JP2004030770A - 対物レンズおよびそのチルト調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】チルト調整の際の参照光を適正に把握してチルト調整を適正かつ円滑に行うことができる対物レンズおよびそのチルト調整方法を提供すること。
【解決手段】チルト調整用参照面２１が、光軸７上に曲率中心を有する曲面形状に形成されていること。
【選択図】 図１
【解決手段】チルト調整用参照面２１が、光軸７上に曲率中心を有する曲面形状に形成されていること。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、対物レンズおよびそのチルト調整方法に係り、特に、光ディスク等に用いられる光ピックアップ用の対物レンズおよびそのチルト調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに対する読み取りや書き込みを行うための光ピックアップ装置においては、光ピックアップ用の対物レンズが用いられていた。
【０００３】
このような光ピックアップ用の対物レンズは、レンズ単体としても非常に高い光学性能が求められるものであるが、これに加えて組立時の光ピックアップ装置への取付けについても高い精度が要求される。そのため、この対物レンズを光ピックアップ装置本体に取付ける際には、光ディスクの記録面に対して対物レンズの光軸が直交するように対物レンズの傾きを調整するいわゆるチルト調整を行うことが求められる。
【０００４】
図７は、このようなチルト調整を行うための一般的な構成として、オートコリメータを用いた機構の一例を示したものである。
【０００５】
図７において、調整対象となる対物レンズ３に対向する位置には、オートコリメータ８が設置されている。このオートコリメータ８は、対物レンズ３のチルト調整用参照面４に対してレーザ光等の光を照射するための光源９を有している。この光源９における光の進行方向側には、半透鏡１０が配置されており、この半透鏡１０は、光源から出射された光を対物レンズ３側へ透過するとともに、対物レンズ３のチルト調整用参照面４によって反射された反射光である参照光を、検出器３０側に反射するようになっている。また、半透鏡１０と対物レンズ３との間には、コリメータレンズ１６が配置されており、このコリメータレンズ１６によって、光源９から放射された光を平行光にして対物レンズ３へ照射する。検出器３０には、表示画面１１が接続されており、検出器３０によって検出された参照光は、図７に示す表示画面１１上に光スポットとして表示されるようになっている。
【０００６】
この表示画面１１上には、画面の中央に交点１４を有する十字線分１５，１５が表示されており、対物レンズ３が装置本体１に対して平行に位置されている場合は、検出された参照光が十字線分１５の交点１４上に表示されるようになっている。
【０００７】
なお、対物レンズ３は、図７に示すようにレンズホルダ２に接着剤等によって固定されている。このレンズホルダ２と装置本体１との間には若干のクリアランスが形成されており、装置本体１に対してレンズホルダ２の微小な傾き、すなわち対物レンズ３の傾きが調整可能な状態となっている。
【０００８】
このようなオートコリメータ８を用いたチルト調整は、以下のように行われる。まず、光源９から光を照射すると、この照射光は半透鏡１０を透過した後に、コリメータレンズ１６によって平行光に変換される。そして、この平行光は、対物レンズ３の各部位に入射する。対物レンズ３に入射する平行光のうち、一部の光は、図８に示すように、対物レンズ３に形成されたチルト調整用参照面４に入射する。
【０００９】
そして、このチルト調整用参照面４に入射した平行光は、このチルト調整用参照面４によって反射されて参照光となり、この参照光は、オートコリメータ８の半透鏡１０によって検出器側に反射される。検出器側に反射された参照光は、この検出器によって検出された後に表示画面１１上に光スポットとして表示される。
【００１０】
ここで、対物レンズ３の光軸７が光ディスクの記録面に直交し得る場合は、チルト調整用参照面４によって反射された参照光は、入射された平行光と平行になり、表示画面１１上においては、十字線分１５の交点１４上にスポットとして表示される。
【００１１】
一方、対物レンズ３の光軸７が光ディスクの記録面に直交し得ない場合は、参照光は、入射された平行光に対して傾きを有した状態になり、表示画面１１上においては、十字線分１４の交点１４からずれた位置にスポット表示される。
【００１２】
したがって、表示画面１１上の表示を見ながら光スポットの位置が十字線分１５の交点１４に一致するように対物レンズ３の傾き調整を行えば、対物レンズ３の光軸７が光ディスクの記録面に直交する状態となり、これにより対物レンズ３のチルト調整が完了する。チルト調整が完了した後、この状態で対物レンズ３が固定されたレンズホルダ２を光ピックアップ装置本体１に対して例えば紫外線硬化型接着剤等を用いて完全に固定することにより、装置本体１に対する対物レンズ３の取付けが完了する。
【００１３】
尚、チルト調整用参照面として、このような光軸に対して直交する基準平面を対物レンズの外周部に形成することは、特開２００１−１３４９７５号公報にも記載されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のオートコリメータを用いたチルト調整方法においては、対物レンズに対する入射光の波面と平行なレンズ面からの反射光を最も鮮明な状態で検出するようになっている。
【００１５】
例えば、図７に示したオートコリメータ８によって対物レンズ３に入射される光は、任意の時刻における位相の等しい波面が平面とされた平面波であるため、この平面波に沿ったチルト調整用参照面４からの反射光が良好な輝度を有した状態で検出される。
【００１６】
ところが、反対側の面の平坦面部分５や、対物レンズ３の図７における上側のレンズ面も、チルト調整用参照面４とほぼ同様な平面、あるいはこれに近い形状の面（曲率の小さい面）に形成されているため、この平坦面部分５や上側のレンズ面から反射された反射光（図９に示す迷光）も、チルト調整用参照面４からの反射光である参照光とともに検出器により検出されてしまう状態となっていた。
【００１７】
この迷光（ノイズ光）は、表示画面１１上においては図１０に示すように、参照光の表示位置の周囲に参照光との判別がつき難い明るさで光スポット１２として一体的に表示されてしまう。
