JP2000146552A - 光学素子の温度特性の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化に伴う光学素子の反射面の傾角変化
を、高精度で測定すること。 【解決手段】（１）所定の反射面を持つ光学素子が取り
付けられたベース部材を、加熱手段を有する加熱チャン
バ内に設けられた測定台に載置し、（２）測定台に当該
反射面と略平行な基準面を設け、（３）加熱チャンバ内
を加熱し、（４）オートコリメータにより反射面と基準
面に夫々光照射を行い、（５）反射面と基準面からの各
反射光に基づいて、加熱に伴う基準面に対する反射面の
相対角度の変化を検知し、（６）当該相対角度の変化か
ら、ベース部材に対する反射面の傾角変化を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク装置
等に設けられる光学素子の、温度変化に伴う反射面の傾
角変化を測定するための方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ディスク装置等に設けられ
る光学素子（プリズム等）の、温度変化に伴う反射面の
傾角変化を測定する方法が知られている。図７に、従来
の測定方法の概略を示す。ここでは、光ディスク装置の
ベース部材５０５に取り付けられたプリズム５００の反
射面５０２の温度変化に伴う傾角変化を測定するものと
する。

【０００３】プリズム５００が取り付けられたベース部
材５０５は、図示しない加熱手段を備えた加熱チャンバ
５１０内に入れられ、加熱チャンバ５１０の底部である
架台５１５に載置される。加熱チャンバ５１０には光を
透過する窓５１２が設けられており、プリズム５００は
その反射面５０２を窓５１２に向けた状態で置かれる。

【０００４】そして、加熱チャンバ５１０内を所定の温
度に加熱し、オートコリメータ５５０によって、プリズ
ム５００の反射面５０２に平行光を照射し、反射面５０
２にからの反射光に基づき、反射面５０２の温度変化に
伴う傾角変化を測定する。オートコリメータ５５０と加
熱チャンバ５１０の相対角度が温度変化に伴って変化し
ないと仮定すれば、反射面５０２のベース部材５０５に
対する傾角がαだけ変化した時、反射面５０２における
平行光の反射角度は２αだけ変化する。従って、上記平
行光の反射角度の変化２αをオートコリメータ５００に
より検出すれば、反射面の傾角変化αが求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、温度変化に伴ってオートコリメータ５５０と加熱チ
ャンバー５１０との相対角度が変化するため、上述の測
定方法では高い測定精度は期待できない。これは、温度
変化に伴うオートコリメータ５５０と加熱チャンバ５１
０との相対角度の変化をβとすると、反射面５０２にお
ける平行光の反射角度が、２αではなく、２（α＋β）
となるためである。そのため、従来より、温度変化に伴
う光学素子の反射面の傾角変化を高精度で測定する方法
の開発が望まれていた。

【０００６】上記のような事情に鑑み、本発明は、温度
変化に伴う光学素子の反射面の傾角変化を、高精度で測
定する方法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による光学素子の温度特性の測定方法は、
（１）所定の反射面を持つ光学素子が取り付けられたベ
ース部材を、加熱手段を有する加熱チャンバ内に設けら
れた測定台に載置し、（２）測定台に当該反射面と略平
行な基準面を設け、（３）加熱チャンバ内を加熱し、
（４）オートコリメータにより反射面と基準面に夫々光
照射を行い、（５）反射面と基準面からの各反射光に基
づいて、加熱に伴う基準面に対する反射面の相対角度の
変化を検知し、（６）当該相対角度の変化から、ベース
部材に対する反射面の傾角変化を測定すること、を特徴
とするものである。

【０００８】このように、基準面に対する反射面の相対
角度の変化を読み取れば、オートコリメータと加熱チャ
ンバとの相対的角度の変化分が相殺されるため、反射面
のベース部材に対する傾角変化を正確に求めることがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態による
光学素子の温度特性の測定に用いられる装置を示す側面
図である。光学素子２００は光ディスク装置のベース部
材２１０の水平な座面２１２に固着されている。尚、光
学素子２００を含む光ディスク装置については後述す
る。

