JP2004014077A

JP2004014077A - 集積光学系の組立装置と集積光学系及び光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2004014077A
Application number: JP2002169425A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Oshima; 大島　久慶; Tarou Teru; 照　太郎; Yusuke Taneda; 種子田　裕介
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】発光素子と受光素子と光学部品を高精度で組立調整する。
【解決手段】ＬＤユニット２の発光素子２ａの光軸とコリメータレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系の光軸のずれを光軸ずれ検出手段１６で検出し、検出した光軸ずれ検出信号に基づいてＬＤユニット２の位置をＬＤユニット光軸調整手段５で常時可変して、ＬＤユニット２に対するホログラム素子３の位置や角度を調整しているときに各種原因により生じる調整光学系の光軸とＬＤユニット２の光軸のずれをなくして、ＬＤユニット２に対するホログラム素子３の位置や角度を高精度に調整して固定する。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子と受光素子と光学部品を集積化した光学系の組立装置と集積光学系及び光ピックアップ装置、特に組立位置精度の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップは、光源である発光素子と、発光素子からの光束をディスク上に集束させる対物レンズと、ディスクからの反射光を検出する受光素子と、光源からディスクにいたる光束中に設けたホログラム素子等種々の光学部品により、ディスクに情報の記録、再生を行うものである。この光ピックアップ装置を構成する部品として、発光素子と受光素子とホログラム素子をパッケージ化してあらかじめ調整組立をして一部品であるホログラムＬＤユニットとし、光ピックアップ装置の組立調整を簡易化しようという流れがある。このホログラムＬＤユニットは、発光素子と受光素子を組み付けたＬＤユニットに対するホログラム素子の相対位置関係の要求精度が高く、調整方法としては、擬似的に光ピックアップ装置の光学系と等価もしくは同じ作用となる光学系を調整装置内に設け、ＬＤユニット内の発光素子の光を基準に組立調整を行うということが考えられる。
【０００３】
このホログラムＬＤユニットの組立調整方法が例えば特開平８−１１０２６号公報や特開２０００−１４９２８７号公報に開示されている。特開平８−１１０２６号公報に示された調整方法は、発光素子からの照射光を、回折格子によって主ビームと２つの副ビームとに分割してからコリメータレンズで平行光束とし、この平行光束を対物レンズにより平滑な反射板の反斜面に集光させる。この反斜面で反射した光を対物レンズを通してホログラム素子に入射し、ホログラム素子によって２つの光に分割して受光素子に入射させ、受光素子の受光強度の合計値が最大となるように、回折格子とホログラム素子を発光素子の光軸を中心として角変位させるようにして、ホログラム素子の組立調整を短時間で正確に行うようににしている。
【０００４】
また、特開２０００−１４９２８７号公報に示された調整方法は、光ディスクを回転させながら、ホログラム素子や複合プリズムなどの各要素の取付け位置を調整するとき、フォーカスサーボをかけながらトラックエラー信号を収集して、収集するトラックエラー信号が規定のものになるように各要素の取付け位置を調整したり、フォーカスサーボとトラックサーボをかけながら再生信号を収集して、そのときに収集する再生信号が規定のものになるように各要素の取付け位置を調整するようにして、実際に使用する状態で各要素の位置決め調整を行い、高精度で調整するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特開平８−１１０２６号公報に示された調整方法は、擬似的に光ピックアップ装置の光学系と等価もしくは同じ効果となる光学系であるコリメータレンズが作る理想の平行光や対物レンズの合焦の位置への調整光学系の調整は非常に難しく、そのための工夫が必要であると考えられるが、その調整方法や手段には何ら言及されていないく、調整装置と発光素子との光軸合わせのの方法に関する記載も無く、ホログラム素子等の位置を高精度で調整することは困難である。