【００１８】
このような参照光と迷光が混在する表示においても、画像処理等を用いて光スポット１２の表示の中心部を明確に特定することができれば、この中心部を参照光の表示と推定することができ、チルト調整作業を行うことは可能である。しかしながら、表示画面１１に表示される光スポット１２は、例えば楕円あるいは外周が正確な円弧状でない斑点のような中心部を特定し難い形状になる場合が多く、このような場合には参照光を迷光と区別して明確に把握することが困難であり、この結果、チルト調整を適正かつ円滑に行うことができないといった問題が生じていた。
【００１９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、チルト調整の際の参照光を適正に把握してチルト調整を適正かつ円滑に行うことができる対物レンズおよびそのチルト調整方法を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係る対物レンズの特徴は、チルト調整用参照面が、光軸上に曲率中心を有する曲面形状に形成されている点にある。
【００２１】
そして、このような構成を採用したことにより、曲面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面に沿った球面波の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２２】
請求項２に係る対物レンズの特徴は、チルト調整用参照面が、光軸を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成されている点にある。
【００２３】
そして、このような構成を採用したことにより、傾斜面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面に沿った波面の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２４】
請求項３に係る対物レンズのチルト調整方法の特徴は、チルト調整用参照面を、前記対物レンズの光軸上に曲率中心を有する曲面形状に形成し、このチルト調整用参照面に対して、少なくとも前記チルト調整用参照面の位置における光の位相の等しい波面が前記チルト調整用参照面にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射し、その反射光を参照してチルト調整を行う点にある。
【００２５】
そして、このような方法を採用したことにより、曲面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面にほぼ対応する球面波の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２６】
請求項４に係る対物レンズのチルト調整方法の特徴は、チルト調整用参照面を、前記対物レンズの光軸を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成し、このチルト調整用参照面に対して、少なくとも前記チルト調整用参照面の位置における光の位相の等しい波面が前記チルト調整用参照面にほぼ対応する波面とされた光を入射し、その反射光を参照してチルト調整を行う点にある。
【００２７】
そして、このような方法を採用したことにより、傾斜面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面にほぼ対応する波面の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る対物レンズの第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。
【００２９】
なお、従来と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００３０】
本実施形態における対物レンズ２０は、レンズホルダ２に臨む一方のレンズ面に対向する他方のレンズ面すなわち図１および図２における上側のレンズ面の外周に、対物レンズ２０を光ピックアップ装置本体１に取り付ける際のチルト調整を行うチルト調整用参照面２１が形成されている点では、従来のものと基本的に同様である。
【００３１】
ただし、本第１実施形態においては、前記チルト調整用参照面２１は、対物レンズ２０の光軸７上に曲率中心を有する球面の一部をなす曲面形状に形成されている（図１参照）点で従来のものと異なっている。
【００３２】
このような曲面形状に形成されているチルト調整用参照面２１に対して、光の位相の等しい波面がチルト調整用参照面２１にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射すると、この入射光は、チルト調整用参照面２１によって入射時とほぼ同一形状の球面波の状態で入射光側に反射される。
【００３３】
この結果、チルト調整用参照面２１からの反射光である参照光を図３に示すようにして前述した他の平坦面部分（符号５で示す平坦面部分）や上側のレンズ面からの反射光である迷光と、その反射方向の違いにより明確に峻別させた状態で検出することができ、表示画面１１においても参照光の位置を明確に把握することができる。
【００３４】
なお、チルト調整用参照面２１の曲率半径は、設計コンセプトに応じて異なるが、例えば、好ましくは７．５ｍｍ程度以上とされているのが望ましい。また、図１および図２においては、チルト調整用参照面２１の曲率中心が、光軸７上における対物レンズ２０の図１および図２において上側となる入射光側に設定されているが、これに限る必要はなく、例えば対物レンズ２０の図１および図２において下側となる透過光側に曲率中心を設定することも考えられる。
【００３５】
次に、前述した対物レンズ２０を適用した本発明に係る対物レンズのチルト調整方法の第１実施形態について説明する。
【００３６】
本第１実施形態においては、従来とは異なり、対物レンズ２０に対して平行光ではなく図２に示すように、光の位相の等しい波面Ｓがチルト調整用参照面２１にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射する。
【００３７】
