ピックアップにおける光ピックアップの波面測定を短時間かつ高精度に行うことができる。
【００４８】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、前記光ピックアップは複数の光情報媒体に対応するため、複数個の前記対物レンズと、複数個の前記光源を有し、複数個の前記対物レンズに対応する、複数個の前記コリメータレンズを有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の波面収差検査装置である。
【００４９】
これにより、例えば、複数の光源を有する光ピックアップにおける光ピックアップの波面測定を短時間に高精度に行うことができる。
【００５０】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う光ピックアップ組立調整装置であって、前記光ピックアップ組立調整装置は、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、光ピックアップ組立調整装置である。
【００５１】
これにより、例えば、光ピックアップの組立調整を高精度に行う、光ピックアップ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせを短時間で実現できる。
【００５２】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源から発生したレーザ光を、光情報媒体へ集光するための対物レンズと、前記対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータと、を有する光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う光ピックアップ組立調整装置であって、前記光ピックアップ組立調整装置は、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズからの出射光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、光ピックアップ組立調整装置である。
【００５３】
これにより、例えば、光ピックアップの組立調整を高精度に行う、光ピックアップ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時のフォーカス調整を短時間で実現できる。
【００５４】
また、本発明の請求項９に記載の発明は、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記光ピックアップのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項７記載の光ピックアップ組立調整装置である。
【００５５】
これにより、例えば、光ピックアップの組立調整を高精度に行う、光ピックアップ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００５６】
また、本発明の請求項１０に記載の発明は、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズ、または前記対物レンズアクチュエータの傾き調整を行う際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記光ピックアップの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項８記載の光ピックアップ組立調整装置である。
【００５７】
これにより、例えば、光ピックアップの組立調整を高精度に行う、光ピックアップ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００５８】
また、本発明の請求項１１に記載の発明は、前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項７から請求項１０のいずれかに記載の光ピックアップ組立調整装置である。
【００５９】
これにより、例えば、光ピックアップの組立調整を高精度に行う、光ピックアップ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００６０】
また、本発明の請求項１２に記載の発明は、前記光ピックアップは複数の光情報媒体に対応するため、複数個の前記対物レンズと、複数個の前記レーザ光源を有し、前記複数個の対物レンズに対し、複数個の前記コリメータレンズを有する請求項７から請求項１１のいずれかに記載の光ピックアップ組立調整装置である。
【００６１】
これにより、例えば、複数の光源を有する光ピックアップにおける光ピックアップの波面測定を短時間に高精度に行うことができる。
【００６２】
また、本発明の請求項１３に記載の発明は、レンズからの出射光の波面収差を測定し、レンズの収差性能を評価するレンズ評価装置であって、前記レンズ評価装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射し、前記レンズを通過した光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ評価装置である。
【００６３】
これにより、例えば、レンズの波面収差を高精度に行う、レンズ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせを短時間で実現できる。
【００６４】
