CN104637500B - 透镜位置检测方法和装置、以及透镜位置调整方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透镜位置检测方法和装置、以及透镜位置调整方法和装置，其目的在于能够以简单且廉价的装置结构进行透镜的位置检测。取得在光头(5)上搭载的透镜(6)的图像，从取得的透镜(6)的图像中抽取透镜(6)的圆形状的边缘、透镜(6)的外形(60)、透镜(6)的边缘面(61)、构成透镜(6)的形状的拐点部分的边界线(65)或透镜(6)的衍射光栅(68)的特征点群，进行多次从所抽取的特征点群中抽取3个点并根据所抽取的3个点的坐标求取透镜(6)的中心的坐标这样的处理，对通过多次处理所得到的中心点的坐标进行平均，由此求取透镜(6)的中心的坐标。

Description

透镜位置检测方法和装置、以及透镜位置调整方法和装置

技术领域

本发明涉及用于检测光头等中的透镜的位置的方法和装置、以及用于调整透镜的位置的方法和装置。

背景技术

作为通过照射激光来记录信息、并且使记录的信息再生的信息记录介质，已知CD(压缩光盘)、DVD(数字多用途光盘)和BD(蓝光光盘：注册商标)这样的光盘。

光盘的大容量化是通过使在光盘的轨道上形成的记录标记微小化、使轨道的间隔(轨道间距)变窄来实现的。另外，为了使记录标记微小化，使用更短波长的激光，并使用数值孔径(NA)大的物镜，由此使焦点面上的会聚光斑尺寸微小化。

例如，在CD的情况下，设置在信息记录层上的作为光透射层的光盘基板的厚度为1.2mm，激光的波长为780nm，物镜的NA为0.45，记录容量为650MB。最短记录标记长度为590nm，轨道间隔为1600nm。

与此相对，在DVD中，通过使2张0.6mm的光盘基板(光透射层)贴合，并使激光的波长为650nm，使NA为0.6，由此实现了4.7GB的记录容量。最短记录标记长度为400nm，轨道间隔为740nm。

在更高密度的BD中，使光透射层的厚度为0.1mm，使激光的波长为405nm，使NA为0.85，由此，在单层盘的情况下实现了25GB这样的大容量，在双层盘的情况下实现了50GB这样的大容量。最短记录标记长度为150nm，轨道间隔为320nm。这样，通过增大物镜的NA，并缩短激光的波长，由此实现了大容量化。

在此，为了使会聚光斑对准光盘的所希望的轨道，一般采用3光束法这样的方法。在3光束法中，利用衍射光栅将从激光光源射出的激光分割为3束光束(主光束和副光束)，通过中心的主光束进行信号的记录再生，通过前后的2束副光束来检测相对于轨道的偏移。

此时，需要使3束光束沿着与轨道的切线方向倾斜一定角度的方向排列。另外，需要使3束光束无论相对于光盘的哪一条轨道都始终沿着相同的方向排列。因此，当物镜的位置从与光头的移动方向(即光盘的半径向)平行的轨道的法线偏移时，在光盘的最内周位置与物镜对置的轨道的切线方向、和在最外周位置与物镜对置的轨道的切线方向不相同。因此，要求以高精度检测并调整物镜的位置的技术。

因此，提出有这样的技术：将光头安装于设置座，利用配置在设置座的上方的CCD接受从光头的激光光源射出并透过物镜的激光，基于CCD上的受光位置检测物镜的位置(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2003-59095号公报(参照段落0025～0026和图2)

可是，在上述的技术中，需要将从光头的激光光源射出并透过物镜的激光聚光在CCD上，因此，在如BD这样NA较高且波长较短的情况下，需要在光轴方向上以1μm的精度调整物镜的位置。因此，难以通过简单且廉价的结构实现用于物镜的位置检测的装置。

发明内容

本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于通过简单且廉价的装置结构能够实现透镜的位置检测。

本发明涉及的透镜位置检测方法的特征在于，取得在光头上搭载的透镜的图像，从取得的透镜的图像中抽取透镜的圆形状的边缘、透镜的外形、透镜的边缘面、构成透镜的形状的拐点部分的边界线或透镜的衍射光栅的特征点群，进行多次从所抽取的特征点群中抽取3个点并根据所抽取的3个点的坐标求取透镜的中心的坐标这样的处理，对通过多次处理所得到的中心点的坐标进行平均，由此求取透镜的中心的坐标。

本发明涉及的透镜位置调整方法的特征在于，基于以上述的透镜位置检测方法检测出的透镜的位置，来调整透镜的位置。

本发明涉及的透镜位置检测装置的特征在于，具备：摄像部，其取得在光头上搭载的透镜的图像；和图像处理部，其从取得的透镜的图像中抽取特征点群，并基于所抽取的特征点群，检测透镜的位置，图像处理部从取得的透镜的图像中抽取透镜的圆形状的边缘、透镜的外形、透镜的边缘面、构成透镜的形状的拐点部分的边界线或透镜的衍射光栅的特征点群，进行多次从所抽取的特征点群中抽取3个点并根据所抽取的3个点的坐标求取透镜的中心的坐标这样的处理，对通过多次处理所得到的中心点的坐标进行平均，由此求取透镜的中心的坐标。

本发明涉及的透镜位置调整装置的特征在于，具备上述的透镜位置检测装置，透镜位置检测装置具有检测透镜的倾斜度的透镜倾斜度检测部。透镜位置调整装置具备：透镜位置调整部，其基于由透镜位置检测装置检测出的透镜的位置，来调整透镜的位置；以及透镜倾斜度调整部，其基于由透镜倾斜度检测部检测出的透镜的倾斜度，来调整透镜的倾斜度。

本发明涉及的透镜位置调整装置的特征在于，还具备：上述的透镜位置检测装置；透镜位置调整部，其基于由透镜位置检测装置检测出的透镜的位置，来调整透镜的位置；镜子，其配置成与透镜的侧面对置；和切换机构，其将摄像部与镜子的相对位置在第1相对位置与第2相对位置之间进行切换，在第1相对位置，被镜子反射的来自透镜的光不入射至摄像部，在第2相对位置，被镜子反射的来自透镜的侧面的光入射至摄像部，图像处理部在摄像部和镜子处于第2相对位置的状态下，从透镜的侧面的图像中抽取特征点群，并基于所抽取的特征点群检测透镜的高度。

根据本发明，能够以简单且廉价的装置结构进行透镜的位置检测。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1中的透镜位置/倾斜度调整装置的结构的图。

图2是示出实施方式1中的透镜位置/倾斜度调整装置的控制系统的框图。

图3是示出实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的结构的图。

图4是示出实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的结构的图。

图5是示出实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的另一结构例的图。

图6是示出实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的另一结构例的图。

图7是示出在实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元上安装的光头的基本结构的图。

图8是示出物镜的截面形状的概要图。

图9是示出物镜的平面形状的概要图。

图10是示出物镜的侧面形状的概要图。

图11是示出实施方式1中的透镜位置检测方法的一个例子的流程图。

图12是示出通过实施方式1的透镜位置/倾斜度检测单元的图像处理部抽取的物镜的外形的图。

图13是示出通过实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的摄像部取得的物镜的图像的一个例子、和通过图像处理求得的中心坐标的一个例子的概要图。

图14是示出通过实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的摄像部取得的物镜的图像的一个例子、和通过图像处理求得的中心坐标的一个例子的概要图。

图15是示出通过实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的摄像部取得的物镜的图像的一个例子的概要图。

图16是示出通过实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的摄像部取得的物镜的图像的一个例子的概要图。

图17是示出通过实施方式1中的透镜位置/倾斜度检测单元的摄像部取得的物镜的图像的一个例子的图。

图18是示出从图17所示的图像中通过图像处理抽取的边缘的一个例子的图。

图19是示出从图17所示的图像中通过图像处理抽取的边缘的一个例子的图。

图20是示出实施方式1中的透镜位置/倾斜度调整方法的一个例子的流程图。

图21是示出实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置的结构的立体图。

图22是示出实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置的结构的、从与图21不同的角度观察的立体图。