この球面波の光の形成は、例えば、図７に示したオートコリメータ８においてコリメータレンズ１６と光源９との距離を、通常の使用時すなわち光源９からの放射光を平行光へ変換する時よりも短く設定して、光源９からの放射光をコリメータレンズ１６によって平行光よりもわずかに発散させた状態で対物レンズ２０側に透過させることによって行う。
【００３８】
なお、初期状態において、対物レンズ２０はレンズホルダ２上に接着剤等を介して固定されており、このレンズホルダ２は、光ピックアップ装置本体１に対して若干の傾き調整が可能となるような状態、例えば、若干のクリアランスを持った状態で仮固定されている。
【００３９】
そして、この初期状態から、対物レンズ２０のチルト調整を行う場合は、オートコリメータ８の光源９から光を放射すると、この放射光は、半透鏡１０を透過した後、この半透鏡１０と対物レンズ２０との間に設置されたコリメータレンズ１６
に入射する。このとき、コリメータレンズ１６は、通常の使用時よりも光源９に近い位置に設定されているため、光源９からの放射光を平行光よりもわずかに発散させた状態で透過する。これにより、光源９からの放射光が前記コリメータレンズ１６によって前記チルト調整用参照面２１に沿った等位相の波面を有する球面波の光に変換され、この球面波の光は、光の進行方向側に位置された対物レンズ２０の各部位に入射する。
【００４０】
対物レンズ２０に入射した球面波の光のうち、チルト調整用参照面２１に入射した光は、図３に示すように参照光として入射光側にこの入射光と平行に反射される。
【００４１】
一方、対物レンズ２０の図３における上側のレンズ面や反対側の平坦面部分５に入射した光は、迷光として参照光とは異なる角度で反射される。
【００４２】
そして、これら参照光および迷光は半透鏡１０によって検出器側に反射された後、この検出器によって検出されて表示画面１１上に光スポット２２として表示される。
【００４３】
このとき、表示画面１１上には、光スポット２２における迷光の部位が参照光の部位を囲繞するようにして、参照光の部位と一体的に表示される。
【００４４】
しかし、オートコリメータ８は、その構造上、対物レンズ２０に対する入射光と平行な反射光を最も輝度が良好な状態で表示するため、たとえ参照光と迷光とが混在する光スポット２２であっても、図４に示すように、参照光の部位と迷光の部位との輝度の差異が大きくなり（コントラストが大きくなり）、これらを明確に峻別することができる。
【００４５】
この結果、光スポット２２における参照光の部位を確実に把握することができ、この参照光の部位が十字線分１５の交点１４に位置するように対物レンズ２０の傾きをレンズホルダ２とともに簡便かつ確実に調整することができる。
【００４６】
そして、光スポット２２における参照光の部位が十字線分１５の交点１４に位置したときに対物レンズ２０のチルト調整が完了する。
【００４７】
チルト調整の完了後、レンズホルダ２と光ピックアップ装置本体１とを紫外線硬化接着剤等により完全に固定する。これにより、対物レンズ２０の光ピックアップ装置本体１への取付が完了する。
【００４８】
従って、本第１実施形態によれば、対物レンズ２０の光軸７上に曲率中心を有する曲面形状のチルト調整用参照面２１に対して、このチルト調整用参照面２１に沿った球面波の光を入射することにより、チルト調整用参照面２１から反射された参照光を他の迷光と明確に峻別した状態で把握することができる。このため、参照光に基づいた対物レンズ２０のチルト調整を簡易かつ確実に行うことができる。
【００４９】
次に、本発明に係る対物レンズの第２実施形態について、図５および図６を参照して説明する。
【００５０】
本実施形態における対物レンズ２５は、レンズホルダ２に臨む一方のレンズ面に対向する他方のレンズ面すなわち図５および図６における上側のレンズ面の外周に、対物レンズ２５を光ピックアップ装置本体１に取り付ける際のチルト調整を行うチルト調整用参照面２６が形成されている点では、上述した第１実施形態のものと同様である。
【００５１】
ただし、本第２実施形態においては、前記チルト調整用参照面２６は、対物レンズ２５の光軸７を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成されている点で第１実施形態と異なっている。
【００５２】
この参照面２６は、更に詳述すれば、図５に示すように光軸７上に頂点を持ち、この光軸７を回転中心とする円錐における円錐面（側面）の一部をなすような曲面状の傾斜面とされている。
【００５３】
このような傾斜面形状に形成されているチルト調整用参照面２６に対して、光の等位相の波面がチルト調整用参照面２６にほぼ対応する波面とされた光を入射すると、この入射光は、チルト調整用参照面２６によって入射時とほぼ同一形状の状態で入射光側に反射される。
【００５４】
この結果、チルト調整用参照面２６からの反射光である参照光を、他の平坦面部分（符号５で示す平坦面部分）や上側のレンズ面からの反射光である迷光とその反射方向の違いにより明確に峻別させた状態で検出することができ、表示画面１１においても参照光の位置を明確に把握することができる。
【００５５】
なお、光軸７に直交する平面に対するチルト調整用参照面２６の傾斜角度（参照面２６を平面で近似したときのこの平面の傾斜角度）すなわち図５に示すθは設計コンセプトに応じて異なるが、例えば好ましくは０°より大きく１９．５°以下とされているのが望ましい。また、図５および図６においては、チルト調整用参照面２６を構成する円錐が、その頂点が下向きに凸となるような向きに設定されているが、これに限る必要はなく、参照面を構成する円錐を、その頂点が上向きに凸となるような向きに設定することも可能である。
【００５６】
次に、前述した対物レンズ２５を適用した本発明に係る対物レンズのチルト調整方法の第２実施形態について説明する。
【００５７】
本第２実施形態においては、従来とは異なり、対物レンズ２６に対して平行光ではなく図６に示すように、光の位相の等しい波面Ｓがチルト調整用参照面２６に沿った傾斜面とされた光を入射する。この光の形成は、図７に示したオートコリメータ８において、例えば、コリメータレンズ１６と光源９との距離を、通常の使用時よりも短く設定して、光源９からの放射光をコリメータレンズ１６によって平行光よりもわずかに発散させた状態で対物レンズ２５側に透過させることによって行う。
【００５８】