また、本発明の請求項１４に記載の発明は、レンズからの出射光の波面収差を測定し、レンズの収差性能を評価するレンズ評価装置であって、前記レンズ評価装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射し、前記レンズを通過した光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ評価装置である。
【００６５】
これにより、例えば、レンズの波面収差を高精度に行う、レンズ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時のフォーカス調整を短時間で実現できる。
【００６６】
また、本発明の請求項１５に記載の発明は、前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１３記載のレンズ評価装置である。
【００６７】
これにより、例えば、レンズの波面収差を高精度に行う、レンズ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００６８】
また、本発明の請求項１６に記載の発明は、前記レンズからの出射光の波面収差を測定する際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１４記載のレンズ評価装置である。
【００６９】
これにより、例えば、レンズの波面収差を高精度に行う、レンズ波面測定装置を簡素な系にて構成でき、収差測定時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００７０】
また、本発明の請求項１７に記載の発明は、前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項１３から請求項１６いずれかに記載のレンズ評価装置である。
【００７１】
これにより、例えば、光ピックアップにおける光ピックアップレンズの波面測定を短時間に高精度に行うことができる。
【００７２】
また、本発明の請求項１８に記載の発明は、複数の光学部品で構成される、組レンズを組み立てるレンズ組立装置であって、前記レンズ組立装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射し、前記組レンズを通過した光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記組レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ組立装置である。
【００７３】
これにより、例えば、レンズを高精度に組み立てる、レンズ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせを短時間で実現できる。
【００７４】
また、本発明の請求項１９に記載の発明は、複数の光学部品で構成される、組レンズを組み立てるレンズ組立装置であって、前記レンズ組立装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射し、前記組レンズを通過した光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差おり、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、を有し、前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記組レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、レンズ組立装置である。
【００７５】
これにより、例えば、レンズを高精度に組み立てる、レンズ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時のフォーカス調整を短時間で実現できる。
【００７６】
また、本発明の請求項２０に記載の発明は、前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記組レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１８記載のレンズ組立装置である。
【００７７】
これにより、例えば、レンズを高精度に組み立てる、レンズ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００７８】
また、本発明の請求項２１に記載の発明は、前記組レンズを組み立てる際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記組レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項１９記載のレンズ組立装置である。
【００７９】
これにより、例えば、レンズを高精度に組み立てる、レンズ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００８０】
また、本発明の請求項２２に記載の発明は、前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項１８から請求項２１いずれかに記載のレンズ組立装置である。
【００８１】
これにより、例えば、レンズを高精度に組み立てる、レンズ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００８２】
