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

光学素子の温度特性の測定方法

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JP2000146552A JP10312984A JP31298498A JP2000146552A JP 2000146552 A JP2000146552 A JP 2000146552A JP 10312984 A JP10312984 A JP 10312984A JP 31298498 A JP31298498 A JP 31298498A JP 2000146552 A JP2000146552 A JP 2000146552A
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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。
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