图23是示出实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置的控制系统的框图。

图24是用于说明实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置的动作的立体图。

图25是用于说明实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置的动作的、从与图24不同的角度观察的立体图。

图26是示出在实施方式2中由摄像部取得的透镜侧面的图像的示意图。

图27是示出在实施方式2中由摄像部取得的块规的侧面的图像的示意图。

图28是示出在实施方式2中由摄像部取得的透镜侧面的图像的示意图。

标号说明

100：透镜位置/倾斜度调整装置；1A：透镜位置/倾斜度检测单元；1B：调整单元；2：倾斜度检测部(透镜倾斜度检测部)；5：光头；5c：主体上端面；6：物镜；10：控制部；10a：图像处理部；11：摄像部；12：摄像用物镜(放大部)；13：照明部；14：半反射镜(光路分割部)；15：基座；16、17：光头支承部；18：致动器支承部；31、32：倾斜度调整台；33、34：位置调整台；41、42：倾斜度调整马达；43、44：位置调整马达；40：马达控制部；50：物镜致动器；50a：上端面；61：边缘面；71：支承部件；73：支承座；72：镜子(反射部件)；74：位置调整马达；75：高度调整台；76：高度调整马达；77：位置调整台；78：位置调整马达；81、82：反射光；85：物镜致动器高度；86、87：物镜边缘面高度；88：块规；88a：上端面。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的多种实施方式进行说明。在各个附图中，对具有相同的结构的要素标记相同的标号。

实施方式1

(透镜位置/倾斜度调整装置的结构)

图1是示出本发明的实施方式1的透镜位置/倾斜度调整装置1的基本结构的立体图。在图1中，将水平面作为XY面，将与XY面垂直的方向(铅直方向)作为Z方向。在其他附图中，也与图1相同地定义X、Y、Z方向。

透镜位置/倾斜度调整装置1具备：透镜位置/倾斜度检测单元1A，其对搭载于光头装置(以下，称作光头)5上的物镜6的位置和倾斜度进行检测；和调整单元1B，其对应于该透镜位置/倾斜度检测单元1A的检测结果来调整物镜6的位置和倾斜度。

图2是示出实施方式1的透镜位置/倾斜度调整装置1的控制系统的框图。图3是示出透镜位置/倾斜度检测单元1A的基本结构的图。即，图3是从透镜位置/倾斜度调整装置1中去除调整单元1B后示出的图。

透镜位置/倾斜度检测单元1A具备控制部10、倾斜度检测部2、摄像部11、摄像用物镜(放大部)12、照明部13、半反射镜(光路分割部)14、基座15和光头支承部16、17。透镜位置/倾斜度检测单元1A也称作透镜位置检测装置(或者透镜位置/倾斜度检测装置)。

基座15是支承整个透镜位置/倾斜度调整装置1的部分。基座15具有：作为台座的底座15b；和立起设置在底座15b上的垂直壁部15a。在此，底座15b的上表面和下表面与XY面平行。另外，垂直壁部15a的壁面与YZ面平行。

光头支承部16、17是从基座15的垂直壁部15a的壁面向X方向延伸的2个轴状部件。光头支承部16、17与设置于光头5上的2个轴支承部5a、5b(参照图7)卡合来支承光头5。光头5以使物镜6朝向上侧(+Z侧)的方式安装于光头支承部16、17。

在光头支承部16、17的上方配置有照明部13。照明部13被安装于基座15的垂直壁部15a。照明部13对安装于光头支承部16、17上的光头5的物镜6进行照明。

照明部13具有以在光头5的物镜6的中心(光轴)的附近通过的铅直方向(Z方向)的轴为中心的环(圆环)形状。照明部13的中心的开口部13a与光头5的物镜6对置。照明部13是例如将LED(发光二极管)和扩散板组合而构成的，从照明部13的下表面13b朝向物镜6照射散射光。

在照明部13的更上方配置有半反射镜14。半反射镜14被安装于基座15的垂直壁部15a。半反射镜14是例如立方体形状，并且具有与XY面平行的2个面、与XZ面平行的2个面、以及与YZ面平行的2个面。另外，半反射镜14相对于Y方向和Z方向具有45°的倾斜度，并且具有与X方向平行的反射透射面14a。

半反射镜14将从物镜6开始的光路分割成朝向倾斜度检测部2的Z方向和朝向摄像部11的Y方向这2个方向。并且，半反射镜14在此处形成为立方体(正六面体)形状，但是，只要具有分割光路的作用，例如也可以是平板形状。

在半反射镜14的更上方，配置有倾斜度检测部(透镜倾斜度检测部)2。倾斜度检测部2被安装于基座15的垂直壁部15a。倾斜度检测部2是自动准直仪，其具有激光光源21和受光部22(图2)。倾斜度检测部2从激光光源21朝向物镜6的平坦的面(后述)照射激光，并通过受光部22接受被物镜6反射并透过了半反射镜14的激光。基于该受光部22处的受光状态来检测物镜6的倾斜度。

在半反射镜14的侧方配置有摄像部11。摄像部11被安装于基座15的垂直壁部15a。另外，在摄像部11的入射侧(半反射镜14侧)配设有摄像用物镜12。

从照明部13射出并被物镜6反射的光中的、被半反射镜14的反射透射面14a反射的光入射至摄像部11。由此，摄像部11取得被照明部13照明的物镜6的图像。摄像部11由例如CCD(Charge Coupling Device:电荷耦合元件)相机构成。

并且，通过将摄像用物镜12安装于摄像部11，能够使取得的物镜6的图像自如地放大或缩小。并且，在不需要放大或缩小物镜6的图像的情况下，也可以不安装摄像用物镜12。

在这样构成的透镜位置/倾斜度检测单元1A中，从倾斜度检测部2的激光光源21射出的激光透过半反射镜14的反射透射面14a，并通过照明部13的开口部13a，然后被物镜6的平坦的面反射。被物镜6的平坦的面反射的激光通过照明部13的开口部13a，进而透过半反射镜14的反射透射面14a入射至倾斜度检测部2的受光部22。基于受光部22处的入射状态检测物镜6的倾斜度。

另一方面，从照明部13射出的光被物镜6的正面或背面反射，通过照明部13的开口部13a入射至半反射镜14，被反射透射面14a反射，并经由摄像用物镜12入射至摄像部11。摄像部11取得物镜6的图像。基于摄像部11所取得的图像进行后述的图像处理，检测出物镜6的位置。

由于照明部13具有环形状，因此，能够使从倾斜度检测部2射出的激光和被物镜6反射的激光通过，与此同时，能够通过摄像部11取得物镜6的图像。由此，能够利用同一个装置同时进行物镜6的倾斜度检测和位置检测。

并且，照明部13并不限定于环形状。只要在物镜6的光轴附近具有光的通过区域(开口部)，则也可以是例如中空的矩形状。但是，由于作为被照明体的物镜6是圆形状，因此，希望照明部13也同样是环形状。

在图3中，将倾斜度检测部2配置在半反射镜14的上方(来自物镜6的光透射的方向)，将摄像部11配置在半反射镜14的侧方(来自物镜6的光被反射的方向)，但是，倾斜度检测部2和摄像部11的配置也可以相反。

图4是仅示出透镜位置/倾斜度检测单元1A中的、为了检测物镜6的位置所需要的部分的立体图。如图4所示，物镜6的位置检测是通过照明部13、摄像用物镜12、摄像部11和控制部10(图像处理部10a)来进行的。

图5示出了这样的结构例：将照明部13配置在摄像部11与半反射镜14之间，并经由半反射镜14对物镜6进行照明。也可以将摄像用物镜12配置在摄像部11的入射侧。由于照明部13具有上述的环形状，因此能够实现像这样比较自由的配置。

图6示出了这样的结构例：使用圆柱形状的照明部13A来代替环形状的照明部13，并经由半反射镜14对物镜6进行照明。在图6中没有示出倾斜度检测部2，但是，能够通过组合图3所示的半反射镜14来设置倾斜度检测部2。