また、本発明の請求項２３に記載の発明は、光ピックアップの対物レンズを、前記対物レンズを駆動する対物レンズアクチュエータへ取り付ける、対物レンズアクチュエータ組立調整装置であって、前記対物レンズアクチュエータ組立調整装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射し、前記対物レンズを通過した光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記対物レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、対物レンズアクチュエータ組立調整装置である。
【００８３】
これにより、例えば、対物レンズアクチュエータを高精度に組み立てる、対物レンズアクチュエータ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせを短時間で実現できる。
【００８４】
また、本発明の請求項２４に記載の発明は、光ピックアップの対物レンズを、前記対物レンズを駆動する対物レンズアクチュエータへ取り付ける、対物レンズアクチュエータ組立調整装置であって、前記対物レンズアクチュエータ組立調整装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射し、前記対物レンズを通過した光を被測定光として、前記被測定光を平行光に変換するコリメータレンズと、レンズアレイを有し、前記コリメータレンズを通過した前記被測定光を前記レンズアレイに入射し、前記レンズアレイを構成する各レンズの焦点位置と、前記被測定光が集光するスポット位置との差より、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、を有し、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記対物レンズのフォーカス方向の調整を行うことを特徴とする、対物レンズアクチュエータ組立調整装置である。
【００８５】
これにより、例えば、対物レンズアクチュエータを高精度に組み立てる、対物レンズアクチュエータ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時のフォーカス調整を短時間で実現できる。
【００８６】
また、本発明の請求項２５に記載の発明は、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のパワー成分を最小とするように、前記対物レンズのフォーカス方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２３記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置である。
【００８７】
これにより、例えば、対物レンズアクチュエータを高精度に組み立てる、対物レンズアクチュエータ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００８８】
また、本発明の請求項２６に記載の発明は、前記光ピックアップにおける、前記対物レンズを、前記対物レンズアクチュエータへ取り付ける際に、前記波面収差検出手段により検出された、前記被測定光の位相波面のチルト成分を最小とするように、前記対物レンズの水平方向の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２４記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置である。
【００８９】
これにより、例えば、対物レンズアクチュエータを高精度に組み立てる、対物レンズアクチュエータ組立調整装置を簡素な系にて構成でき、調整時の水平方向の位置あわせ、および、フォーカス調整を短時間で実現できる。
【００９０】
また、本発明の請求項２７に記載の発明は、前記水平方向の位置調整、または、前記フォーカス方向の位置調整は、それぞれ前記コリメータレンズを水平方向、または、フォーカス方向に駆動することにより行う請求項２３から請求項２６いずれかに記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置である。
【００９１】
これにより、例えば、光ピックアップにおける光ピックアップ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。
【００９２】
また、本発明の請求項２８に記載の発明は、前記対物レンズアクチュエータは複数の光情報媒体に対応するため、複数個の前記対物レンズを有し、複数個の前記対物レンズに対し、複数個の前記コリメータレンズを有する請求項２３から請求項２７いずれかに記載の対物レンズアクチュエータ組立調整装置である。
【００９３】
これにより、例えば、複数の光源を有する光ピックアップにおける光ピックアップ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。
【００９４】
また、本発明の請求項２９に記載の発明は、請求項１２に記載の光ピックアップ組立調整装置にて組み立てた光ピックアップであって、前記複数の光情報媒体は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤであり、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクは第１の光源、および第１の対物レンズを用いて記録または再生を行い、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤとＣＤはそれぞれを共通の第２の対物レンズを用いて、記録または再生を行うことを特徴とする光ピックアップである。