なお、初期状態において、対物レンズ２５はレンズホルダ２上に接着剤等を介して固定されており、このレンズホルダ２は、前述した第１実施形態と同様な状態で光ピックアップ装置本体１に対して仮固定されている。
【００５９】
そして、この初期状態から、対物レンズ２５のチルト調整を行う場合は、オートコリメータ８の光源９から光を放射すると、この放射光は、半透鏡１０を透過した後、この半透鏡１０と対物レンズ２５との間に設置されたコリメータレンズ１６によって前記チルト調整用参照面２６にほぼ沿った等位相の波面を有する光に変換される。そして、この光は、対物レンズ２５の各部位に入射する。
【００６０】
対物レンズ２５に入射した入射光のうち、チルト調整用参照面２６に入射した光は、この面で参照光として入射光側にこの入射光とほぼ平行に反射される。
【００６１】
一方、対物レンズ２５の上側のレンズ面や反対側の平坦面部分に入射した光は、迷光として参照光とは異なる角度で反射される。
【００６２】
そして、これら参照光および迷光は半透鏡１０によって検出器側に反射された後、この検出器によって検出されて表示画面１１上に光スポットとして表示される。
【００６３】
このとき、表示画面１１上には、光スポットにおける迷光の部位が、参照光の部位を囲繞するようにして参照光の部位と一体的に表示される。
【００６４】
しかし、オートコリメータ８は、その構造上、対物レンズ２５に対する入射光と波面の形状が同じになる反射光を最も輝度が良好な状態で表示するため、たとえ参照光と迷光とが混在する光スポットであっても、図４に示した場合と同様に、参照光の部位と迷光の部位とを輝度の違いによって明確に峻別することができる。
【００６５】
この結果、光スポットにおける参照光の部位を確実に把握することができ、この参照光の部位が表示画面１１上の十字線分１５の交点１４に位置するようにレンズホルダ２の傾きを簡便かつ確実に調整することができる。
【００６６】
そして、光スポットにおける参照光の部位を十字線分１５の交点１４に位置させることによって本第２実施形態における対物レンズ２５のチルト調整が完了する。
【００６７】
チルト調整の完了後、レンズホルダ２と光ピックアップ装置本体１とを紫外線硬化型接着剤等により完全に固定する。これにより、対物レンズ２５の光ピックアップ装置本体１への取付が完了する。
【００６８】
従って、本第２実施形態によれば、光軸７に直交する平面に対して所定の傾斜を有するチルト調整用参照平面２６に対して、このチルト調整用参照面２６に沿った傾斜状の波面の光を入射することにより、チルト調整用参照面２６から反射された参照光を他の迷光と明確に峻別した状態で把握することができる。このため、第１実施形態と同様に、参照光に基づいた対物レンズ２５のチルト調整を簡易かつ確実に行うことができる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００７０】
例えば、対物レンズ２０，２５のチルト調整用参照平面２１，２６に対して入射する光の波面は、少なくともこれらチルト調整用参照平面２１，２６の位置においてチルト調整用参照平面２１，２６にほぼ対応した形状であればよい。
【００７１】
さらに、前述した実施形態においては、レンズホルダ２に固定された対物レンズ２０，２５をレンズホルダ２とともに光ピックアップ装置本体１に取り付けるように構成されているが、これに限る必要はない。例えば、本発明は、レンズホルダ２を光ピックアップ装置本体１と一体のものとしてとらえ、この光ピックアップ装置本体１のレンズホルダ２上に対物レンズを取り付ける際に対物レンズのチルト調整を行う場合にも適用できるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る対物レンズおよびそのチルト調整方法によれば、対物レンズを光ピックアップ装置本体の対して簡易かつ適正に調整し、固定することができ、高精度の光ピックアップ装置を効率良く製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る対物レンズの第１実施形態を示す側面図
【図２】本発明に係る対物レンズおよびそのチルト調整方法の第１実施形態において、対物レンズに対する入射光の入射状態を示す図
【図３】本発明に係る対物レンズのチルト調整方法の第１実施形態において、対物レンズの各部位による入射光の反射状態を示す図
【図４】本発明に係る対物レンズのチルト調整方法において、表示画面上における参照光の表示状態を示す図
【図５】本発明に係る対物レンズの第２実施形態を示す側面図
【図６】本発明に係る対物レンズおよびそのチルト調整方法の第２実施形態において、対物レンズに対する入射光の入射状態を示す図
【図７】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整を行うための一般的な構成の一例を示す図
【図８】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整方法において、対物レンズに対する入射光の入射状態を示す図
【図９】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整方法において、チルト調整用参照平面による入射光の反射状態を示す図
【図１０】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整方法の問題点を示す図
【符号の説明】
１ 光ピックアップ装置本体
２ レンズホルダ
５ 平坦面部分
７ 光軸
１１ 表示画面
２０，２５ 対物レンズ
２１，２６ チルト調整用参照平面
【産業上の利用分野】
本発明は、対物レンズおよびそのチルト調整方法に係り、特に、光ディスク等に用いられる光ピックアップ用の対物レンズおよびそのチルト調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに対する読み取りや書き込みを行うための光ピックアップ装置においては、光ピックアップ用の対物レンズが用いられていた。
【０００３】
このような光ピックアップ用の対物レンズは、レンズ単体としても非常に高い光学性能が求められるものであるが、これに加えて組立時の光ピックアップ装置への取付けについても高い精度が要求される。そのため、この対物レンズを光ピックアップ装置本体に取付ける際には、光ディスクの記録面に対して対物レンズの光軸が直交するように対物レンズの傾きを調整するいわゆるチルト調整を行うことが求められる。