【０００６】
また、特開２０００−１４９２８７号公報に示された調整方法は、ホログラム素子や複合プリズムをＬＤユニットと組み付ける際に、対物レンズでフォーカス方向及びトラック方向の制御をするため、調整装置内の基準光学系の光軸と対物レンズ中心がずれてしまい調整精度が低下するという短所がある。また、ＬＤユニット内の受光素子からのフォーカス信号とトラック信号をもとに調整装置の光学系のフォーカスサーボとトラックサーボをかけるため、ホログラムや複合プリズムの調整を行ったときに検出信号に影響が出てフォーカスサーボとトラックサーボが精度良くかからないという短所もある。
【０００７】
この発明は係る短所を改善し、発光素子と受光素子と光学部品を高精度で組立調整することができる集積光学系の組立装置と集積光学系及び光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る集積光学系の組立装置は、発光素子と受光素子が所定に位置に実装されて固定され、光を通過させる開口窓を有するＬＤユニットの発光素子からの光束をコリメータレンズで平行光とし、その平行光を対物レンズでディスク駆動手段により保持しているディスクに集光し、ディスクから反射して対物レンズにより平行光にされた光束をコリメータレンズを通過してＬＤユニットの手前に配置された光学部品により回折してＬＤユニットの受光素子の複数の受光パターン上に集光し、受光パターン上の集光位置が正規位置にくるように光学部品調整手段によりＬＤユニットの開口窓に対して光学部品の位置と角度を調整して固定するＬＤユニットと光学部品の集積光学系の組立装置であって、光軸ずれ検出手段と制御手段とＬＤユニット光軸調整手段を有し、光軸ずれ検出手段は、ＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出し、制御手段は、光軸ずれ検出手段の光軸ずれ検出信号に基づいてＬＤユニットの位置を可変する制御信号を常時生成し、ＬＤユニット光軸調整手段は、光学部品の調整組立中に常に制御手段からの制御信号に基づいてＬＤユニットの位置を可変して、発光素子の光軸を調整光学系の光軸と一致させることを特徴とする。
【０００９】
前記ＬＤユニット光軸調整手段は、初期粗動調整用の駆動手段と微動調整用の駆動手段を有する。
【００１０】
また、光軸ずれ検出手段は、検出レンズと撮像手段と画像処理手段を有し、検出レンズはコリメータレンズからの平行光を撮像手段に集光し、撮像手段は集光した光束により発光点スポット画像を撮像し、画像処理手段は撮像手段で撮像した発光点スポット画像の重心位置を算出し、算出した重心位置の基準画素からのずれ量からＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出する。
【００１１】
他の光軸ずれ検出手段は、検出レンズと４分割受光素子と演算手段を有し、検出レンズはコリメータレンズからの平行光を４分割受光素子に集光し、４分割受光素子は直交する２方向にマトリックス状に配置された４素子を有し、演算手段は４分割受光素子の各素子の検出光量からＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出する。
【００１２】
さらに、前記組立装置に平行光検出手段と制御手段と平行光調整手段を設け、平行光検出手段は、コリメータレンズからの光束が平行光かどうかを検出し、制御手段は平行光検出手段の検出結果によりコリメータレンズの位置を調整する制御信号を常時生成し、平行光調整手段は、光学部品の調整組立中に常に制御手段からの制御信号によりコリメータレンズの位置を可変することが望ましい。この平行光調整手段には、コリメータレンズと検出レンズの初期粗動調整用の駆動手段と微動調整用の駆動手段を有することが望ましい。
【００１３】