【００９５】
これにより、例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤのそれぞれの光情報媒体に記録または再生を高精度に行うことが可能な光ピックアップを構成できる。
【００９６】
また、本発明の請求項３０に記載の発明は、請求項１２に記載の光ピックアップ組立調整装置にて組み立てた光ピックアップであって、前記複数の光情報媒体は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤであり、共通の対物レンズを用いて、それぞれの光情報媒体の記録または再生を行うことを特徴とする光ピックアップである。
【００９７】
これにより、例えば、共通の１つのレンズにより、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤのそれぞれの光情報媒体に記録または再生可能な高性能な光ピックアップを構成できる。
【００９８】
また、本発明の請求項３１に記載の発明は、請求項２９または請求項３０の光ピックアップにて前記光情報媒体の記録または再生を行うことを特徴とする光ディスクドライブである。
【００９９】
これにより、例えば、高性能な光ディスクドライブを構成できる。
【０１００】
また、本発明の請求項３２に記載の発明は、請求項３１の光ディスクドライブにて前記光情報媒体の記録または再生を行うことを特徴とする光情報記録再生装置である。
【０１０１】
これにより、例えば、高性能な光情報処理システムを構成できる。
【発明の効果】
【０１０２】
以上に述べたように、本発明の構成は、高精度な波面収差測定を簡素な系にて構成でき、収差測定時の位置あわせを短時間で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０３】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１０４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ出射光の波面収差検査装置の一例を示す構成図である。
【０１０５】
図１において、光ピックアップ１６からの出射光を、コリメータレンズ１により平行光に変換した後、反射ミラー４を介し、レンズアレイ７に入射させ、前記レンズアレイ７からの収束光はＣＣＤカメラ８上に複数のスポットを形成する。
【０１０６】
ここで、前記コリメータレンズの入射面側には、前記光ピックアップ１６が記録、または、再生を行う光情報媒体の保護層と光学的に等価な厚みを有する、図示しないカバーガラスが配置されており、対応する前記光情報媒体に応じ、カバーガラスを切り換える構成となっている。
【０１０７】
次に、前記ＣＣＤカメラ８により受光された前記複数のスポットの集光位置情報は、画像処理装置１３に送られ、情報処理装置１５において、シャック−ハルトマン法により、位相波面が算出される。
【０１０８】
前記情報処理装置１５は、前記位相波面より、各種収差成分の大きさや方向の算出を行い、画面上に各情報を表示する。
【０１０９】
前記各収差成分の大きさや方向の導出手順は、前記位相波面を極座標にてツェルニケ多項式展開し、各ツェルニケ展開係数の値より求める手法が通常用いられ、コンピュータによる数値解析手法としては、最小二乗法や数値積分を用いて計算処理を行うアルゴリズムがすでに確立しており、ここではその詳細については省略する。
【０１１０】
前記各収差成分の中で、光ピックアップの解析対象として良く用いられる成分は、３次コマ収差、３次非点収差、チルト、パワー、３次球面収差、５次コマ収差、５次非点収差、５次球面収差などであり、コマ収差と非点収差、チルトには方向性があり、ベクトル値として取り扱われる。
【０１１１】
さて、光ピックアップを配置した初期状態においては、通常、前記光ピックアップ１６の対物レンズ５の位置は測定に最適な位置からずれている。測定に最適な位置とは、前記対物レンズ５と、前記コリメータレンズ１とのそれぞれの光軸および焦点が一致する位置である。
【０１１２】
前記コリメータレンズ１の光軸に対し、前記対物レンズ５が水平方向にｘ（ｍｍ）ずれると、前記コリメータレンズ１を通過した被測定光は、前記コリメータレンズ１の前記光軸に対しθ傾き、前記コリメータレンズ１焦点距離をｆ（ｍｍ）とすれば、ｘ＝ｆ・ｔａｎθの関係を満たす。波動光学の理論によれば、この傾きθは前記ツェルニケ多項式の第２項、および、第３項の係数に比例することが知られており、この項を位相波面のチルト成分と呼んでいる。従って、前記位相波面の解析結果より得られた前記チルト成分を零とするように前記光ピックアップ１６の水平方向の位置あわせを行えば、前記コリメータレンズ１からの出射光の光軸方向を、前記コリメータレンズ１の光軸方向に一致させることができる。
【０１１３】
従って、前記コリメータレンズ１により発生する軸外収差を無くすことができ、前記光ピックアップ１６の位置ずれによる測定誤差を低減できる。
【０１１４】
前記チルト成分は非常に感度が高く、例えば０．１λｒｍｓという十分測定可能な値に対し、０．１ミクロン以下の検出感度がある。
【０１１５】
ところで、光ピックアップの対物レンズ出射光を評価する従来の方法としては、スポット像を観測する方法や、マッハツェンダ干渉計を用いて収差を測定する方法が一般的に用いられ、本発明と同様にコリメータレンズを用いて対物レンズ出射光を取り込む必要があるが、対物レンズとコリメータレンズの光軸のずれを数ミクロン以内に抑えなければ非測定光の画像を得ることができないという課題がある。
【０１１６】