【０００４】
図７は、このようなチルト調整を行うための一般的な構成として、オートコリメータを用いた機構の一例を示したものである。
【０００５】
図７において、調整対象となる対物レンズ３に対向する位置には、オートコリメータ８が設置されている。このオートコリメータ８は、対物レンズ３のチルト調整用参照面４に対してレーザ光等の光を照射するための光源９を有している。この光源９における光の進行方向側には、半透鏡１０が配置されており、この半透鏡１０は、光源から出射された光を対物レンズ３側へ透過するとともに、対物レンズ３のチルト調整用参照面４によって反射された反射光である参照光を、検出器３０側に反射するようになっている。また、半透鏡１０と対物レンズ３との間には、コリメータレンズ１６が配置されており、このコリメータレンズ１６によって、光源９から放射された光を平行光にして対物レンズ３へ照射する。検出器３０には、表示画面１１が接続されており、検出器３０によって検出された参照光は、図７に示す表示画面１１上に光スポットとして表示されるようになっている。
【０００６】
この表示画面１１上には、画面の中央に交点１４を有する十字線分１５，１５が表示されており、対物レンズ３が装置本体１に対して平行に位置されている場合は、検出された参照光が十字線分１５の交点１４上に表示されるようになっている。
【０００７】
なお、対物レンズ３は、図７に示すようにレンズホルダ２に接着剤等によって固定されている。このレンズホルダ２と装置本体１との間には若干のクリアランスが形成されており、装置本体１に対してレンズホルダ２の微小な傾き、すなわち対物レンズ３の傾きが調整可能な状態となっている。
【０００８】
このようなオートコリメータ８を用いたチルト調整は、以下のように行われる。まず、光源９から光を照射すると、この照射光は半透鏡１０を透過した後に、コリメータレンズ１６によって平行光に変換される。そして、この平行光は、対物レンズ３の各部位に入射する。対物レンズ３に入射する平行光のうち、一部の光は、図８に示すように、対物レンズ３に形成されたチルト調整用参照面４に入射する。
【０００９】
そして、このチルト調整用参照面４に入射した平行光は、このチルト調整用参照面４によって反射されて参照光となり、この参照光は、オートコリメータ８の半透鏡１０によって検出器側に反射される。検出器側に反射された参照光は、この検出器によって検出された後に表示画面１１上に光スポットとして表示される。
【００１０】
ここで、対物レンズ３の光軸７が光ディスクの記録面に直交し得る場合は、チルト調整用参照面４によって反射された参照光は、入射された平行光と平行になり、表示画面１１上においては、十字線分１５の交点１４上にスポットとして表示される。
【００１１】
一方、対物レンズ３の光軸７が光ディスクの記録面に直交し得ない場合は、参照光は、入射された平行光に対して傾きを有した状態になり、表示画面１１上においては、十字線分１４の交点１４からずれた位置にスポット表示される。
【００１２】
したがって、表示画面１１上の表示を見ながら光スポットの位置が十字線分１５の交点１４に一致するように対物レンズ３の傾き調整を行えば、対物レンズ３の光軸７が光ディスクの記録面に直交する状態となり、これにより対物レンズ３のチルト調整が完了する。チルト調整が完了した後、この状態で対物レンズ３が固定されたレンズホルダ２を光ピックアップ装置本体１に対して例えば紫外線硬化型接着剤等を用いて完全に固定することにより、装置本体１に対する対物レンズ３の取付けが完了する。
【００１３】
尚、チルト調整用参照面として、このような光軸に対して直交する基準平面を対物レンズの外周部に形成することは、特開２００１−１３４９７５号公報にも記載されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のオートコリメータを用いたチルト調整方法においては、対物レンズに対する入射光の波面と平行なレンズ面からの反射光を最も鮮明な状態で検出するようになっている。
【００１５】
例えば、図７に示したオートコリメータ８によって対物レンズ３に入射される光は、任意の時刻における位相の等しい波面が平面とされた平面波であるため、この平面波に沿ったチルト調整用参照面４からの反射光が良好な輝度を有した状態で検出される。
【００１６】
ところが、反対側の面の平坦面部分５や、対物レンズ３の図７における上側のレンズ面も、チルト調整用参照面４とほぼ同様な平面、あるいはこれに近い形状の面（曲率の小さい面）に形成されているため、この平坦面部分５や上側のレンズ面から反射された反射光（図９に示す迷光）も、チルト調整用参照面４からの反射光である参照光とともに検出器により検出されてしまう状態となっていた。
【００１７】
この迷光（ノイズ光）は、表示画面１１上においては図１０に示すように、参照光の表示位置の周囲に参照光との判別がつき難い明るさで光スポット１２として一体的に表示されてしまう。
【００１８】
このような参照光と迷光が混在する表示においても、画像処理等を用いて光スポット１２の表示の中心部を明確に特定することができれば、この中心部を参照光の表示と推定することができ、チルト調整作業を行うことは可能である。しかしながら、表示画面１１に表示される光スポット１２は、例えば楕円あるいは外周が正確な円弧状でない斑点のような中心部を特定し難い形状になる場合が多く、このような場合には参照光を迷光と区別して明確に把握することが困難であり、この結果、チルト調整を適正かつ円滑に行うことができないといった問題が生じていた。
【００１９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、チルト調整の際の参照光を適正に把握してチルト調整を適正かつ円滑に行うことができる対物レンズおよびそのチルト調整方法を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係る対物レンズの特徴は、チルト調整用参照面が、光軸上に曲率中心を有する曲面形状に形成されている点にある。
【００２１】
そして、このような構成を採用したことにより、曲面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面に沿った球面波の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２２】