また、平行光検出手段に、検出レンズと検出レンズの焦点前後の光束を縦方向と横方向にそれぞれ遮光する遮光手段と、遮光手段を通過した光束を受光する受光素子と、演算手段を設け、演算手段は検出レンズの焦点前後の光束を遮光手段で同一方向に遮光した際の受光素子からの受光信号の微分値を算出し、算出した受光信号微分値のピークを検出信号として出力し、制御手段は、演算手段から検出信号として出力する受光信号微分値のピークが等しくなるようにする制御信号を生成して、コリメータレンズからの光束を常に平行光にする。
【００１４】
さらに、コリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系にビーム整形手段を有する場合、平行光検出手段は、検出レンズと、検出レンズの焦点前後に設けられ、ビーム整形方向と非ビーム整形方向にそれぞれ遮光する遮光手段と、遮光手段を通過した光束を受光する受光素子と、演算手段と、検出レンズの位置を可変する検出レンズ調整手段とを有し、演算手段は、検出レンズの焦点前後の光束を遮光手段でビーム整形方向と非ビーム成形方向に遮光した際に受光素子から出力する受光信号の微分値を算出し、ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークと非ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークが等しくなるようにコリメータレンズと検出レンズの位置を可変する制御信号を生成して、コリメータレンズからの光束を常に平行光にする。
【００１５】
この発明の集積光学系は、前記組立装置でＬＤユニットに光学部品を組み立てたことを特徴とする。また、光学部品としてホログラム素子を使用したことを特徴とする。
【００１６】
この発明の光ピックアップ装置は、前記光学部品としてホログラム素子を有する集積光学系を使用したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の光ピックアップ装置に使用するホログラムＬＤユニットの構成図である。図１（ａ）に示すように、ホログラムＬＤユニット１は図１（ａ）の斜視図と（ｂ）の断面図に示すように、ＬＤユニット２とホログラム素子３とが一体で形成されている。ＬＤユニット２は、図１（ｃ）の斜視図に示すように、発光素子２ａと受光素子２ｂが所定に位置に実装されて固定され、光を通過させる開口窓２ｃの反対側に複数の接続端子２ｄを有する。このＬＤユニット２の開口窓２ｃのところにホログラム素子３が位置決めして一体化されている。
【００１８】
このホログラムＬＤユニット１のＬＤユニット２にホログラム素子３の位置を調整して組み立てる調整組立装置４は、図２の構成図に示すように、ＬＤユニット光軸調整手段５に設けられたＬＤユニット保持手段６と、ホログラム素子調整手段７に設けられたホログラム素子把持手段８と、コリメータレンズ９を有する平行光調整手段１０と、ビームスプリッタ１１ａ，１１ｂと、対物レンズ１２と、ディスク１３を保持して駆動するディスク駆動手段１４と、フォーカス駆動手段１５と、光軸ずれ検出手段１６と、平行光検出手段１７及びフォーカスエラーとトラックエラーを検出する誤差信号検出手段１８を有する。
【００１９】
ＬＤユニット光軸調整手段５は、ＬＤユニット２の光軸方向であるＺ軸方向と直交するＸ軸方向とＹ軸方向の粗動調整を行うＸ軸ステージ５ａとＹ軸ステージと５ｂ、Ｘ軸方向とＹ軸方向の微動調整を行うＸ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄを有する。ホログラム調整手段７はＸ軸方向とＹ軸方向の位置調整を行うＸ軸ステージ７ａとＹ軸ステージ７ｄと、Ｚ軸を中心とした回転方向の調整を行うθ軸ステージ７ｃを有する。平行光調整手段１０は、粗調整を行うＣＬ調整ステージ１０ａと微調整を行うＣＬ調整アクチュエータ１０ｂを有する。ディスク駆動手段１４はディスクのトラック方向を粗調整するディスクステージ１４ａと、トラック方向を微調整するトラックアクチュエータ１４ｂを有する。フォーカス駆動手段１５はディスク駆動手段１４で保持したディスク１３と対物レンズ１２の距離を粗調整する粗調整ステージ１５ａと、対物レンズ１２を保持してディスク１３と対物レンズ１２の距離を微調整するフォーカスアクチュエータ１５ｂとを有する。
【００２０】
