JP2004253020A - 光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法、及びフォーカスポジション調整装置 - Google Patents
光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法、及びフォーカスポジション調整装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する。
【解決手段】ハーフミラー２と、ハーフミラー２に対して合焦した対物レンズ７とを備えた輝度測定装置１を、光学ピックアップＰＵＩに対向した位置に配置し、光学ピックアップＰＵｉの対物レンズＯＢとハーフミラー２とを対向させる。光学ピックアップＰＵｉを動作させてフォーカスサーボを行わせ、ピックアップＰＵｉに設けられているマルチレンズＭＬの位置を変化させつつ、対物レンズＯＢを介してハーフミラー２側に入射するスポット光像ＳＰｉの最高輝度を輝度測定装置１によって測定する。そして、マルチレンズＭＬの位置を変化させることで生じる最高輝度の変化を調べ、最大の最高輝度が得られたときの位置にマルチレンズＭＬを固定することにより、光学ピックアップを最適なフォーカスポジションに調整する。
【選択図】 図１
【解決手段】ハーフミラー２と、ハーフミラー２に対して合焦した対物レンズ７とを備えた輝度測定装置１を、光学ピックアップＰＵＩに対向した位置に配置し、光学ピックアップＰＵｉの対物レンズＯＢとハーフミラー２とを対向させる。光学ピックアップＰＵｉを動作させてフォーカスサーボを行わせ、ピックアップＰＵｉに設けられているマルチレンズＭＬの位置を変化させつつ、対物レンズＯＢを介してハーフミラー２側に入射するスポット光像ＳＰｉの最高輝度を輝度測定装置１によって測定する。そして、マルチレンズＭＬの位置を変化させることで生じる最高輝度の変化を調べ、最大の最高輝度が得られたときの位置にマルチレンズＭＬを固定することにより、光学ピックアップを最適なフォーカスポジションに調整する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＤＶＤプレーヤ等の情報記録再生装置に備えられた光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法及びフォーカスポジション調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＤＶＤプレーヤを製造するための製造工程では、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整するのに、次のような周知の調整方法が一般に採用されていた。
【０００３】
つまり、光学ピックアップのフォーカスポジションが適切な目標位置からずれていると、当該目標位置からのズレ（オフセット）による悪影響のため、ＤＶＤプレーヤに装填された光ディスクに対して適切な合焦状態の下での記録再生が行われなくなるという問題を生じることから、製品出荷前の製造工程において、実際の光ディスクからの反射光を用いて光学ピックアップを試験動作させ、フォーカスポジションを調整していた。
【０００４】
まず、光ディスクが装填された調整機で通常の記録再生動作と同様の動作を行わせることにより、光学ピックアップ内に設けられている対物レンズを介して光ディスクに対して光ビームを照射させ、それに伴って生じる光ディスクからの反射光を対物レンズを介して入射させる。
【０００５】
ここで、光学ピックアップ内には、上述の対物レンズが設けられる他、点対称に配列形成された複数の受光面を有し、対物レンズを透過した反射光をそれらの受光面で分割受光することによって、ＲＦ信号やフォーカスエラー信号等を生成するための光電変換信号を出力する受光素子とが設けられ、更に、対物レンズと受光素子との間に、受光素子に対して反射光の焦点を補正するマルチレンズが備えられている。
【０００６】
つまり、反射光が上述の受光面に対して、光軸方向の焦点位置がずれていると光学ピックアップの対物レンズのフォーカスポジションが適切でなくなる為、反射光の焦点を補正するためのマルチレンズが、対物レンズと受光素子との間に設けられている。
【０００７】
そこで、対物レンズを透過した反射光の焦点を補正すべく、マルチレンズの光軸方向に対する位置を調整することによって、受光素子に配列形成されている上述の受光面に反射光を入射させた後、得られた光電変換信号を用いて光学ピックアップのフォーカスポジションを適切な目標位置となるように調整していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のフォーカスポジション調整方法では、上述した調整機毎に実際に調整用の光ディスクを装填し、再生された再生信号に基づいて光学ピックアップのフォーカスポジションを調整しているため、その光ディスクの製造バラツキ等の悪影響を受けやすいという課題があった。
【０００９】
また、光ディスクは歪みや反り等の変形が生じ易いことから、１枚の光ディスクのみを調整用として使用しても、変形による影響を受けた光電変換信号に基づいて調整を行うこととなり、高精度のフォーカスポジション調整を行うことが困難になる等の問題があった。
【００１０】
また、多数の調整機に実際に光ディスクを装填しなければならないため、光学ピックアップのフォーカスポジション調整作業が煩雑となる等の問題があった。
【００１１】