請求項２に係る対物レンズの特徴は、チルト調整用参照面が、光軸を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成されている点にある。
【００２３】
そして、このような構成を採用したことにより、傾斜面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面に沿った波面の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２４】
請求項３に係る対物レンズのチルト調整方法の特徴は、チルト調整用参照面を、前記対物レンズの光軸上に曲率中心を有する曲面形状に形成し、このチルト調整用参照面に対して、少なくとも前記チルト調整用参照面の位置における光の位相の等しい波面が前記チルト調整用参照面にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射し、その反射光を参照してチルト調整を行う点にある。
【００２５】
そして、このような方法を採用したことにより、曲面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面にほぼ対応する球面波の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２６】
請求項４に係る対物レンズのチルト調整方法の特徴は、チルト調整用参照面を、前記対物レンズの光軸を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成し、このチルト調整用参照面に対して、少なくとも前記チルト調整用参照面の位置における光の位相の等しい波面が前記チルト調整用参照面にほぼ対応する波面とされた光を入射し、その反射光を参照してチルト調整を行う点にある。
【００２７】
そして、このような方法を採用したことにより、傾斜面形状のチルト調整用参照面に対してオートコリメータ等によってチルト調整用参照面にほぼ対応する波面の光を入射することにより、このチルト調整用参照面から反射された参照光と、他の平坦面部分やレンズ面によって反射された迷光とを峻別し得る状態で参照光の検出を行うことができ、チルト調整を適正且つ効率よく行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る対物レンズの第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。
【００２９】
なお、従来と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００３０】
本実施形態における対物レンズ２０は、レンズホルダ２に臨む一方のレンズ面に対向する他方のレンズ面すなわち図１および図２における上側のレンズ面の外周に、対物レンズ２０を光ピックアップ装置本体１に取り付ける際のチルト調整を行うチルト調整用参照面２１が形成されている点では、従来のものと基本的に同様である。
【００３１】
ただし、本第１実施形態においては、前記チルト調整用参照面２１は、対物レンズ２０の光軸７上に曲率中心を有する球面の一部をなす曲面形状に形成されている（図１参照）点で従来のものと異なっている。
【００３２】
このような曲面形状に形成されているチルト調整用参照面２１に対して、光の位相の等しい波面がチルト調整用参照面２１にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射すると、この入射光は、チルト調整用参照面２１によって入射時とほぼ同一形状の球面波の状態で入射光側に反射される。
【００３３】
この結果、チルト調整用参照面２１からの反射光である参照光を図３に示すようにして前述した他の平坦面部分（符号５で示す平坦面部分）や上側のレンズ面からの反射光である迷光と、その反射方向の違いにより明確に峻別させた状態で検出することができ、表示画面１１においても参照光の位置を明確に把握することができる。
【００３４】
なお、チルト調整用参照面２１の曲率半径は、設計コンセプトに応じて異なるが、例えば、好ましくは７．５ｍｍ程度以上とされているのが望ましい。また、図１および図２においては、チルト調整用参照面２１の曲率中心が、光軸７上における対物レンズ２０の図１および図２において上側となる入射光側に設定されているが、これに限る必要はなく、例えば対物レンズ２０の図１および図２において下側となる透過光側に曲率中心を設定することも考えられる。
【００３５】
次に、前述した対物レンズ２０を適用した本発明に係る対物レンズのチルト調整方法の第１実施形態について説明する。
【００３６】
本第１実施形態においては、従来とは異なり、対物レンズ２０に対して平行光ではなく図２に示すように、光の位相の等しい波面Ｓがチルト調整用参照面２１にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射する。
【００３７】
この球面波の光の形成は、例えば、図７に示したオートコリメータ８においてコリメータレンズ１６と光源９との距離を、通常の使用時すなわち光源９からの放射光を平行光へ変換する時よりも短く設定して、光源９からの放射光をコリメータレンズ１６によって平行光よりもわずかに発散させた状態で対物レンズ２０側に透過させることによって行う。
【００３８】
なお、初期状態において、対物レンズ２０はレンズホルダ２上に接着剤等を介して固定されており、このレンズホルダ２は、光ピックアップ装置本体１に対して若干の傾き調整が可能となるような状態、例えば、若干のクリアランスを持った状態で仮固定されている。
【００３９】
そして、この初期状態から、対物レンズ２０のチルト調整を行う場合は、オートコリメータ８の光源９から光を放射すると、この放射光は、半透鏡１０を透過した後、この半透鏡１０と対物レンズ２０との間に設置されたコリメータレンズ１６
に入射する。このとき、コリメータレンズ１６は、通常の使用時よりも光源９に近い位置に設定されているため、光源９からの放射光を平行光よりもわずかに発散させた状態で透過する。これにより、光源９からの放射光が前記コリメータレンズ１６によって前記チルト調整用参照面２１に沿った等位相の波面を有する球面波の光に変換され、この球面波の光は、光の進行方向側に位置された対物レンズ２０の各部位に入射する。
【００４０】