光軸ずれ検出手段１６と平行光検出手段１７及びと差信号検出手段１８からの出力信号は、図３のブロック図に示すように、演算処理手段１９に送られる。また、ＬＤユニット光軸調整手段５とホログラム素子調整手段７と平行光調整手段１０とディスク駆動手段１４及びフォーカス駆動手段１５は、演算処理手段１９からの制御信号により各種駆動制御を行う駆動制御手段２０により動作が制御される。駆動制御手段２０にはＬＤユニット光軸調整手段５等に対応したドライバを有する。
【００２１】
この調整組立装置４でホログラムＬＤユニット１のＬＤユニット２にホログラム素子３を位置調整して組み立てるときは、ＬＤユニット２の外面をＬＤユニット保持手段６で保持し、ホログラム素子３をホログラム素子把持手段６で保持する。このホログラム素子３をＬＤユニット２の開口窓２ｃの表面に配置し、ＬＤユニット２の発光素子２ａを発光する。発光素子２ａから発光された光束はホログラム素子３を通りコリメータレンズ９で平行光にされる。このコリメータレンズ９からの光束が平行光かどうかは平行光検出手段１７によって検出され、この光束が平行光でないときは平行光調整手段１０によりコリメータレンズ９の位置を調整する。この平行光はビームスプリッタ１１ａ，１１ｂを通り対物レンズ１２に入射し、対物レンズ１２によりディスク駆動手段１４で保持したディスク１３に集光される。ディスク１３に集光された光束はディスク１３で反射して対物レンズ１２により平行光にされる。このディスク１３に光を集光するとき、ディスク１３に常に焦点を結ぶように誤差検出手段１８のフォーカスエラー検出信号により対物レンズ１２にフォーカスサーボをかける。この焦点を結ぶ位置についてはディスク１３をトラック溝横断方向に振動させながら対物レンズ１２をスキャンさせトラック信号振幅が最大になる位置を特定する方法を用いる。また、焦点がディスク１３のトラック溝（グルーブ）の中心になるように誤差検出手段１８のトラックエラー検出信号にしたがって調整し、ディスク１３にトラックサーボをかける。ディスク１３から反射して対物レンズ１２で平行にされた光束はコリメータレンズ９を通過してＬＤユニット２の手前に配置されたホログラム素子３により回折され、ＬＤユニット２の受光素子２ｂの複数の受光パターン上に集光する。この受光パターン上の集光位置が正規位置にくるようにホログラム素子調整手段７でホログラム素子３の位置と角度を調整する。
【００２２】
このようにＬＤユニット２に対してホログラム素子３の位置と角度を調整しているとき、ＬＤユニット２の発光素子２ａの光軸とコリメータレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系の光軸のずれを光軸ずれ検出手段１６で検出し、光軸ずれ検出手段１６の光軸ずれ検出信号に基づいてＬＤユニット光軸調整手段５でＬＤユニット２の位置を調整して、発光素子２ａの光軸を調整光学系の光軸と一致させ、ホログラム素子３の調整中に発生するホログラム素子３とＬＤユニット２のキャップ間の摩擦抵抗や発光素子２ａの点灯による発熱による経時変化等によって生じるＬＤユニット２の光軸ずれの影響を補正する。このＬＤユニット２の発光素子２ａの光軸を調整するとき、ＬＤユニット光軸調整手段５のＸ軸ステージ５ａとＹ軸ステージ５ｂで分解能が粗く駆動範囲の広い粗動調整を行い、光軸位置の保持をＸ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄで分解能が細かく応答性の良い微動調整することにより、異なるＬＤユニット２の光軸調整範囲を確保しながら経時ドリフトや外乱による微妙な光軸ずれを高精度に補正することができる。このＸ軸ステージ５ａとＹ軸ステージ５ｂとしては、光学調整等に一般的に用いられるモータとボールねじを組み合わせた自動ステージ等を使用すれば良く、Ｘ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄとしてはピエゾアクチュエータ等を使用すれば良い。
【００２３】