【００１０】光学素子２００を加熱するための加熱チャ
ンバ１００は、略立方体形状の容器である。加熱チャン
バ１００の一側面には窓１０２が形成されている。又、
加熱チャンバ１００の反対側の側面にはエアーダクト１
０４が取り付けられている。エアーダクト１０４は、図
示しない加熱及び冷却装置に連結されている。この図示
しない加熱及び冷却装置から送り込まれる加熱空気等に
よって、加熱チャンバ１００の内部は所定の温度に加熱
される。

【００１１】加熱チャンバ１００の底を形成する架台１
０６上には、ベース部材２１０を載置するための測定台
１１０が設けられている。測定台１１０は複数本の脚部
１１４を有し、測定台１１０の上面と架台１０６の上面
とが略平行になるよう、架台１０６上に載置されてい
る。

【００１２】測定台１１０の上面には複数個の支持座１
１６が取り付けられており、この支持座１１６の上にベ
ース部材２１０が載せられる。ここで、ベース部材２１
０は、光学素子２００の反射面２０２が窓１０２と相対
するよう、測定台１１０に置かれる。さらに、測定台１
１０の窓１０２に相対する面は、光学素子２００の反射
面２０２と略平行な面になるように、鏡面加工を施され
ている。この鏡面加工された面が基準面１１２となる。

【００１３】加熱チャンバ１００の外には、公知のオー
トコリメータＡＣが配置される。オートコリメータＡＣ
は、図２にその基本構成を示すように、（１）光源Ｌ、
集光レンズＣ、半透過ミラーＨ、対物レンズＯ及び接眼
レンズＥを有している。集光レンズＣと半透過ミラーＨ
の間には、十字線などの標線が刻まれたガラス板である
標板Ｇ１が配置され、接眼レンズＥと半透過ミラーＨの
間には、目盛線が刻まれたの描かれたガラス板である焦
点板Ｇ２が配置されている。

【００１４】標板Ｇ１、焦点板Ｇ２の位置はいずれも対
物レンズＯの焦点面に相当する。上記のオートコリメー
タＡＣによって反射面（図２ではＲで示す）に向けて平
行光が照射される。反射面Ｒで反射された平行光は焦点
板Ｇ２の位置に標線の像を結ぶ。オートコリメータＡＣ
に対して反射面Ｒが傾くと、焦点板Ｇ２に結ばれる標線
の像位置も移動する。この移動量を焦点板Ｇ２に刻まれ
た目盛によって読みとることにより、反射面Ｒの傾角変
化を知ることができる。

【００１５】尚、オートコリメータＡＣに対して反射面
Ｒがθだけ傾くと、反射面Ｒでの平行光の反射角度は２
θ変化する。従って、対物レンズＯの焦点距離をｆとす
ると、焦点板Ｇ２上では標線が２ｆθだけ移動する。

【００１６】図３は、実施形態による光学素子の温度特
性の測定方法を示す図である。まず、オートコリメータ
ＡＣは、加熱チャンバ１００の窓１０２に相対して置か
れ、オートコリメータＡＣ（図２）からの出射光が光学
素子２００の反射面２０２と測定台１１０の基準面１１
２に夫々照射されるよう配置される。次いで、加熱チャ
ンバ１００に加熱空気が送り込まれ、加熱チャンバ１０
０内が所定の温度に加熱される。

【００１７】そして、上記のオートコリメータＡＣ（図
２）により、光学素子２００の反射面２０２と測定台１
１０の基準面１１２に向けて夫々平行光が照射され、基
準面１１２に対する反射面２０２の相対角度が検出され
る。ここで、温度変化に伴う反射面２０２のベース部材
２１０に対する傾角変化をαとする。又、温度変化に伴
うオートコリメータＡＣと加熱チャンバ１００の相対角
度の変化をβとする。