图7是示出被支承于光头支承部16、17上的光头5的图。光头5具有主体部51、和设置在主体部51的例如上表面上的物镜致动器50。在主体部51设置有轴支承部5a、5b，所述轴支承部5a、5b在光盘装置内以能够滑动的方式与引导轴(主轴和副轴)卡合，光头支承部16、17与这些轴支承部5a、5b卡合。

物镜致动器50保持着物镜6。并且，物镜致动器50是为了进行对焦伺服控制和追踪伺服控制而沿对焦方向(Z方向)和追踪方向(X方向)驱动物镜6的致动器，但是在进行物镜6的位置和倾斜度的检测/调整时，物镜6在对焦方向和追踪方向上处于中间位置。

此时，可以在物镜致动器50的对焦线圈中流过补偿电流，并在使物镜6的对焦方向的位置与光盘再生时的基准位置一致的状态下，进行物镜6的位置和倾斜度的检测/调整。这样，能够进行在光盘再生时驱动物镜致动器50而使物镜6移动到了基准位置时的、包含物镜6的位置和倾斜度的偏移的影响的检测/调整。

返回图2，控制部10具有图像处理部10a。通过摄像部11取得的图像被输入控制部10。图像处理部10a对输入的图像进行后述的图像处理，计算出物镜6的中心坐标(X坐标、Y坐标)，并计算出从预先设定的中心坐标偏移的位移量(位置偏移量)。

另外，由倾斜度检测部2取得的数据(受光部22中的激光的受光状态)被输入控制部10。控制部10基于输入的数据计算出物镜6的倾斜度。

而且，控制部10将物镜6的位置和倾斜度的检测结果发送至调整单元1B。调整单元1B基于从控制部10送来的物镜6的位置和倾斜度的检测结果，如以下这样进行物镜6的位置和倾斜度的自动调整。

接下来，对调整单元1B的结构进行说明。

如图1所示，调整单元1B具有4个致动器支承部18，这4个致动器支承部18从下方与支承于光头支承部16、17上的光头5的物镜致动器50抵接。致动器支承部18是沿Z方向延伸的轴状部件，其侵入到设置于光头5的开口部中，从下方与物镜致动器50抵接。

4个致动器支承部18被安装于调整YZ面内的倾斜度的倾斜度调整台31上，该倾斜度调整台31被安装于调整XZ面内的倾斜度的倾斜度调整台32上。

倾斜度调整台31具有可动部31a、和从下方支承可动部31a的固定部31b。可动部31a在下方具有凸起的曲面，固定部31b在上方具有凹入的曲面。两个曲面形成为以X方向的轴为中心的相同的圆柱面，可动部31a的曲面沿着固定部31b的曲面滑动。

倾斜度调整台31还具有控制可动部31a的倾斜度的倾斜度调整马达41。倾斜度调整马达41被安装于固定部31b。另外，在倾斜度调整马达41上安装有螺杆，该螺杆与可动部31a的一部分啮合。通过倾斜度调整马达41的旋转，可动部31a沿着以X方向的轴为中心的旋转方向移动，可动部31a的倾斜度发生变化。

倾斜度调整台32具有：供倾斜度调整台31的固定部31b安装的可动部32a；和从下方支承可动部32a的固定部32b。可动部32a在下方具有凸起的曲面，固定部32b在上方具有凹入的曲面。两个曲面形成为以Y方向的轴为中心的相同的圆柱面，可动部32a的曲面沿着固定部32b的曲面滑动。

倾斜度调整台32还具有控制可动部32a的倾斜度的倾斜度调整马达42。倾斜度调整马达42被安装于固定部32b。另外，在倾斜度调整马达42上安装有螺杆，该螺杆与可动部32a的一部分啮合。通过倾斜度调整马达42的旋转，可动部32a沿着以Y方向的轴为中心的旋转方向移动，可动部32a的倾斜度发生变化。

如以上这样构成的倾斜度调整台32被安装于调整Y方向的位置的位置调整台33上，该位置调整台33被安装于调整X方向的位置的位置调整台34上。

位置调整台33具有可动部33a、和从下方支承可动部33a的固定部33b。可动部33a被设在固定部33b上的轨道支承成能够沿Y方向滑动。

位置调整台33还具有控制可动部33a的位置的位置调整马达43。位置调整马达43被安装于固定部33b。另外，在位置调整马达43上安装有螺杆，该螺杆与可动部33a的一部分啮合。通过位置调整马达43的旋转，可动部33a沿Y方向移动。

位置调整台34具有：供位置调整台33的固定部33b安装的可动部34a；和从下方支承可动部34a的固定部34b。可动部34a被设在固定部34b上的轨道支承成能够沿X方向滑动。

位置调整台34还具有控制可动部34a的位置的位置调整马达44。位置调整马达44被安装于固定部34b。另外，在位置调整马达44上安装有螺杆，该螺杆与可动部34a的一部分啮合。通过位置调整马达44的旋转，可动部34a沿X方向移动。

倾斜度调整台31、32和倾斜度调整马达41、42构成了调整物镜6的倾斜度的透镜倾斜度调整部。位置调整台33、34和位置调整马达43、44构成了调整物镜6的位置的透镜位置调整部。

在倾斜度调整台31的可动部31a的上表面，立起设置有上述的4个致动器支承部18。这些致动器支承部18与光头5的物镜致动器50的下表面的四角抵接。致动器支承部18对应于倾斜度调整台31、32和位置调整台33、34的位置和倾斜度的变化，使物镜致动器50的位置和倾斜度变化。

倾斜度调整马达41、42和位置调整马达43、44分别经由电缆与马达控制部40连接。马达控制部(调整控制部)40根据从上述控制部10输入的物镜6的倾斜度和位置的检测结果与预先设定的倾斜度和位置的差，来驱动控制倾斜度调整马达41、42和位置调整马达43、44。

由于如这样构成，因此，调整单元1B能够基于透镜位置/倾斜度检测单元1A的检测结果进行物镜6的位置和倾斜度的自动调整。物镜6的位置的调整和倾斜度的调整可以同时(并行)进行，也可以分别进行。

(透镜位置检测方法)

接下来，对物镜6的位置和倾斜度的检测方法进行说明。

物镜6的倾斜度通过作为自动准直仪的倾斜度检测部2，以公知的方法进行检测。即，倾斜度检测部2朝向物镜6的边缘面61(后述)照射激光，并通过受光部22接受被边缘面61反射并透过了半反射镜14的激光。基于受光部22处的受光状态(例如受光部22的面内的受光位置)检测物镜6的倾斜度。由于该方法是公知的，因此省略详细的说明。以下，对本实施方式中的物镜6的位置检测方法(透镜位置检测方法)进行说明。

如上所述，摄像部11取得被照明部13照明的物镜6的图像，并将该图像送入控制部10的图像处理部10a。图像处理部10a通过在下面说明的图像处理来检测物镜6的中心位置。

摄像部11与物镜6的距离以物镜6的像在摄像部11成像的方式来确定。因此,允许与由摄像部11和摄像用物镜12确定的焦点深度相当的误差，该焦点深度一般是几10μm～几mm的程度。因此，在光头支承部16、17、摄像部11和摄像用物镜12的安装误差中存在足够的富余。

另外，照明部13只要能够对物镜6照射可使摄像部11进行摄像的光量的光即可，因此不要求精密的安装位置精度。

图8是示出物镜6的截面形状的概要图。图9是示出物镜6的平面形状的概要图。另外，图10是示出物镜6的侧面形状的概要图。图11是示出本实施方式中的透镜位置检测方法的一个例子的流程图。

在图9中，物镜6的外周的环状的部分是被称作边缘面61的部分。边缘面61一般是平面形状，不具有透镜作用。根据图8可知，比边缘面61靠内侧的透镜面62是具有透镜作用的球面或非球面(在此为非球面)。一般来说，在边缘面61与透镜面62的边界存在阶梯部63。