このＬＤユニット２の発光素子２ａの光軸とコリメータレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段１６は、例えば図４の構成図に示すように、検出レンズ１６ａとＣＣＤカメラ１６ｂからなる検出系と画像処理手段１６ｃで構成し、ビームスプリッタ１１ａからの光束を検出レンズ１６ａでＣＣＤカメラ１６ｂに集光し、ＣＣＤカメラ１６ｂで撮像した発光点スポット画像２１の重心位置を画像処理手段１６ｃで求め、基準画素からのずれ量ΔＸとΔＹを求め演算処理手段１９に送る。演算処理手段１９の中央処理部１９ａは、基準画素からのずれ量ΔＸとΔＹからＬＤユニット２の光軸調整量を求め、この光軸調整量に応じてＬＤユニット光軸調整手段５のＸ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄで微動調整するための制御電圧を算出し、Ｄ／Ａ変換器１９ｂを通じてアナログ制御電圧を駆動制御手段２０のＸ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄの各ドライバ２０ａに送り、Ｘ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄを駆動してＬＤユニット２の位置を微調整する。このようにして簡単な構成でＬＤユニット２の発光素子２ａの光軸とコリメートレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系の光軸のずれを検出して発光素子２ａの光軸と調整光学系の光軸を一致させることができ、異なるＬＤユニット２にホログラム素子３を精度良く位置決めして組み立てることができる。
【００２４】
また、光軸ずれ検出手段１６として、図５の構成図に示すように、検出系を検出レンズ１６ａと４分割受光素子１６ｄからなる検出系と演算手段１６ｅで構成し、４分割受光素子１６ｄの各素子の検出光量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから演算手段１６ｅでＸ軸方向の光軸ずれ検出信号｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝／ＲＦと、Ｙ軸方向の光軸ずれ検出信号｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｃ＋Ｂ）｝／ＲＦを求める。ここでＲＦは（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）である。このＸ軸方向とＹ軸方向の光軸ずれ検出信号を演算処理手段１９に送る。演算処理手段１９は入力した光軸ずれ検出信号をサーボ回路１９ｄに送るとともにＡ／Ｄ変換器１９ｃを介して中央処理部１９ａに送る。中央処理部１９ａは入力したＸ軸方向とＹ軸方向の光軸ずれ検出信号が検出信号特性の線形領域に入るようにＬＤユニット２の光軸初期調整を行うＸ軸方向とＹ軸方向の微動制御信号をＤ／Ａ変換器１９ｂを介して制御回路１９ｆに送る。制御回路１９ｆは送られた微動制御信号によりＸ軸アクチュエータ５ｃとＹ軸アクチュエータ５ｄの各ドライバ２０ａに制御電圧を出力してＬＤユニット２の光軸を調整する。そしてＸ軸方向とＹ軸方向の光軸ずれ検出信号が線形領域に入った状態でサーボ回路１９ｄを閉じることにより、検出系信号から演算手段１６ｅと補償回路１９ｅと制御回路１９ｆとドライバ２０ａとＬＤユニット光軸調整手段５との閉ループが形成され、ＬＤユニット２の光軸を常にコリメータレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系の光軸と一致させることができる。
【００２５】
このようにＬＤユニット２の光軸をコリメータレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系の光軸と一致させた状態でホログラム素子３の位置や角度を調整しているとき、ホログラム素子３とＬＤユニット２のキャップ間の摩擦抵抗や発光素子２ａの点灯による発熱によって発光素子２ａとコリメータレンズ９間の距離が経時変化すると、コリメータレンズ９からの光束の平行性が保持できなくなる。これを防ぐためコリメータレンズ９からの光束が平行光かどうかを平行光検出手段１７で検出して平行光調整手段１０によりコリメータレンズ９の位置を調整するときの処理を説明する。
【００２６】
平行光検出手段１７は、図６の構成図に示すように、検出レンズ１７ａと検出レンズ１７ａの焦点前後の光束を縦方向と横方向にそれぞれ遮光する遮光手段１７ｂ，１７ｃと、遮光手段１７ｂ，１７ｃを通過した光束を受光する受光素子１７ｄからなる検出系と演算手段１７ｅを有する。この検出レンズ１７ａの焦点前後の光束を遮光手段１７ｂ，１７ｃで同一方向に遮光した際の受光信号微分値のピークが等しくなるように平行光調整手段１０によりコリメータレンズ９の位置を調整するダブルナイフエッジ法を用いると良い。