対物レンズ２０に入射した球面波の光のうち、チルト調整用参照面２１に入射した光は、図３に示すように参照光として入射光側にこの入射光と平行に反射される。
【００４１】
一方、対物レンズ２０の図３における上側のレンズ面や反対側の平坦面部分５に入射した光は、迷光として参照光とは異なる角度で反射される。
【００４２】
そして、これら参照光および迷光は半透鏡１０によって検出器側に反射された後、この検出器によって検出されて表示画面１１上に光スポット２２として表示される。
【００４３】
このとき、表示画面１１上には、光スポット２２における迷光の部位が参照光の部位を囲繞するようにして、参照光の部位と一体的に表示される。
【００４４】
しかし、オートコリメータ８は、その構造上、対物レンズ２０に対する入射光と平行な反射光を最も輝度が良好な状態で表示するため、たとえ参照光と迷光とが混在する光スポット２２であっても、図４に示すように、参照光の部位と迷光の部位との輝度の差異が大きくなり（コントラストが大きくなり）、これらを明確に峻別することができる。
【００４５】
この結果、光スポット２２における参照光の部位を確実に把握することができ、この参照光の部位が十字線分１５の交点１４に位置するように対物レンズ２０の傾きをレンズホルダ２とともに簡便かつ確実に調整することができる。
【００４６】
そして、光スポット２２における参照光の部位が十字線分１５の交点１４に位置したときに対物レンズ２０のチルト調整が完了する。
【００４７】
チルト調整の完了後、レンズホルダ２と光ピックアップ装置本体１とを紫外線硬化接着剤等により完全に固定する。これにより、対物レンズ２０の光ピックアップ装置本体１への取付が完了する。
【００４８】
従って、本第１実施形態によれば、対物レンズ２０の光軸７上に曲率中心を有する曲面形状のチルト調整用参照面２１に対して、このチルト調整用参照面２１に沿った球面波の光を入射することにより、チルト調整用参照面２１から反射された参照光を他の迷光と明確に峻別した状態で把握することができる。このため、参照光に基づいた対物レンズ２０のチルト調整を簡易かつ確実に行うことができる。
【００４９】
次に、本発明に係る対物レンズの第２実施形態について、図５および図６を参照して説明する。
【００５０】
本実施形態における対物レンズ２５は、レンズホルダ２に臨む一方のレンズ面に対向する他方のレンズ面すなわち図５および図６における上側のレンズ面の外周に、対物レンズ２５を光ピックアップ装置本体１に取り付ける際のチルト調整を行うチルト調整用参照面２６が形成されている点では、上述した第１実施形態のものと同様である。
【００５１】
ただし、本第２実施形態においては、前記チルト調整用参照面２６は、対物レンズ２５の光軸７を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成されている点で第１実施形態と異なっている。
【００５２】
この参照面２６は、更に詳述すれば、図５に示すように光軸７上に頂点を持ち、この光軸７を回転中心とする円錐における円錐面（側面）の一部をなすような曲面状の傾斜面とされている。
【００５３】
このような傾斜面形状に形成されているチルト調整用参照面２６に対して、光の等位相の波面がチルト調整用参照面２６にほぼ対応する波面とされた光を入射すると、この入射光は、チルト調整用参照面２６によって入射時とほぼ同一形状の状態で入射光側に反射される。
【００５４】
この結果、チルト調整用参照面２６からの反射光である参照光を、他の平坦面部分（符号５で示す平坦面部分）や上側のレンズ面からの反射光である迷光とその反射方向の違いにより明確に峻別させた状態で検出することができ、表示画面１１においても参照光の位置を明確に把握することができる。
【００５５】
なお、光軸７に直交する平面に対するチルト調整用参照面２６の傾斜角度（参照面２６を平面で近似したときのこの平面の傾斜角度）すなわち図５に示すθは設計コンセプトに応じて異なるが、例えば好ましくは０°より大きく１９．５°以下とされているのが望ましい。また、図５および図６においては、チルト調整用参照面２６を構成する円錐が、その頂点が下向きに凸となるような向きに設定されているが、これに限る必要はなく、参照面を構成する円錐を、その頂点が上向きに凸となるような向きに設定することも可能である。
【００５６】
次に、前述した対物レンズ２５を適用した本発明に係る対物レンズのチルト調整方法の第２実施形態について説明する。
【００５７】
本第２実施形態においては、従来とは異なり、対物レンズ２６に対して平行光ではなく図６に示すように、光の位相の等しい波面Ｓがチルト調整用参照面２６に沿った傾斜面とされた光を入射する。この光の形成は、図７に示したオートコリメータ８において、例えば、コリメータレンズ１６と光源９との距離を、通常の使用時よりも短く設定して、光源９からの放射光をコリメータレンズ１６によって平行光よりもわずかに発散させた状態で対物レンズ２５側に透過させることによって行う。
【００５８】
なお、初期状態において、対物レンズ２５はレンズホルダ２上に接着剤等を介して固定されており、このレンズホルダ２は、前述した第１実施形態と同様な状態で光ピックアップ装置本体１に対して仮固定されている。
【００５９】
そして、この初期状態から、対物レンズ２５のチルト調整を行う場合は、オートコリメータ８の光源９から光を放射すると、この放射光は、半透鏡１０を透過した後、この半透鏡１０と対物レンズ２５との間に設置されたコリメータレンズ１６によって前記チルト調整用参照面２６にほぼ沿った等位相の波面を有する光に変換される。そして、この光は、対物レンズ２５の各部位に入射する。
【００６０】
対物レンズ２５に入射した入射光のうち、チルト調整用参照面２６に入射した光は、この面で参照光として入射光側にこの入射光とほぼ平行に反射される。
【００６１】
一方、対物レンズ２５の上側のレンズ面や反対側の平坦面部分に入射した光は、迷光として参照光とは異なる角度で反射される。
【００６２】
そして、これら参照光および迷光は半透鏡１０によって検出器側に反射された後、この検出器によって検出されて表示画面１１上に光スポットとして表示される。
【００６３】
このとき、表示画面１１上には、光スポットにおける迷光の部位が、参照光の部位を囲繞するようにして参照光の部位と一体的に表示される。
【００６４】