一般来说，物镜6的平面形状(从上方观察的形状)是以光轴为中心的点对称(参照图9)。因此，安装于光头5上的物镜6的以光轴为中心的旋转位置不是被定位在固定的旋转位置。因此，希望根据圆形状的边缘即特征点群来求取物镜6的中心位置。由此，与安装于光头5上的物镜6的旋转位置无关，检测出的中心坐标相同。

为了检测物镜6的位置，首先利用摄像部11取得物镜6的图像(图11的步骤S11)。接下来，根据取得的物镜6的图像，通过图像处理抽取与物镜6的外形(外周)60相当的边缘(步骤S12)。

并且，由于物镜6由透明材料构成，因此，由摄像部11取得的物镜6的图像是对从照明部13照射并被物镜6反射的光进行观察而得到的。此时，如果从照明部13向物镜6照射平行性高的光，则透过边缘面61的光变多，对于抽取物镜6的外形60的边缘是不利的。

因此，在本实施方式中，作为照明部13，采用了可发出照射方向具有各种角度的散射光的照明部。通过照射散射光，物镜6的外形60的边缘处的漫反射增加，由摄像部11接受的光量增加。由此，能够使物镜6的表面的物理边界部分即使从上表面观察也很显著。

即，从由摄像部11取得的物镜6的图像中抽取与外形60相当的边缘，并从该边缘求得物镜6的中心坐标。圆由3个点唯一地确定，如果知道圆周上的任意3个点的坐标，则通过基于这3个点的坐标求解联立方程式，能够求得圆的中心坐标。因此，从构成在上述的步骤S12中抽取的边缘的点群(以下，边缘点群)中，如图12所示这样抽取任意的3个点(步骤S13)，根据这3个点的坐标计算出物镜6的中心坐标(步骤S14)。

在通过摄像部11取得的物镜6的图像为正圆的情况下，根据3个点的坐标求得的物镜6的中心坐标应当始终为相同的坐标。可是，例如在物镜6相对于摄像部11倾斜的情况下，如图13所示，取得的图像的与物镜6的外形60相当的边缘点群被排列成椭圆形状。在从排列成该椭圆形状的边缘点群中选择3个点的情况下，通过这3个点的正圆成为图中的虚线的圆，其中心坐标(以虚线表示)从物镜6的本来的中心坐标(以实线表示)偏移。

另外，通过图像处理得到的边缘点群的各坐标的精度取决于由在摄像部11形成的光学图像尺寸和像素尺寸确定的分辨率。例如，在将光学倍率设定为1倍的情况下，一般的CCD相机的像素尺寸为3μm×3μm，因此1个像素的分辨率为3μm。因此，边缘点群成为以3μm为最小单位的离散的排列。因此，根据边缘点群的各坐标求得的物镜6的中心坐标也含有3μm的误差。

因此，从通过图像处理得到的边缘点群中的、除了最初抽取的3个点外的边缘点群中，进一步抽取3个点(图11的步骤S15)，根据这3个点的坐标再求取一个物镜6的中心坐标(步骤S16)。

这样，进行多次下述这样的处理：从通过图像处理得到的边缘点群中抽取3个点，并根据这3个点的坐标求取物镜6的中心坐标。在图11的例子中进行了2次，但是，希望进行3次以上。次数越多，越能够以高精度求取中心坐标。

这样，得到了物镜6的中心坐标的多个计算结果(即中心坐标群)。通过对该中心坐标群进行平均(步骤S17)，由此求取物镜6的中心坐标。

在通过以上的方法求得的物镜6的中心坐标从预先设定的物镜6的中心坐标偏移的情况下，需要进行物镜6的位置调整。因此，图像处理部10a根据通过上述的方法求得的物镜6的中心坐标、和预先设定的物镜6的中心坐标，计算出X方向和Y方向的位置偏移量(步骤S18)，并将其送入调整单元1B。

即使通过图像处理取得的物镜6的图像的外形60是椭圆形(图13)，也能够通过如上述这样进行多次从边缘点群中抽取3个点并根据这3个点的坐标求取物镜6的中心坐标这样的处理，并对得到的中心坐标群进行平均，从而以高精度求取物镜6的中心坐标。

另外，各个物镜6的中心坐标取决于分辨率而离散，但是，通过如上述这样对中心坐标群进行平均，能够以超过分辨率的亚微米级的高精度得到物镜6的中心坐标。

并且，在此，将光学倍率设定为1倍，但是，如果利用摄像用物镜12增大光学倍率，则能够相应地提高分辨率。即，能够提高物镜6的中心坐标的精度。例如，如果将光学倍率设定为3倍，则能够将物镜6的中心坐标的误差从3μm抑制为1μm，即抑制为三分之一。

另外，在与通过图像处理取得的物镜6的外形60相当的边缘点群描画出没有缺口的封闭的圆的情况下，可以仅进行一次从边缘点群中抽取3个点的步骤，并根据这3个点求取物镜6的中心坐标。

另一方面，例如在物镜6的外形60上存在损伤或变形的情况下，或者在附着有杂质的情况下，沿着物镜6的外形60的边缘点群可能不是完美地封闭的圆形，而是局部有缺口的圆形。另外，在摄像部11或物镜6相对于照明部13的照射方向倾斜的情况下，无法取得均匀地照射了光线的物镜6的图像，其结果是，沿着物镜6的外形60的边缘点群可能会成为局部有缺口的圆形。

即使在这样的情况下，通过如上述这样对物镜6的中心坐标群进行平均，也能够抑制因圆形的局部有缺口而对计算结果造成的影响。

另外，还存在物镜6的外形60的损伤或变形、或者边缘点群中含有杂质这样的可能性。在这样的情况下，如图14所示，会得到与物镜6的外形60相当的部分局部地发生了变形的边缘点群。如果该变形的部分包含于被抽取的3个点中，则根据这3个点求取的物镜6的中心坐标大幅背离本来的物镜6的中心坐标。在这样的情况下，如果单纯地对中心坐标群进行平均，存在中心坐标的计算精度变低的可能性。

因此，希望的是：在对物镜6的中心坐标群进行平均而求得平均值后，排除背离平均值最多的中心坐标，计算出剩余的中心坐标群的平均值，由此求取物镜6的中心坐标。

或者也可以是，求取物镜6的中心坐标群的中央值，排除从中央值背离得最多的中心坐标，计算出剩余的中心坐标群的平均值，由此求取物镜6的中心坐标。

这样，即使在由于杂质的附着等而得到了局部变形的边缘点群的情况下，也能够得到消除了该变形的影响的高精度的物镜6的中心坐标。

此时，仅根据物镜6的外形60得到的边缘点群的坐标具有与摄像部11的1个像素相当的大小的误差，因此，判断是否背离平均值的判断基准值必须设定为至少比所述误差大的值。

以上，对根据与物镜6的外形60相当的边缘点群求取中心坐标的方法进行了说明，但本实施方式并不限定于此。

例如，作为特征点群，可以使用边缘面61(图8)的内周侧的边缘61a来代替物镜6的外形60。边缘面61的内周侧的边缘61a与图9所示的双层圆中的内侧的圆相当。

在这种情况下，希望反复进行多次从与边缘面61的内周侧的边缘61a相当的边缘点群中抽取3个点并根据所抽取的3个点计算出物镜6的中心坐标这样的处理，并且对得到的中心坐标群进行平均。

如果使用边缘面61的内周侧的边缘61a，则例如如图15所示，即使在物镜6的外形60上设置有切痕67，该切痕67也不会影响边缘面61的内周侧的边缘61a，因此能够以高精度计算出物镜6的中心坐标。另外，即使在固定物镜6的粘接剂66溢出至边缘面61的情况下，由于该粘接剂66没有到达边缘面61的内周侧的边缘61a，因此能够以高精度计算出物镜6的中心坐标。

另外，作为特征点群，也可以使用作为形状的拐点部分的边界部。例如，如图8所示，在物镜6的背面的透镜面(非球面)62的周围存在平面形状的部分(称作平面部分)64的情况下，能够使用在透镜面62与平面部分64之间的拐点部分处存在的边界线65。