【００２７】
また、コリメータレンズ９から対物レンズ１２までの調整光学系にビーム整形手段２２を有する場合、検出レンズ１７ａの保持部には、検出レンズ１７ａの位置を粗動調整する調整ステージ１７ｆと、微動調整する調整アクチュエータ１７ｇを設け、検出レンズ１７ａの位置を調整可能とし、検出レンズ１７ａの焦点前後の光束を遮光手段１７ｂ，１７ｃでビーム整形方向と非ビーム整形方向にそれぞれ遮光し、検出レンズ１７ａの焦点前後の光束をビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークと、焦点前後の光束を非ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークが等しくなるようにコリメータレンズ９と検出レンズ１７ａの位置を調整して保持すると良い。
【００２８】
これら受光信号微分値のピークをホログラム素子３を調整する間、受光信号微分値のピークが等しくなるようにコリメータレンズ９と検出レンズ１７ａの位置を保持するため、連続した検出信号を得る必要がある。このため演算手段１７ｅに、図７の波形図に示すように、ビーム成形方向の焦点前側微分信号のピーク値Ｖ１と、非ビーム成形方向の焦点前側微分信号のピーク値Ｖ２と、ビーム成形方向の焦点後側微分信号のピーク値Ｖ３と、非ビーム成形方向の焦点後側微分信号のピーク値Ｖ４とをホールドし、光束の遮光信号でホールドをリセットするような保持回路を設け、その保持された各微分信号のピーク値Ｖ１〜Ｖ４で検出信号Ｓ１，Ｓ２を下記式により演算して作り出す。
Ｓ１＝（Ｖ１−Ｖ３）／（Ｖ１＋Ｖ３）
Ｓ２＝（Ｖ２−Ｖ４）／（Ｖ２＋Ｖ４）
この検出信号Ｓ１，Ｓ２は、次の検出信号の演算が終わるまで保持することにより連続した検出信号Ｓ１，Ｓ２を得ることができる。この検出信号Ｓ１，Ｓ２がともに「０」になるようにコリメータレンズ９と検出レンズ１７ａの位置を調整することにより、コリメータレンズ９からの光束を平行光に保つことができ、非点収差の影響を受けないですみ、ホログラム素子３をＬＤユニット２に高精度で位置決めして固定することができる。
【００２９】
前記説明ではＬＤユニット２にホログラム素子３を組み立てる場合について説明したが、他の光学部品を同様にしてＬＤユニット２に組み立てることができる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、ＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出し、検出した光軸ずれ検出信号に基づいてＬＤユニットの位置を常時可変して、光学部品の調整組立中に常に発光素子の光軸を調整光学系の光軸と一致させるようにしたから、ＬＤユニットに対する光学部品の位置や角度を調整しているときに、ＬＤユニットと光学部品のキャップ間の摩擦や発光素子点灯による発熱による経時変化等による調整光学系の光軸とＬＤユニット光軸のずれをなくして、ＬＤユニットに対する光学部品の位置や角度を高精度に調整して固定することができる。
【００３１】
また、ＬＤユニット光軸調整手段に、初期粗動調整用の駆動手段と微動調整用の駆動手段を設けることにより、広い光軸調整範囲を確保しながら経時ドリフトや外乱による微妙な光軸ずれを高精度に修正することができる。
【００３２】
また、コリメータレンズからの平行光を撮像手段に集光して発光点スポット画像を撮像し、撮像した発光点スポット画像の重心位置を算出し、算出した重心位置の基準画素からのずれ量からＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを常時検出することにより、ＬＤユニットの発光素子の光軸と調整光学系の光軸のずれを精度良く検出することができ、調整光学系の光軸とＬＤユニット光軸のずれをなくして、ＬＤユニットに対する光学部品の位置や角度を高精度に調整して固定することができる。
【００３３】
また、コリメータレンズからの平行光を４分割受光素子に集光し、４分割受光素子の各素子の検出光量からＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出することにより、調整光学系の光軸とＬＤユニット光軸のずれをなくして、ＬＤユニットに対する光学部品の位置や角度を高精度に調整して固定することができる。