しかしながら、光ピックアップと収差測定系との初期の位置ずれは、機構的な位置決めでは数百ミクロン程度にしか抑えることはできないため、前記従来の方法で位置ずれを数ミクロン以下にするためには、別途、専用の位置ずれ検出手段を設け、位置調整を行う必要がある。
【０１１７】
ところが、本発明の構成では、前述のように、収差検出をレンズアレイのスポット列より検出しているため、スポット列が観測できる広い範囲、例えば、数百ミクロン程度に及ぶ範囲において収差検出が可能であるという特徴がある。
【０１１８】
従って、前記光ピックアップ１６が最適な位置から数百ミクロン程度ずれていても、前記チルト成分を用いて位置調整を行うことができる。この場合、位置ずれに応じて収差成分に誤差が生じてしまうが、最適位置へ収束するに従って前記誤差は減少し、最終的に位置ずれが数ミクロン程度に収束した場合、正確な収差を測定することが可能となる。
【０１１９】
すなわち、前記チルト成分を位置ずれ検出手段として用いることにより、数百ミクロンからサブミクロンの広範囲にわたる位置ずれ検出を行うことができるため、専用の位置ずれ検出手段を別途設ける必要がなく、光学系の簡素化が行え、また、専用の位置ずれ検出手段を操作する必要もないため、測定タクトを短縮することが可能となる。
【０１２０】
前記位置ずれ調整は手動で行ってもよいが、精密な位置制御が必要なため、前記チルト情報を位置制御インターフェイス１７に送り、光ピックアップ位置調整手段１８により電動にて前記光ピックアップ１６を駆動するのが実用的な方法である。光ピック位置調整手段１８は、動力として、ステッピングモータや、圧電素子などが用いられる。
【０１２１】
また、前記各収差成分において、パワー成分は前記コリメータレンズ１から出射される平行光の平行度を定量的に示す指標となり、これは、前記コリメータレンズ１と、前記光ピックアップ１６の対物レンズ５とのフォーカス方向位置ずれに比例する。
【０１２２】
通常、前記コリメータレンズ１と前記光ピックアップ１６の対物レンズ５が、フォーカス方向に対してずれると、フォーカス方向の位置ずれ量に比例して前記コリメータレンズ１に球面収差が発生する。
【０１２３】
この関係は、被測定物である光ピックアップの持つ球面収差をＳＡ、前記コリメータレンズ１を通過した光束の球面収差をＳＡ‘、波面収差のパワー成分をΔｆとすると、ＳＡ‘＝ＳＡ＋ｋΔｆとなる。ここで、ｋは、測定物の開口数やコリメータレンズの設計などにより定まる係数で、例えば開口数が０．８５のコリメータレンズの場合、０．１程度となる。
【０１２４】
従って、このフォーカス方向の位置ずれは球面収差の測定値に誤差を与えるため、前記パワー成分が零となるように前記光ピックアップ１６のフォーカス位置調整を行うことにより、球面収差の測定精度を向上させることが可能になる。
【０１２５】
従って、前記パワー成分をフォーカス位置ずれ検出手段として用いることにより、専用のフォーカス位置検出手段を別途設ける必要がなく光学系の簡素化を行うことが可能となる。
【０１２６】
ところで、前記対物レンズ５は複数の対物レンズの場合もあり、コリメートレンズ１を移動することにより、前記複数の対物レンズそれぞれの収差測定を行うことはできるが、前記複数の対物レンズは、それぞれ異なる波長、ＮＡ、保護層厚の光情報媒体に対応しているため、前記コリメートレンズ１も、使用する全ての波長、ＮＡ、保護層厚に対応させる必要があり、前記コリメートレンズ１は複雑な組レンズの構成となるため高価になるという課題がある。
【０１２７】
さらに、測定の際に、各対物レンズに対し、前記コリメートレンズ１を移動させ、前記コリメートレンズ１の入射面に配置している、前記保護層厚と等価な厚みのカバーガラスも切り換えなければならず、装置の動作が煩雑になるという課題もある。
【０１２８】
そこで、単一のコリメートレンズを使用するのではなく、前記複数の対物レンズそれぞれに対し、それぞれ専用のコリメートレンズを配置すれば、コリメートレンズの構造簡素化と、コスト低減、および、コリメートレンズ移動によるタクトの短縮を図ることができる。
【０１２９】
さらに、前記複数の対物レンズそれぞれに対応する前記カバーガラスを前記専用のコリメートレンズと一体構成にすれば、カバーガラス切り替えによるタクトを短縮できる。
【０１３０】
なお、本実施の形態においては、本発明を光ピックアップ出射光の波面収差検査装置に適用する場合について説明を行ってきたが、図２に示すように前記各収差成分の、３次コマ収差成分が最小となるように、対物レンズアクチュエータ２０を、対物レンズアクチュエータ位置調整手段１９によりあおり調整すれば、光ピックアップ１６の対物レンズの傾き調整を行う、光ピックアップ組立調整装置として使用することも可能である。
【０１３１】
また、本実施の形態においては、前記光ピックアップ１６を駆動することにより、前記コリメータレンズ１と前記対物レンズ５の相対的な位置調整を行ったが、前記コリメータレンズ１の位置調整を行うための、コリメータレンズ位置調整手段２１を制御し、前記コリメータレンズ１と前記対物レンズ５の相対的な位置調整を行ってもよい。
【０１３２】
さらに、対物レンズアクチュエータ２０を電気的に駆動し、フォーカス方向、トラッキング方向に動かすことにより前記コリメータレンズ１と前記対物レンズ５の相対的な位置調整を行うことも可能である。
【０１３３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の、実施の形態２における、波面収差検査装置の一例を示す構成図である。
【０１３４】
実施の形態１とは異なり、前記光ピックアップ１６の位置検出を行うオートコリメータ６が配置されている。