由于物镜6的平面部分64易于使光透过，因此，在摄像部11取得的取得图像中变暗，与此相对，透镜面(非球面)62容易使光全反射，因此，在摄像部11取得的取得图像中容易变亮。因此，在摄像部11取得的取得图像中，存在这样的优点：透镜面62与平面部分64之间的边界线65显得明了，容易得到边缘点群。

另外，如图16所示，在物镜6是衍射透镜的情况下，作为特征点群，可以使用衍射光栅。在这种情况下，希望反复进行多次从与任意的衍射光栅68相当的边缘点群中抽取3个点并根据所抽取的3个点计算出物镜6的中心坐标这样的处理，并且对得到的中心坐标群进行平均。

一般来说，衍射光栅形成为精度高的圆形状，并且，比物镜6的边缘面61靠内侧的部分处于透镜的有效直径内，因此损伤或杂质较少。因此，能够以更高的精度计算出物镜6的中心坐标。

接下来，对提高特征点群的抽取精度的方法进行说明。

图17是示出以摄像部11取得的物镜6的图像的一个例子的图。图18是示出从图17所示的图像中通过图像处理检测出的边缘的图。如图18所示，如果要从摄像部11所取得的物镜6的图像中检测出边缘，则抽取与各种边界线对应的圆形状或圆弧状的边缘。这是因为，用于光头5的物镜6的形状并不是简单的形状，另外，被透镜面(非球面)62全反射的光入射至摄像部11。

因此，在本实施方式中，如以下这样提高特征点群的检测精度。

首先，将连续的(连接的)点群作为1个组(块)分类成圆形状或圆弧状的多个组。接下来，从各个组中任意抽取3个点，基于所抽取的3个点的坐标计算出通过这3个点的圆的半径。由此，针对多个组分别求取圆的半径。

在此，由于欲抽取的圆(例如，物镜6的外形等)的半径是已知的，因此，选择计算出了下述这样的半径的组，该半径是对于每个组计算出的半径中的、最接近已知半径的半径(图19)。从该选择出的组中抽取3个点，如上述这样计算出物镜6的中心坐标。

这样，即使在得到了与各种边界线对应的多个边缘的情况下，也能够正确地选择与用于透镜位置检测的特征点相当的边缘点群。

并且，也可以是，在对于每个组求取圆的半径时，进行多次抽取3个点并基于这3个点的坐标来计算圆的半径这样的处理，并对得到的多个半径的值(半径值群)进行平均。这样，例如即使在圆的局部有缺口的情况下，也能够更加正确地进行边缘点群的选择。

另外，在求得上述的半径值群的平均值或中央值后，将背离平均值或中央值最多的值排除，对剩余的半径值群重新进行平均。即使在由于杂质的附着等而得到了局部变形的边缘点群的情况下，也能够消除该变形的影响，更加正确地进行边缘点群的选择。

并且，在图18中，与物镜6的外形60相当的边缘是以带有标号60的箭头表示的边缘。另外，与物镜6的边缘面61的内侧的边缘61a相当的边缘是以带有标号61a的箭头表示的边缘。

(调整方法)

最后，对透镜位置/倾斜度调整装置1调整物镜6的位置和倾斜度的方法进行说明。图20是示出由透镜位置/倾斜度调整装置1进行的、物镜6的位置和倾斜度的调整方法的一个例子的流程图。并且，在此，为了便于说明，沿着时序对各个处理进行说明，但也可以同时(并行)进行各个处理。

首先，控制部10通过倾斜度检测部(自动准直仪)2以公知的方法进行物镜6的倾斜度检测(步骤S21)。控制部10基于由倾斜度检测部2检测出的物镜6的倾斜度与预先设定的倾斜度(0度)的差，计算出物镜6的倾斜度调整所需要的绕X轴和Y轴的调整角度θx、θy，并发送至马达控制部40。

马达控制部40基于从控制部10送来的调整角度θx、θy，调整物镜6的倾斜度(步骤S22)。即，驱动倾斜度调整马达41、42，调整倾斜度调整台31、32的可动部31a、32a的倾斜度。这样，进行物镜6的倾斜度调整。

另外，控制部10基于由摄像部11取得的物镜6的图像，以上述的方法计算出物镜6的中心坐标(步骤S23)。控制部10基于计算出的物镜6的中心坐标的位置与预先设定的中心坐标的差，求得物镜6的位置调整所需要的X方向和Y方向的调整量Dx、Dy，并发送至马达控制部40。

马达控制部40基于从控制部10送来的调整量Dx、Dy，调整物镜6的位置(步骤S24)。即，马达控制部40驱动位置调整马达43、44，来调整位置调整台33、34的可动部33a、34a的Y方向位置、X方向位置。由此进行物镜6的位置调整。

在像这样完成物镜6的位置和倾斜度的调整后，将保持着物镜6的物镜致动器50粘接于光头5的壳体的上表面。并且，物镜致动器50的粘接位置并不限于光头5的壳体的上表面，例如可以埋入光头5的壳体中。

在本实施方式的透镜位置/倾斜度调整装置1中，能够互相独立地进行基于倾斜度检测部2实现的倾斜度检测、和基于摄像部11实现的位置检测。因此，可以同时(并行)进行步骤S21、22和步骤S23、24。

另外，可以通过分别重复进行多次物镜6的倾斜度检测(S21)和倾斜度调整(S22)、以及物镜6的位置检测(S23)和位置调整(S24)，来提高调整精度。

(效果)

下面，对本实施方式的效果进行说明。

在本实施方式中，通过摄像部11取得物镜6的图像，从该图像中通过图像处理抽取特征点群(边缘)，基于所抽取的特征点群计算出物镜6的中心坐标。因此，为了检测物镜6的位置所需要的各部的位置精度只要是能够使物镜6的图像在摄像部11的摄像面上成像的位置精度即可。因此，能够以比较简单且廉价的装置结构正确地检测物镜6的位置。

另外，从通过摄像部11取得的物镜6的图像中抽取与物镜6的外形对应的边缘，并从该边缘点群进一步抽取3个点，根据这3个点的坐标求取物镜6的中心坐标，因此，能够进行精度更高的位置检测。

特别是，通过进行多次从边缘点群中抽取3个点并根据这3个点的坐标求取物镜6的中心坐标这样的处理，并且对得到的中心坐标群进行平均，由此能够以亚微米级的高精度进行位置检测。另外，即使在取得的图像变形为椭圆状的情况下、或者在图像中存在缺口的情况下，也能够以高精度进行位置检测。

进而，通过进行这样的处理：在对中心坐标群进行平均后，将背离平均值或中央值最多的中心坐标排除，并对剩余的中心坐标群重新进行平均，由此，即使在因杂质等而使得边缘点群的局部发生变形的情况下，也能够排除该变形的影响。

另外，在图像中含有多个边缘的情况下，从各边缘点群中分别抽取3个点，并根据各组3个点的坐标分别求取半径，并选择得到了最接近预先设定的半径的半径的边缘点群，由此，即使在存在多个边缘的情况下，也能够精度良好地进行位置检测。

另外，通过使用照射散射光的照明部13，能够使透镜表面的边界部分变得显著。

而且，通过使照明部13的形状形成为环形状，由此，能够配设例如倾斜度检测部2，来同时检测物镜6的位置和倾斜度。

并且，通过设置对物镜6的图像在光学上进行放大的摄像用物镜12，由此能够提高图像的光学倍率，提高物镜6的位置检测精度。

另外，本实施方式中的透镜位置/倾斜度检测单元1A具备用于检测物镜6的位置的摄像部11、摄像用物镜12以及照明部13、和用于检测物镜6的倾斜度的倾斜度检测部2，因此能够以高精度检测物镜6的位置和倾斜度这两者。

另外，本实施方式中的透镜位置/倾斜度调整装置1还具备调整物镜6的位置的机构(位置调整台33、34)、和调整物镜6的倾斜度的机构(倾斜度调整台31、32)，因此，能够对应于物镜6的位置和倾斜度的检测结果调整物镜6的位置和倾斜度。