【００３４】
さらに、コリメータレンズからの光束が平行光かどうかを検出し、この検出結果によりコリメータレンズの位置を可変して、光学部品の位置や角度を調整中にコリメータレンズからの光束を常に平行光にすることにより、光学部品の調整中の光学部品とＬＤユニットとのキャップ間の摩擦や発光素子点灯による発熱による経時変化等で発生する発光素子とコリメートレンズの焦点方向ずれによるＬＤユニット受光信号の経時ドリフト変化を無くすことができ、光学部品の位置や角度を高精度に調整することができる。
【００３５】
また、平行光検出手段の検出レンズの焦点前後の光束を縦方向と横方向にそれぞれ遮光する遮光手段を設け、検出レンズの焦点前後の光束を遮光手段で同一方向に遮光した際の受光素子からの受光信号の微分値を算出し、算出した受光信号微分値のピークが等しくなるようにコリメータレンズの位置を可変することにより、光学部品の位置や角度を調整中にコリメータレンズからの光束を常に平行光にすることができ、光学部品の位置や角度を高精度に調整することができる。
【００３６】
さらに、コリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系にビーム整形手段を有する場合、平行光検出手段の検出レンズの焦点前後にビーム整形方向と非ビーム整形方向にそれぞれ遮光する遮光手段を設け、検出レンズの焦点前後の光束を遮光手段でビーム整形方向と非ビーム成形方向に遮光した際に受光素子から出力する受光信号の微分値を算出し、ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークと非ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークが等しくなるようにコリメータレンズと検出レンズの位置を可変することにより、光学部品の位置や角度を調整中にコリメータレンズからの光束を常に平行光にすることができ、光学部品の位置や角度を高精度に調整することができる。
【００３７】
また、この発明の組立装置でＬＤユニットに光学部品を組み立てた集積光学系は、ＬＤユニットに光学部品を高精度に位置決めして固定しているから、安定した光学特性を有することができる。
【００３８】
さらに、光学部品としてホログラム素子を使用することにより、光ピックアップ装置に使用する集積光学系を安定した光学特性で作成することができる。
【００３９】
また、光学部品としてホログラム素子を有する集積光学系を使用した光ピックアップ装置は、光ディスクに安定して情報を記録することができるとともに、記録した情報を安定して再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のホログラムＬＤユニットの構成図である。
【図２】ホログラムＬＤユニットの調整組立装置の構成図である。
【図３】調整組立装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】光軸ずれ検出手段の構成図である。
【図５】他の光軸ずれ検出手段と演算処理手段の構成図である。
【図６】平行光検出手段と演算処理手段の構成図である。
【図７】平行光検出手段の入力信号と出力する検出信号を示す波形図である。
【符号の説明】
１；ホログラムＬＤユニット、２；ＬＤユニット、３；ホログラム素子、
４；調整組立装置、５；ＬＤユニット光軸調整手段、
６；ＬＤユニット保持手段、７；ホログラム素子調整手段、
８；ホログラム素子把持手段、９；コリメータレンズ、
１０；平行光調整手段、１１；ビームスプリッタ、１２；対物レンズ、
１３；ディスク、１４；ディスク駆動手段、１５；フォーカス駆動手段、
１６；光軸ずれ検出手段、１７；平行光検出手段、
１８；誤差信号検出手段、１９；演算処理手段。

Claims

発光素子と受光素子が所定に位置に実装されて固定され、光を通過させる開口窓を有するＬＤユニットの発光素子からの光束をコリメータレンズで平行光とし、その平行光を対物レンズでディスク駆動手段により保持しているディスクに集光し、ディスクから反射して対物レンズにより平行光にされた光束をコリメータレンズを通過してＬＤユニットの手前に配置された光学部品により回折してＬＤユニットの受光素子の複数の受光パターン上に集光し、受光パターン上の集光位置が正規位置にくるように光学部品調整手段によりＬＤユニットの開口窓に対して光学部品の位置と角度を調整して固定するＬＤユニットと光学部品の集積光学系の組立装置であって、