【０１３５】
実施の形態１で述べたように、前記光ピックアップ１６の位置調整を、前記チルト成分を位置ずれ検出手段として用いることにより、数百ミクロンからサブミクロンの広範囲にわたる位置ずれ検出を行うことができるが、シャック−ハルトマン法の原理を説明した図３において、レンズアレイ２２を構成する各レンズのスポットが、各領域から出てしまうほどに位置ずれが起こった場合、チルトを正確に検出することはできない。具体的には、図３において、マイクロレンズＬ１への入射光が大きく傾き、マイクロレンズＬ１のスポットが領域２において集光した場合、このスポットはマイクロレンズＬ２のスポットと重なり合い、波面検出に誤差が生じてしまう。
【０１３６】
そこで、前記光ピックアップ１６を配置した初期状態の位置ずれが大きい場合、前記オートコリメータ６により、前記コリメータレンズ１からの平行光を観測し、光ピックアップ１６の位置を所定の位置範囲へ移動することにより、一旦、前記位置ずれの粗調整を行う。
【０１３７】
具体的には、前記オートコリメータ６に表示されるスポット画像の位置により、前記対物レンズ５の水平方向の位置を調整し、前記スポット画像の大きさにより、前記対物レンズ５のフォーカス方向の位置粗調整を行う。
【０１３８】
所定の範囲内に、位置粗調整が完了した時点で、実施の形態１と同様な手順にて、前記チルト成分や、前記パワー成分による、前記光ピックアップの微調整を行う。
【０１３９】
本構成を用いた場合、光ピックアップの初期位置精度を緩和することができ、光ピックアップ波面収差装置として設備コストとタクトを低減することが可能になる。
【０１４０】
その他の内容については、前記実施の形態１と同様であり、波面収差装置としてだけではなく、前記光ピックアップ１６の前記対物レンズ５の傾き調整を行う、光ピックアップ組立調整装置として使用することも可能である。
【０１４１】
（実施の形態３）
図６は、本発明の、実施の形態３における、レンズ組立調整装置の一例を示す構成図である。
【０１４２】
図６の構成は、例えば、複数のレンズや光学素子からなる、光ピックアップ用の組対物レンズなどの組立調整などに用いるためのもので、実施の形態１、および、実施の形態２とは異なり、前記組対物レンズの構成要素である、第１のレンズ２５、および、第２のレンズ２６の相対的な位置を、それぞれ、第１の位置調整手段２８、および、第２の位置調整手段２７を用いて組立調整を行う装置である。
【０１４３】
具体的な組立手順は、平行光を発生する平行光源２９からの出射光を、前記第１のレンズ２５、および、前記第２のレンズ２６を通過させた後、前記第１のレンズの出射光を、コリメータレンズ１、反射ミラー４、レンズアレイ７、ＣＣＤカメラ８からなる光学系により、波面収差を検出し、前記波面収差が最小、または、所定の値となるように、前記第１のレンズ２５、および、前記第２のレンズ２６の相対的な位置を、それぞれ、前記第１の位置調整手段２８、および、前記第２の位置調整手段２７を用いて調整し、前記第１のレンズ２５、および、前記第２のレンズ２６の接合を行う。
【０１４４】
その他の内容については、前記実施の形態１、および、前記実施の形態２と同様である。
【０１４５】
なお、本実施の形態では、レンズ組立調整装置としての構成を示したが、第２の位置調整手段２７、および、第１の位置調整手段２８をそれぞれ省略して、レンズ検査装置としても使用することは可能である。
【０１４６】
（実施の形態４）
図７は、本発明の、本発明の実施の形態４における、対物アクチュエータ組立装置の一例を示す構成図である。
【０１４７】
図７の組立装置は、光ピックアップ用の対物レンズを、対物レンズアクチュエータに取り付ける組立調整に用いるためのもので、組立調整の対象物である対物レンズ５、および、対物レンズアクチュエータ３０と、それぞれの位置調整を行う、対物レンズ位置調整手段３２と、対物レンズアクチュエータ位置調整手段３１が配置されており、その他の構成については、実施の形態３と同様である。
【０１４８】
対物レンズおよび平行光源は１つとは限らず、２つ以上の場合についても同様であり、図７においては、対物レンズアクチュエータの基準面（底面）に対し、２つの対物レンズのコマ収差が零になるように、それぞれの対物レンズのあおり調整を行う例を示す。
【０１４９】
図７において、平行光源２９の光軸に対し、対物レンズアクチュエータ３０の底面が垂直になるように配置されており、前記対物レンズアクチュエータ３０の上には対物レンズ位置調整手段３２に保持された対物レンズ５が配置されている。
【０１５０】
前記平行光源からの出射光は、前記対物レンズ５を通過し、発散光に変換され、コリメータレンズ１、反射ミラー４、レンズアレイ７、ＣＣＤカメラ８からなる光学系により、前記発散光の波面収差が検出される。
【０１５１】
この波面収差が最小、または、所定の値となるように、前記対物レンズ５の傾きをあおり調整した後、前記対物レンズ５を固定する。
【０１５２】
次に、対物レンズ位置調整手段３２、および、対物レンズアクチュエータ位置調整手段３１を、平行移動させ、調整が完了した前記対物レンズ５とは異なる、他方の対物レンズを同様の手順により、調整、固定する。
【０１５３】
本実施の形態では、対物アクチュエータ組立装置としての構成を示したが、対物レンズの収差性能検査のみを行う対物アクチュエータ検査装置としても使用することは可能である。
【０１５４】
その他の内容については、前記実施の形態１から前記実施の形態３と同様である。
【０１５５】
（実施の形態５）
図８は、本発明の、実施の形態５における、光ディスク装置の一例を示すブロック図である。
【０１５６】