并且，本实施方式中的透镜位置/倾斜度调整装置1具有：位置调整马达43、44，它们驱动对物镜6的位置进行调整的机构；倾斜度调整马达41、42，它们驱动对物镜6的倾斜度进行调整的机构；以及马达控制部40，其控制位置调整马达43、44和倾斜度调整马达41、42，因此，能够以高精度自动调整物镜6的位置和倾斜度。另外，也能够缩短调整所需要的时间。

并且，在上述的实施方式中，对检测物镜6的位置(和倾斜度)的装置和方法进行了说明，但是，当然也能够应用于物镜以外的透镜。

另外，在上述的实施方式中，对具备检测物镜6的位置和倾斜度的透镜位置/倾斜度检测单元1A、和调整物镜6的位置和倾斜度的调整单元1B的透镜位置/倾斜度调整装置1进行了说明，但是，也可以是仅具备透镜位置/倾斜度检测单元1A的装置结构。在这种情况下，成为例如图3所示的装置结构。

另外，在本实施方式中，对检测物镜6的位置和倾斜度的透镜位置/倾斜度检测单元1A进行了说明，但也可以是仅检测物镜6的位置的装置结构(不具有倾斜度检测部2的结构)。在这种情况下，成为例如图4所示的装置结构。

实施方式2

图21和图22是示出本发明的实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置100的结构的立体图。在实施方式2的透镜位置/倾斜度调整装置100中，为这样的结构：在实施方式1所说明的透镜位置/倾斜度调整装置1中，加入了对来自物镜6的侧面的光进行反射的镜子72(反射部件)、和切换摄像部11与镜子72的相对位置的切换机构。

如图21和图22所示，透镜位置/倾斜度调整装置100具有支承部件71和支承座73。这些支承部件71和支承座73(固定支承部)通过未图示的固定部件互相固定在一起。

支承座73从下方支承基座15。基座15如在实施方式1中所说明的那样具有底座15b和垂直壁部15a。支承座73具有与XY面平行的支承面，基座15的底座15b以能够沿X方向移动的方式配置于该支承面。即，在该实施方式2中，基座15成为能够在支承座73上移动的可动部。

在支承座73上安装有控制基座15的位置的位置调整马达74。在位置调整马达74上安装有螺杆，该螺杆与基座15的底座15b的一部分啮合。通过位置调整马达74的旋转，基座15沿X方向移动。

在基座15上安装有透镜位置/倾斜度检测单元1A的构成要素中的用于支承光头5的光头支承部16、17、和调整单元1B。光头支承部16、17如在实施方式1中所说明的那样从基座15的垂直壁部15a的壁面向X方向延伸。

另外，在基座15的垂直壁部15a安装有镜子72。镜子72以在Y方向和Z方向上的位置与支承于致动器支承部18的物镜致动器50的物镜6相同的方式配置。换而言之，镜子72配置在与物镜6的侧面(从与光轴垂直的方向观察到的物镜6的面)沿X方向对置、且能够使物镜6的侧面的图像入射的位置。

镜子72具有将来自物镜6的侧面的光向上方(+Z方向)反射的反射面72a。具体来说，镜子72的反射面72a相对于X方向和Z方向具有45度的倾斜度。

另外，镜子72在图21和图22所示的状态下处于相对于半反射镜14向X方向(在此为-X方向)移位后的位置。即，在图21和图22所示的状态下，镜子72的反射光不入射至半反射镜14，因此也不入射至摄像部11。

支承部件71被配置在基座15的垂直壁部15a的上方，并且具有与YZ面平行的安装面。在支承部件71的安装面上安装有透镜位置/倾斜度检测单元1A的除了光头支承部16、17之外的构成要素(包括倾斜度检测部2、照明部13、半反射镜14)。

调整单元1B具有在实施方式1中所说明的倾斜度调整台31、32和位置调整台33、34。但是，在倾斜度调整台32与位置调整台33之间配置有高度调整台75。高度调整台75具有：可动部75a；和固定部75b，其将可动部75a支承成能够沿Z方向移动。固定部75b被固定在位置调整台33的可动部33a上。

高度调整台75还具有对可动部75a的Z方向的位置进行控制的高度调整马达76。在高度调整马达76上安装有螺杆，该螺杆与可动部75a的一部分啮合。通过高度调整马达76的旋转，可动部75a沿Z方向移动。

另外，在可动部75a上安装有倾斜度调整台32的固定部32b。而且，在倾斜度调整台32的可动部32a上，安装有倾斜度调整台31的固定部31b。在倾斜度调整台31的可动部31a上，立起设置有致动器支承部18。倾斜度调整台32、31和致动器支承部18的结构如在实施方式1中所说明的那样。

因此，当高度调整台75的可动部75a通过高度调整马达76的旋转而沿Z方向移动时，倾斜度调整台32、31和致动器支承部18也沿Z方向移动，被致动器支承部18支承的物镜致动器50也沿Z方向移动。

透镜位置/倾斜度检测单元1A的摄像部11被安装于调整Y方向的位置的位置调整台77上。位置调整台77具有：安装有摄像部11的可动部77a；和将可动部75a支承成能够沿Y方向移动的固定部77b。固定部77b被安装于支承部件71的安装面。

位置调整台77还具有控制可动部77a的位置的位置调整马达78。在位置调整马达78上安装有螺杆，该螺杆与可动部77a的一部分啮合。通过位置调整马达78的旋转，可动部77a沿Y方向移动。即，安装于可动部77a上的摄像部11、和安装于摄像部11上的摄像用物镜12通过位置调整马达78的旋转而沿Y方向移动。

上述的位置调整马达43、44、74、78、高度调整马达76和倾斜度调整马达41、42经由未图示的电缆(参照图1)与马达控制部40(图23)连接。

在上述的结构中，支承部件71、支承座73、基座15、位置调整马达74和位置调整台77(包括位置调整马达78)构成了切换机构，该切换机构将镜子72与摄像部11的相对位置在第1位置(图21、22)和第2位置(后述的图24、25)之间进行切换，在所述第1位置，被镜子72反射的来自物镜6的侧面的光不入射至摄像部11，在所述第2位置，被镜子72反射的来自物镜6的侧面的光入射至摄像部11。另外，高度调整台75(包括高度调整马达76)构成了对物镜6的Z方向位置(高度)进行调整的透镜高度调整部。

图23是示出实施方式2的透镜位置/倾斜度调整装置100的控制系统的框图。与实施方式1相同，通过摄像部11取得的图像被输入控制部10。控制部10的图像处理部10a对输入的图像进行后述的图像处理，计算出物镜6的位置，并计算从预先设定的基准位置偏移的位移量。

另外，由倾斜度检测部2取得的数据(受光部22中的激光的受光状态)被输入控制部10。控制部10基于输入的数据计算出物镜6的倾斜度。

控制部10基于计算出的物镜6的位移量和倾斜度来控制调整单元1B的马达控制部40。马达控制部40基于控制部10的指示，驱动倾斜度调整马达41、42、位置调整马达43、44、74、78和高度调整马达76。

接下来，对实施方式2中的透镜位置/倾斜度调整装置100的动作进行说明。首先，对物镜6的位置和倾斜度的检测方法和调整方法进行说明。

在图21和图22所示的状态(第1位置)下，如果从倾斜度检测部2向物镜6的边缘面照射激光，则被边缘面反射的激光透过半反射镜14被倾斜度检测部2接受。另外，从照明部13射出并被物镜6反射的光(反射光81)被半反射镜14的反射透射面14a反射而入射至摄像部11。

另一方面，从照明部13射出并被物镜6的侧面反射的光(反射光82)被镜子72向上方(+Z方向)反射，但由于镜子72处于相对于半反射镜14向X方向移位后的位置，因此，反射光82不入射至半反射镜14，因此也不入射至摄像部11。