光軸ずれ検出手段と制御手段とＬＤユニット光軸調整手段を有し、光軸ずれ検出手段は、ＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出し、制御手段は、光軸ずれ検出手段の光軸ずれ検出信号に基づいてＬＤユニットの位置を可変する制御信号を常時生成し、ＬＤユニット光軸調整手段は、制御手段からの制御信号に基づいてＬＤユニットの位置を可変して、光学部品の調整組立中に常に発光素子の光軸を調整光学系の光軸と一致させることを特徴とする集積光学系の組立装置。
前記ＬＤユニット光軸調整手段は、初期粗動調整用の駆動手段と微動調整用の駆動手段を有する請求項１記載の集積光学系の組立装置。
前記光軸ずれ検出手段は、検出レンズと撮像手段と画像処理手段を有し、検出レンズはコリメータレンズからの平行光を撮像手段に集光し、撮像手段は集光した光束により発光点スポット画像を撮像し、画像処理手段は撮像手段で撮像した発光点スポット画像の重心位置を算出し、算出した重心位置の基準画素からのずれ量からＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出する請求項１又は２記載の集積光学系の組立装置。
前記光軸ずれ検出手段は、検出レンズと４分割受光素子と演算手段を有し、検出レンズはコリメータレンズからの平行光を４分割受光素子に集光し、４分割受光素子は直交する２方向にマトリックス状に配置された４素子を有し、演算手段は４分割受光素子の各素子の検出光量からＬＤユニットの発光素子の光軸とコリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系の光軸のずれを検出する請求項１又は２記載の集積光学系の組立装置。
平行光検出手段と制御手段と平行光調整手段を有し、平行光検出手段は、前記コリメータレンズからの光束が平行光かどうかを検出し、制御手段は平行光検出手段の検出結果によりコリメータレンズの位置を調整する制御信号を常時生成し、平行光調整手段は、光学部品の調整組立中に常に制御手段からの制御信号によりコリメータレンズの位置を可変する請求項１乃至４のいずれかに記載の集積光学系の組立装置。
前記平行光検出手段は、検出レンズと検出レンズの焦点前後の光束を縦方向と横方向にそれぞれ遮光する遮光手段と、遮光手段を通過した光束を受光する受光素子と、演算手段を有し、演算手段は検出レンズの焦点前後の光束を遮光手段で同一方向に遮光した際の受光素子からの受光信号の微分値を算出し、算出した受光信号微分値のピークを検出信号として出力し、前記制御手段は、演算手段から検出信号として出力する受光信号微分値のピークが等しくなるようにする制御信号を生成する請求項５記載の集積光学系の組立装置。
前記コリメータレンズから対物レンズまでの調整光学系にビーム整形手段を有し、前記平行光検出手段は、検出レンズと、検出レンズの焦点前後に設けられ、ビーム整形方向と非ビーム整形方向にそれぞれ遮光する遮光手段と、遮光手段を通過した光束を受光する受光素子と、演算手段と、検出レンズの位置を可変する検出レンズ調整手段とを有し、演算手段は、検出レンズの焦点前後の光束を遮光手段でビーム整形方向と非ビーム成形方向に遮光した際に受光素子から出力する受光信号の微分値を算出し、ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークと非ビーム整形方向に遮光した際の受光信号微分値のピークが等しくなるようにコリメータレンズと検出レンズの位置を可変する制御信号を生成する請求項５記載の集積光学系の組立装置。
前記平行光調整手段はコリメータレンズと検出レンズの初期粗動調整用の駆動手段と微動調整用の駆動手段を有する請求項５乃至７のいずれかに記載の集積光学系の組立装置
請求項１乃至８のいずれかに記載の集積光学系の組立装置でＬＤユニットに光学部品を組み立てたことを特徴とする集積光学系。
前記光学部品はホログラム素子である請求項９記載の集積光学系。
請求項１０記載の集積光学系を有することを特徴とする光ピックアップ装置。