【００１８】加熱チャンバ１００内で光学素子２００を
加熱すると、反射面２０２のオートコリメータＡＣに対
する傾角変化はα＋βとなる。即ち、反射面２０２にお
ける平行光の反射角度は２（α＋β）だけ変化し、これ
は焦点板Ｇ２（図２）における標線の移動量２ｆ（α＋
β）として読みとられる。一方、測定台１１０の基準面
１１２の傾角変化はβであり、基準面１１２における平
行光の反射角は２βだけ変化する。これは、焦点板Ｇ２
（図２）における標線の移動量２ｆβとして読みとられ
る。

【００１９】従って、オートコリメータＡＣ（図２）に
よる標線移動量の差、即ち２ｆ（α＋β）−２ｆβを求
め、これを対物レンズＯ（図２）の焦点距離ｆで割れ
ば、反射面２０２のベース部材２１０に対する正確な傾
角変化αを求めることができる。

【００２０】このように、本実施形態の光学素子の温度
特性の測定方法によれば、基準面に対する反射面の相対
角度の（加熱に伴う）変化を読み取ることによって、オ
ートコリメータと加熱チャンバとの相対的角度の変化分
が相殺されるため、反射面のベース部材に対する傾角変
化を正確に求めることができる。

【００２１】次に、上記の光学素子２００を用いた光デ
ィスク装置について説明する。図４は実施形態の光ディ
スク装置の概略構成を示す平面図であり、図５は光ディ
スク装置の光学系を示す概略図である。図４及び図５に
示すように、光ディスク装置は、光ディスク２の記録面
にレーザー光束を収束させる対物レンズ１０を搭載した
可動部３と、光ディスク装置の本体（図示せず）に固定
された固定光学ユニット６により構成されている。

【００２２】図４に示すように、可動部３は、光ディス
ク装置本体（図示せず）に固定された一対のセンターヨ
ーク４１，４２に沿って移動可能に保持されている。セ
ンターヨーク４１は長手方向両端でコの字形状のサイド
ヨーク４３に連結され、センターヨーク４１とサイドヨ
ーク４３とが四角形の４辺を形成している。センターヨ
ーク４１とサイドヨーク４３で囲まれた空間にはマグネ
ット４５が配置され、センターヨーク４１・サイドヨー
ク４３・マグネット４５により磁気回路が形成されてい
る。同様に、センターヨーク４２とコの字形状のサイド
ヨーク４４、及びこれらに囲まれた空間に配置されたマ
グネット４６により、もう一つの磁気回路が形成されて
いる。

【００２３】可動部３には、センターヨーク４１，４２
を夫々周回する一対の駆動用コイル４７，４８が設けら
れている。即ち、駆動用コイル４７，４８は、上記一対
の磁気回路内に夫々位置する。そして、駆動コイル４
７，４８に電流を流すと、マグネット４５，４６により
形成される磁界との作用により、可動部３は、光ディス
ク２（図５）のトラックを横断する方向（図４の左右方
向）に直進移動する。

【００２４】図５に示すように、固定光学ユニット６
は、レーザー光束を発する半導体レーザー１８，（半導
体レーザー１８からの）発散光を平行光に変換するコリ
メートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，結像レ
ンズ２３，データ検出／フォーカス／トラッキング検出
センサー２４，およびＡＰＣセンサー２５を有してい
る。

【００２５】コリメートレンズ２０から射出される平行
光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性のため長円
状であり、レーザー光束を光ディスク２上に微小に絞り
込むには都合が悪いため略円形断面に変換する必要があ
る。このため、複合プリズムアッセイ２１の入射面２１
ａは入射光軸に対して所定の傾斜を有しており、入射光
を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状
から略円形形状に整形する。