在该状态下，与实施方式1相同地进行物镜6的位置和倾斜度的检测。倾斜度检测部2朝向物镜6的边缘面照射激光，并接受被边缘面反射且透过了半反射镜14的激光，基于其受光状态来检测物镜6的倾斜度。另外，摄像部11取得被照明部13照明的物镜6的图像并发送至控制部10的图像处理部10a，图像处理部10a通过在实施方式1中说明的方法计算出物镜6的中心位置。

另外，也与实施方式1相同地进行物镜6的调整。即，控制部10基于通过倾斜度检测部2检测出的物镜6的倾斜度的检测结果、和通过图像处理部10a计算出的物镜6的位置的计算结果，计算出物镜6的倾斜度调整所需要的绕X轴和Y轴的调整角度、以及X方向和Y方向的调整量，并发送至马达控制部40。马达控制部40基于控制部10的指示，驱动倾斜度调整马达41、42和位置调整马达43、44。

该实施方式2的透镜位置/倾斜度调整装置100还能够进行物镜6的高度(Z方向位置)的调整。

图24和图25是示出进行物镜6的高度调整时的透镜位置/倾斜度调整装置100的立体图。在进行物镜6的高度调整的情况下，驱动用于使基座15沿X方向移动的位置调整马达74。控制部10通过驱动位置调整马达74而使基座15从图21和图22所示的状态向+X方向移动。

当基座15向+X方向滑动时，配设于基座15上的光头支承部16、17和调整单元1B沿X方向移动。另一方面，配设于支承部件71上的、透镜位置/倾斜度检测单元1A的除光头支承部16、17以外的构成要素没有移动。由此，如图24和图25所示，成为半反射镜14位于镜子72的上方(+Z方向)的状态。

在图24和图25所示的状态下，来自被照明部13照明的物镜6的侧面的反射光82被半反射镜14的反射透射面14a反射而入射至摄像部11。由此，摄像部11能够观测物镜6的侧面的图像。

另外，为了使物镜6的侧面的图像在摄像部11上成像，需要将从物镜6至摄像部11的光路长度保持为固定，但是，通过如上述这样使基座15沿X方向移动，由此，从物镜6至摄像部11的光路长度变得比在图21和图22所示的状态下的光路长度长。

因此，控制部10为了使摄像部11向-Y方向(接近半反射镜14的方向)移动而经由马达控制部40驱动位置调整马达78。通过位置调整马达78的驱动，可动部77a相对于位置调整台77的固定部77b向-Y方向移动，安装于可动部77a的摄像部11向-Y方向移动。控制部10使位置调整台77移动，以使摄像部11向-Y方向移动预先确定的距离。由此，物镜6的侧面的图像在摄像部11上成像。

在该状态下，摄像部11取得物镜6的侧面的图像，并将该图像输入控制部10。控制部10的图像处理部10a对输入的图像进行后述的图像处理，并计算出物镜6的Z方向的位置(Z坐标)。

图26是示出由摄像部11取得的图像的示意图。在由摄像部11取得的图像中，包括被光头支承部16、17支承的光头5的主体部51的上端面(以下为主体上端面)5c、通过致动器支承部18而定位的物镜致动器50的上端面50a(参照图7)、以及被支承于物镜致动器50上的物镜6的边缘面61(参照图10)。

物镜6的Z方向位置如以下这样求得。控制部10的图像处理部10a首先在摄像部11所取得的图像内，抽取成为高度基准的光头5的主体上端面5c、和作为高度测量对象的物镜致动器50的上端面50a或支承于物镜致动器50上的物镜6的边缘面61，分别作为边缘(特征点群)。

然后，求取被作为边缘抽取出的光头5的主体上端面5c、和物镜致动器50的上端面50a或物镜6的边缘面61的Z方向位置。

进而计算出从光头5的主体上端面5c至物镜致动器50的上端面50a为止的Z方向的距离(称为物镜致动器高度)85、或者从光头5的主体上端面5c至物镜6的边缘面61为止的Z方向的距离(称作物镜边缘面高度)86。

在此，光头5的主体上端面5c的Z方向位置是已知的。另外，物镜致动器50的上端面50a和物镜6的边缘面61在Z方向上的距离也是已知的。因此，能够根据物镜致动器高度85或物镜边缘面高度86求得物镜6的边缘面61的Z方向位置。

在抽取上述的边缘时，通过预先将特征点群定义为直线形状，由此能够进一步提高各Z方向位置的检测精度。并且，作为边缘而抽取的部分并不限定于上述的部分。只要抽取构成作为高度测量对象物的物镜6的外形(轮廓)的部分、和构成保持物镜6的部件的外形的部分(Z方向位置已知、且成为高度基准的部分)的边缘即可。

另外，在此，抽取光头5的主体上端面5c的边缘作为高度基准，但也可以使用其他的高度基准。对于这一点，在下面进行说明。

图27和图28是用于说明下述方法的示意图：使用与光头5分体的部件、即块规88来规定高度基准，并计算物镜6的高度。块规88代替光头5被载置于光头支承部16、17的上表面。块规88的厚度(Z方向的尺寸)是已知的。

图27示出了由摄像部11取得的块规88的侧面的图像。控制部10的图像处理部10a从由摄像部11取得的图像中，抽取块规88的上端面88a作为边缘(特征点群)，计算出其Z方向位置88b，并存储为高度基准。

然后，从光头支承部16、17卸下块规88，安装光头5，通过摄像部11取得物镜6的侧面的图像。

图28示出了由摄像部11取得的物镜6的侧面的图像。在图28中，通过图像处理，使保持于物镜致动器50上的物镜6的侧面的图像、和先前取得的块规88的上端面88a(图27)的Z方向位置88b重合并示出。

控制部10的图像处理部10a在图28中抽取物镜6的边缘面61作为边缘，并计算出其Z方向位置。然后，求取计算出的物镜6的边缘面61的Z方向位置和先前计算出的高度基准(块规88的上端面88a的Z方向位置88b)在Z方向上的距离，由此计算出物镜6的边缘面61距高度基准的高度(物镜边缘面高度)87。

块规88的厚度如上述那样是已知的，块规88的下端位置与光头支承部16、17的上端位置相同，因此也是已知的。因此，块规88的上端面88a的Z方向位置88b也是已知的。因此，能够基于Z方向位置88b(高度基准)检测出物镜6的边缘面61的高度。

并且，对于块规88，只要尺寸精度高，能够稳定地载置于光头支承部16、17上，具有易于抽取边缘的形状即可。

在通过图25和图26所示的方法、或图27和图28所示的方法检测出物镜6的Z方向位置后，在调整单元1B中进行物镜6的Z方向的位置调整(高度调整)。

在这种情况下，控制部10基于通过图像处理部10a计算出的物镜致动器高度85或物镜边缘面高度86、87，求得物镜6的高度调整所需要的Z方向的调整量Dz，并发送至调整单元1B。调整单元1B的马达控制部40基于从控制部10送来的Z方向的调整量Dz，驱动高度调整马达76。

通过高度调整马达76的旋转，高度调整台75的可动部75a相对于固定部75b沿Z方向移动。由此，支承于可动部75a上的倾斜度调整台32、31和致动器支承部18沿Z方向移动，物镜致动器50经由致动器支承部18沿Z方向移动，其结果是，被支承于物镜致动器50上的物镜6沿Z方向移动。由此进行物镜6的高度调整(Z方向的位置调整)。

并且，可以在像这样进行了物镜6的高度调整后，使基座15移动至图21和图22所示的位置，通过透镜位置/倾斜度检测单元1A进行物镜6的倾斜度和位置的检测。

如以上所说明，根据本发明的实施方式2，通过在实施方式1的透镜位置/倾斜度调整装置上增加少许的构成部件，由此，不使用专用的位移传感器等就能够检测并调整透镜的高度。其结果是，能够简化透镜位置/倾斜度调整装置的结构，从而能够降低制造成本。另外，能够使透镜位置/倾斜度调整装置小型化，从而能够减小占有面积。

本发明例如能够应用于检测光头的透镜(例如物镜)的位置的透镜位置检测装置、检测透镜的位置和倾斜度的透镜位置/倾斜度检测装置、调整透镜的位置的透镜位置调整装置、以及调整透镜的位置和倾斜度的透镜位置/倾斜度调整装置。