図８には、本発明の実施の形態１の組立調整装置により組み立てられた光ピックアップの応用例を説明するための光ディスクドライブの構成を示す図であり、光ピックアップユニット３６、前記光ピックアップユニット３６を光情報媒体３３の径方向に移動させる、シークモータ３８、リードスクリュー３７、ガイドレール３５などからなるピックアップ移動駆動機構、光情報媒体３３を回転駆動するスピンドルモータ３４などにより構成され、光情報媒体３３を径方向に移動させることで、光ディスクに対する情報の読み取り、および記録を行う。
【０１５７】
図８においては、光源や、対物レンズが２つ、または２つ以上の場合についても本発明は適用可能であり、具体的な構成例としては、例えば、図示しない第１のレーザを波長４０５ｎｍの青紫色レーザ、図示しない第２のレーザを赤色レーザとし、第１の対物レンズ３９にてＢｌｕ−ｒａｙディスク、および、ＨＤ  ＤＶＤディスクを記録または再生を行い、第２の対物レンズ４０にてＤＶＤおよびＣＤの記録または再生を行う。
【０１５８】
他の組み合わせとしては、例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクは第１の光源、および、第１の対物レンズ３９を用いて、記録または再生を行い、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤとＣＤはそれぞれを共通の第２の対物レンズ４０を用いて、記録または再生を行う構成や、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤを共通の対物レンズを用いて、記録または再生を行う構成などが考えられる。
【０１５９】
図８の光ディスクドライブを光情報装置に適用すれば、小型で高性能な光情報装置の構成を実現することができる。
【０１６０】
その他の内容については、前記実施の形態１から前記実施の形態４と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明による波面収差検査装置、光ピックアップ組立調整装置などは、光磁気記録装置やＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク装置などの光ディスクを用いた光情報記録再生装置の光ピックアップの組立調整装置、または、検査装置として有用である。また、ホログラム記録装置や将来の超高密度記録再生装置の光ピックアップ組立調整装置、または、検査装置としても適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の実施の形態１における、光ピックアップ波面収差検査装置の一例を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１における、光ピックアップ調整装置の一例を示す構成図
【図３】シャック−ハルトマン法の原理を説明する図
【図４】コリメータレンズと対物レンズの位置関係と、それぞれの光軸との関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における、光ピックアップ波面収差検査装置の一例を示す構成図
【図６】本発明の実施の形態３における、レンズ組立調整装置の一例を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態４における、対物アクチュエータ組立装置の一例を示す構成図
【図８】本発明の実施の形態５における、光ディスク装置の一例を示す構成図
【図９】従来の光ピックアップ波面収差検査装置の構成を示す図
【符号の説明】
【０１６３】
１    コリメータレンズ
２    第１のビームスプリッタ
３    第２のビームスプリッタ
４    反射ミラー
５    対物レンズ
６    オートコリメータ
７    レンズアレイ
８    ＣＣＤカメラ
９    レンズ
１０    第２の受光素子
１１    シリンドリカルレンズ
１２    第１の受光素子
１３    画像処理装置
１４    フォーカス・トラッキング信号生成装置
１５    情報処理装置
１６    光ピックアップ
１７    位置制御インターフェイス
１８    光ピックアップ位置調整手段
１９    対物レンズアクチュエータ位置調整手段
２０    対物レンズアクチュエータ
２１    コリメータレンズ位置調整手段
２２    レンズアレイ
２３    対物レンズ
２４    コリメータレンズ
２５    第１のレンズ
２６    第２のレンズ
２７    第２の位置調整手段
２８    第１の位置調整手段
２９    平行光源
３０    対物レンズアクチュエータ
３１    対物レンズアクチュエータ位置調整手段
３２    対物レンズ位置調整手段
３３    光情報媒体
３４    スピンドルモータ
３５    ガイドレール
３６    光ピックアップユニット
３７    リードスクリュー
３８    シークモータ
３９    第１の対物レンズ
４０    第２の対物レンズ
４１    第３のビームスプリッタ
【図１】
2009110639.tif 000003
【図２】
2009110639.tif 000004
【図３】
2009110639.tif 000005
【図４】
2009110639.tif 000006
【図５】
2009110639.tif 000007
【図６】
2009110639.tif 000008
【図７】
2009110639.tif 000009
【図８】
2009110639.tif 000010
【図９】
2009110639.tif 000011