【００２６】固定光学ユニット６から出射されたレーザ
ー光束は、空間中を直進して可動部３に入射し、可動部
３内に設けられた偏向ミラー３１で上方に反射され、対
物レンズ１０に入射する。尚、固定光学ユニット６から
のレーザー光束の進行方向は可動部３の直進移動方向と
一致しており、可動部３の移動位置に関わらず、固定光
学ユニット６からのレーザー光束は対物レンズ１０に入
射する。

【００２７】図６に、対物レンズ１０と光ディスク２の
関係を示す。対物レンズ１０に入射したレーザー光束
は、光ディスク２の保護層２Ｂを通過して記録面２Ａに
収束する。尚、可動部３と光ディスク２の記録面２Ａと
の距離を常に一定に保つため、可動部３に搭載された対
物レンズ１０は、光ディスク２の面ぶれに追従させるべ
く上下に移動制御される。このフォーカスサーボと呼ば
れる対物レンズ１０の移動制御方法については、説明を
省略する。

【００２８】光ディスク２から反射されて戻ってきた復
路のレーザー光束は、往路と逆に進んで固定光学ユニッ
ト６に戻り、複合プリズムアッセイ２１に入射する。複
合プリズムアッセイ２１のハーフミラー面２１ｂは、透
過光と、データ検出／フォーカス／トラッキング検出セ
ンサー２４へ向かう反射光を生成し、復路のレーザー光
束を分離する。データ検出／フォーカス／トラッキング
検出センサー２４は、光ディスク２に記録されているデ
ータ情報を読みとりデータ信号を出力し、且つフォーカ
ス／トラッキング誤差信号を出力する複合型のセンサー
である。尚、正確にはフォーカス／トラッキング誤差信
号およびデータ信号は図示しないヘッドアンプ回路によ
って生成され、制御回路又は情報処理回路に送られる。

【００２９】上述の図１から図３で説明した光学素子２
００は、図５の複合プリズムアッセイ２１、コリメータ
レンズ２０等である。但し、この発明は、図４から図６
に示す光ディスクで用いられる光学素子に限られるもの
では無く、他のタイプ（例えば回動アーム型）の光ディ
スク装置の光学素子であっても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学素子
の温度特性の測定方法によると、オートコリメータと加
熱チャンバとの相対角度が温度により変化しても、光学
素子の反射面の傾角変化を正確に測定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の測定方法で用いる装置を示す側面図
である。

【図２】オートコリメータの基本構成を示す図である。

【図３】実施形態の測定方法を示す図である。

【図４】実施形態の光ディスク装置の基本構成を示す図
である。

【図５】図４の光ディスク装置の光学系を示す概略図で
ある。

【図６】対物レンズと光ディスクを拡大して示す図であ
る。

【図７】従来の測定方法を示す図である。

【符号の説明】

１００ 加熱チャンバ １０２ 窓 １１０ 測定台 １１２ 基準面 ２００ 光学素子 ２０２ 反射面 ２１０ ベース部材 ＡＣ オートコリメータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の反射面を持つ光学素子が取り付けら
   れたベース部材を、加熱手段を有する加熱チャンバ内に
   設けられた測定台に載置し、 前記測定台に、前記反射面と略平行な基準面を設け、 前記加熱チャンバ内を加熱し、 オートコリメータにより、前記反射面と前記基準面に夫
   々光照射を行うと共に、前記反射面と前記基準面からの
   各反射光に基づいて、前記加熱に伴う前記基準面に対す
   る前記反射面の相対角度の変化を検知し、 前記基準面に対する前記反射面の相対角度の変化から、
   前記ベース部材に対する前記反射面の傾角変化を測定す
   ること、 を特徴とする光学素子の温度特性の測定方法。
2. 【請求項２】前記基準面は、前記測定台を研磨加工する
   ことにより得られること、を特徴とする請求項１に記載
   の光学素子の温度特性の測定方法。
3. 【請求項３】前記研磨加工は鏡面研磨であること、を特
   徴とする請求項２に記載の光学素子の温度特性の測定方
   法。