しかし、オートコリメータ８は、その構造上、対物レンズ２５に対する入射光と波面の形状が同じになる反射光を最も輝度が良好な状態で表示するため、たとえ参照光と迷光とが混在する光スポットであっても、図４に示した場合と同様に、参照光の部位と迷光の部位とを輝度の違いによって明確に峻別することができる。
【００６５】
この結果、光スポットにおける参照光の部位を確実に把握することができ、この参照光の部位が表示画面１１上の十字線分１５の交点１４に位置するようにレンズホルダ２の傾きを簡便かつ確実に調整することができる。
【００６６】
そして、光スポットにおける参照光の部位を十字線分１５の交点１４に位置させることによって本第２実施形態における対物レンズ２５のチルト調整が完了する。
【００６７】
チルト調整の完了後、レンズホルダ２と光ピックアップ装置本体１とを紫外線硬化型接着剤等により完全に固定する。これにより、対物レンズ２５の光ピックアップ装置本体１への取付が完了する。
【００６８】
従って、本第２実施形態によれば、光軸７に直交する平面に対して所定の傾斜を有するチルト調整用参照平面２６に対して、このチルト調整用参照面２６に沿った傾斜状の波面の光を入射することにより、チルト調整用参照面２６から反射された参照光を他の迷光と明確に峻別した状態で把握することができる。このため、第１実施形態と同様に、参照光に基づいた対物レンズ２５のチルト調整を簡易かつ確実に行うことができる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００７０】
例えば、対物レンズ２０，２５のチルト調整用参照平面２１，２６に対して入射する光の波面は、少なくともこれらチルト調整用参照平面２１，２６の位置においてチルト調整用参照平面２１，２６にほぼ対応した形状であればよい。
【００７１】
さらに、前述した実施形態においては、レンズホルダ２に固定された対物レンズ２０，２５をレンズホルダ２とともに光ピックアップ装置本体１に取り付けるように構成されているが、これに限る必要はない。例えば、本発明は、レンズホルダ２を光ピックアップ装置本体１と一体のものとしてとらえ、この光ピックアップ装置本体１のレンズホルダ２上に対物レンズを取り付ける際に対物レンズのチルト調整を行う場合にも適用できるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る対物レンズおよびそのチルト調整方法によれば、対物レンズを光ピックアップ装置本体の対して簡易かつ適正に調整し、固定することができ、高精度の光ピックアップ装置を効率良く製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る対物レンズの第１実施形態を示す側面図
【図２】本発明に係る対物レンズおよびそのチルト調整方法の第１実施形態において、対物レンズに対する入射光の入射状態を示す図
【図３】本発明に係る対物レンズのチルト調整方法の第１実施形態において、対物レンズの各部位による入射光の反射状態を示す図
【図４】本発明に係る対物レンズのチルト調整方法において、表示画面上における参照光の表示状態を示す図
【図５】本発明に係る対物レンズの第２実施形態を示す側面図
【図６】本発明に係る対物レンズおよびそのチルト調整方法の第２実施形態において、対物レンズに対する入射光の入射状態を示す図
【図７】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整を行うための一般的な構成の一例を示す図
【図８】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整方法において、対物レンズに対する入射光の入射状態を示す図
【図９】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整方法において、チルト調整用参照平面による入射光の反射状態を示す図
【図１０】従来から採用されていた対物レンズのチルト調整方法の問題点を示す図
【符号の説明】
１ 光ピックアップ装置本体
２ レンズホルダ
５ 平坦面部分
７ 光軸
１１ 表示画面
２０，２５ 対物レンズ
２１，２６ チルト調整用参照平面
Claims (4)
- 一方のレンズ面の外周部に、光ピックアップ装置本体への取付けの際のチルト調整を行うためのチルト調整用参照面が形成された光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記チルト調整用参照面は、光軸上に曲率中心を有する曲面形状に形成されていることを特徴とする対物レンズ。 - 一方のレンズ面の外周部に、光ピックアップ装置本体への取付けの際のチルト調整を行うためのチルト調整用参照面が形成された光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記チルト調整用参照面は、光軸を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成されていることを特徴とする対物レンズ。 - 一方のレンズ面の外周部に形成したチルト調整用参照面を用いて光ピックアップ装置本体に対する対物レンズの傾きを調整する対物レンズのチルト調整方法において、
前記チルト調整用参照面を、前記対物レンズの光軸上に曲率中心を有する曲面形状に形成し、このチルト調整用参照面に対して、少なくとも前記チルト調整用参照面の位置における光の位相の等しい波面が前記チルト調整用参照面にほぼ対応する波面とされた球面波の光を入射し、その反射光を参照してチルト調整を行うことを特徴とする対物レンズのチルト調整方法。 - 一方のレンズ面の外周部に形成したチルト調整用参照面を用いて光ピックアップ装置本体に対する対物レンズの傾きを調整する対物レンズのチルト調整方法において、
前記チルト調整用参照面を、前記対物レンズの光軸を回転中心とする円錐における円錐面の一部をなすような傾斜面形状に形成し、このチルト調整用参照面に対して、少なくとも前記チルト調整用参照面の位置における光の位相の等しい波面が前記チルト調整用参照面にほぼ対応する波面とされた光を入射し、その反射光を参照してチルト調整を行うことを特徴とする対物レンズのチルト調整方法。
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-
2002
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