Claims (18)

1.一种透镜位置检测方法，其特征在于，

取得透镜(6)的图像，

从取得的所述透镜(6)的图像中抽取所述透镜(6)的圆形状的边缘的特征点群、所述透镜(6)的外形(60)的特征点群、所述透镜(6)的边缘面(61)的特征点群、构成所述透镜(6)的形状的拐点部分的边界线(65)的特征点群、和所述透镜(6)的衍射光栅(68)的特征点群中的任何一个特征点群，

基于所抽取的所述特征点群的坐标，求取包含与所述透镜(6)的中心坐标对应的多个第1坐标的中心坐标群，

对所述中心坐标群进行平均，由此求取所述透镜(6)的中心坐标。

2.根据权利要求1所述的透镜位置检测方法，其特征在于，

从所述中心坐标群中排除所述中心坐标群所包含的所述多个第1坐标中的从所述中心坐标群的平均值或中央值背离得最多的第2坐标后进行平均，由此求取所述透镜(6)的中心坐标。

3.一种透镜位置调整方法，其特征在于，

基于通过权利要求1或2所述的透镜位置检测方法检测出的所述透镜(6)的位置，来调整所述透镜(6)的位置，

进而，检测所述透镜(6)的倾斜度，

基于检测出的所述透镜(6)的倾斜度，来调整所述透镜(6)的倾斜度。

4.一种透镜位置检测方法，其特征在于，

取得透镜(6)的图像，

从取得的所述透镜(6)的图像中抽取所述透镜(6)的圆形状的边缘的特征点群、所述透镜(6)的外形(60)的特征点群、所述透镜(6)的边缘面(61)的特征点群、构成所述透镜(6)的形状的拐点部分的边界线(65)的特征点群、和所述透镜(6)的衍射光栅(68)的特征点群中的任何一个特征点群，

将所述特征点群中连续的点群作为1个组，分类为圆形状或圆弧状的多个所述组，

基于各个所述组的所述点群，求取通过所述各个组的所述点群的圆的第1半径，

选择得到了与根据所述透镜(6)的形状已知的圆的第2半径最接近的所述第1半径的组，

基于该组的所述点群，求取所述透镜(6)的中心坐标。

5.根据权利要求4所述的透镜位置检测方法，其特征在于，

对基于1个所述组的所述点群求出的多个半径的值即半径值群进行平均而求出该1个组的圆的第1半径。

6.根据权利要求5所述的透镜位置检测方法，其特征在于，

在对所述半径值群进行平均时，排除从该半径值群的平均值或中央值背离得最多的值。

7.一种透镜位置调整方法，其特征在于，

基于通过权利要求5或6所述的透镜位置检测方法检测出的所述透镜(6)的位置，来调整所述透镜(6)的位置，

进而，检测所述透镜(6)的倾斜度，

基于检测出的所述透镜(6)的倾斜度，来调整所述透镜(6)的倾斜度。

8.一种透镜位置调整方法，其特征在于，

基于通过权利要求4所述的透镜位置检测方法检测出的所述透镜(6)的位置，来调整所述透镜(6)的位置，

进而，检测所述透镜(6)的倾斜度，

基于检测出的所述透镜(6)的倾斜度，来调整所述透镜(6)的倾斜度。

9.一种透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

所述透镜位置检测单元(1A)具备：

摄像部(11)，其取得透镜(6)的图像；和

图像处理部(10a)，其从所述摄像部(11)所取得的所述透镜(6)的图像中抽取所述透镜(6)的圆形状的边缘的特征点群、所述透镜(6)的外形(60)的特征点群、所述透镜(6)的边缘面(61)的特征点群、构成所述透镜(6)的形状的拐点部分的边界线(65)的特征点群、和所述透镜(6)的衍射光栅(68)的特征点群中的任何一个特征点群，基于所抽取的所述特征点群，检测所述透镜(6)的位置，

所述图像处理部(10a)基于所述特征点群的坐标，求取包含与所述透镜(6)的中心坐标对应的多个第1坐标的中心坐标群，对所述中心坐标群进行平均，由此求取所述透镜(6)的中心坐标。

10.根据权利要求9所述的透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

所述图像处理部(10a)从所述中心坐标群中排除所述中心坐标群所包含的所述多个第1坐标中的从所述中心坐标群的平均值或中央值背离得最多的第2坐标后进行平均，由此求取所述透镜(6)的中心坐标。

11.根据权利要求10所述的透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

为了求取所述透镜(6)的中心坐标而使用的所述特征点群所包含的特征点的数量为3个点以上。

12.一种透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

所述透镜位置检测单元(1A)具备：

摄像部(11)，其取得透镜(6)的图像；和

图像处理部(10a)，其从所述摄像部(11)所取得的所述透镜(6)的图像中抽取所述透镜(6)的圆形状的边缘的特征点群、所述透镜(6)的外形(60)的特征点群、所述透镜(6)的边缘面(61)的特征点群、构成所述透镜(6)的形状的拐点部分的边界线(65)的特征点群、和所述透镜(6)的衍射光栅(68)的特征点群，基于所抽取的所述特征点群中的任何一个特征点群，检测所述透镜(6)的位置，

所述图像处理部(10a)将所述特征点群中连续的点群作为1个组，分类为圆形状或圆弧状的多个所述组，

基于各个所述组的所述点群，求取通过所述各个组的所述点群的圆的第1半径，

选择得到了与根据所述透镜(6)的形状已知的圆的第2半径最接近的所述第1半径的组，

基于该组的所述点群，求取所述透镜(6)的中心坐标。

13.根据权利要求12所述的透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

所述图像处理部(10a)对基于1个所述组的所述点群求出的多个半径的值即半径值群进行平均而求出该1个组的圆的第1半径。

14.根据权利要求13所述的透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

所述图像处理部(10a)在对所述半径值群进行平均时，排除从该半径值群的平均值或中央值背离得最多的值。

15.根据权利要求13或14所述的透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

为了求取所述透镜(6)的中心坐标而使用的所述特征点群所包含的特征点的数量为3个点以上。

16.根据权利要求12所述的透镜位置检测单元(1A)，其特征在于，

为了求取所述透镜(6)的中心坐标而使用的所述特征点群所包含的特征点的数量为3个点以上。

17.一种透镜位置调整装置(1)，其特征在于，

所述透镜位置调整装置(1)具备：

权利要求9至16中的任一项所述的透镜位置检测单元(1A)，其还具有检测所述透镜(6)的倾斜度的透镜倾斜度检测部(2)；

透镜位置调整部(33、34、43、44)，其基于由所述透镜位置检测单元(1A)检测出的所述透镜(6)的位置，来调整所述透镜(6)的位置；以及

透镜倾斜度调整部(31、32、41、42)，其基于由所述透镜倾斜度检测部(2)检测出的所述透镜(6)的倾斜度，来调整所述透镜(6)的倾斜度。

18.一种透镜位置调整装置(1)，其特征在于，

所述透镜位置调整装置(1)具备：

权利要求9至16中的任一项所述的透镜位置检测单元(1A)；

透镜位置调整部(33、34、43、44)，其基于由所述透镜位置检测单元(1A)检测出的所述透镜(6)的位置，来调整所述透镜(6)的位置；

镜子(72)，其配置成与所述透镜(6)的侧面对置；和

切换机构(73、74、77)，其将所述摄像部(11)与所述镜子(72)的相对位置在第1相对位置与第2相对位置之间进行切换，在所述第1相对位置，被所述镜子(72)反射的来自所述透镜(6)的光不入射至所述摄像部(11)，在所述第2相对位置，被所述镜子(72)反射的来自所述透镜(6)的侧面的光入射至所述摄像部(11)，

所述图像处理部(10a)在所述摄像部(11)和所述镜子(72)处于所述第2相对位置的状态下，从所述透镜(6)的侧面的图像中抽取特征点群，并基于所抽取的所述特征点群检测所述透镜(6)的高度。