本発明は、こうした従来の問題点に鑑みてなされたものであり、光学ピックアップのフォーカスポジションを適切に調整することが可能な調整方法、及び調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法であって、ハーフミラーと、当該ハーフミラーに対して合焦した対物レンズと、前記ハーフミラー及び対物レンズを介して入射する光像の最高輝度を求める信号処理部とを備えた輝度測定装置を、前記光学ピックアップに向けて配置させる第１の工程と、前記光学ピックアップを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、前記光学ピックアップに設けられている半導体レーザの位置、又はマルチレンズと受光素子との相対位置を変化させつつ、前記光学ピックアップに設けられている対物レンズを介して前記ハーフミラー側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を信号処理部によって求め、前記最高輝度が最大の最高輝度となったときに位置していた位置に固定することにより、前記光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する第２の工程とを具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する光学ピックアップのフォーカスポジション調整装置であって、ハーフミラーと、当該ハーフミラーに対して合焦した対物レンズと、前記ハーフミラー及び対物レンズを介して入射する光像の最高輝度を求める信号処理部とを有する輝度測定装置を備え、前記光学ピックアップを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、前記光学ピックアップに設けられている半導体レーザの位置、又はマルチレンズと受光素子との相対位置を変化させつつ、前記光学ピックアップに設けられている対物レンズを介して前記ハーフミラー側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を前記信号処理部で求め、前記最高輝度が最大の最高輝度となったときに位置していた位置に固定することにより、前記光学ピックアップのフォーカスポジションを調整することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態における、光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法を模式的に表した図である。
【００１５】
図１において、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する際、光像の輝度を測定する輝度測定装置１を使用する。
【００１６】
輝度測定装置１には、同図（ａ）に示すように、光像を入射する入射面に半透明なハーフミラー２が備えられ、ハーフミラー２の後方に、対物レンズ３と、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）等の二次元撮像素子４と、二次元撮像素子４の出力信号Ｑを信号処理することによって光像の最高輝度ＢＰを検出して出力する信号処理部５とが設けられ、これらハーフミラー２と対物レンズ３及び二次元撮像素子５は光軸合わせして設けられている。
【００１７】
また、ハーフミラー２は、輝度測定装置１の入射面に設けられている変形等を生じない透明なガラス板の内壁面に、誘電体薄膜等の半透明膜６を蒸着等することによって形成されており、対物レンズ３はピント調整用の鏡胴７等に取り付けられている。
【００１８】
本フォーカスポジション調整方法を実施するに当たり、まず、鏡胴７等を操作して輝度測定装置１に設けられている対物レンズ３をハーフミラー２の半透明膜６に合焦させるための前処理を行う。
【００１９】
この前処理では、同図（ｂ）に示すように、調整対象としての例えば従来の調整方法で調整された光学ピックアップの特定の１つを基準の光学ピックアップＰＵｇとして決める。
【００２０】
次に、同図（ｃ）に示すように、基準の光学ピックアップＰＵｇを輝度測定装置１のハーフミラー２に対向する位置にセットし、フォーカスサーボをかけてハーフミラー２の半透明膜６に対して合焦させる。なお、基準の光学ピックアップＰＵｇは光学ピックアップを駆動させる冶具Ｘｉによりフォーカスサーボがかけられている。
【００２１】
そして、半透明膜６に結像した光ビームのスポット光像ＳＰｇを測定すべく輝度測定装置１を動作させ、鏡胴７等を操作して対物レンズ３をハーフミラー２に対して進退移動させつつ、その進退移動に際して得られる最高輝度ＢＰのうち、最大の最高輝度ＢＰｍａｘが得られたときの位置に対物レンズ３を固定して、前処理を完了する。なおこの場合、ハーフミラー２を対物レンズ３に対して進退移動させつつ、その進退移動に際して得られる最高輝度ＢＰのうち、最大の最高輝度ＢＰｍａｘが得られたときの位置にハーフミラー２を固定してもよい。
【００２２】
このように前処理を行うと、ハーフミラー２の半透明膜６がディスクの記録層に相当することとなり、同図（ｃ）に示したように、半透明膜６に合焦した基準の光学ピックアップＰＵｇから入射した光ビームのスポット光像ＳＰｇに対して、輝度測定装置１側の対物レンズ３を合焦させることができる。したがって、輝度測定装置１の対物レンズ３を、基準の光学ピックアップＰＵｇのフォーカスポジションに合わせた最も適切な合焦状態に予め設定することが可能となる。
【００２３】
次に、前処理を完了した後、同図（ｃ）に示すように、輝度測定装置１を使用して、製品出荷前に調整すべき光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整する。
【００２４】
すなわち、前処理で調整しておいた輝度測定装置１を光学ピックアップＰＵｉに対向配置し、光学ピックアップＰＵｉに設けられている対物レンズＯＢに対向させる。
【００２５】
そして、光学ピックアップＰＵｉに通常の記録又は再生動作と同様の試験動作を行わせ、半導体レーザ（以下「レーザ光源」という）ＬＤより出射されるレーザ光を対物レンズＯＢを介してハーフミラー２側へ照射させる。
【００２６】
ここで、光学ピックアップＰＵｉには、記録又は再生用のレーザ光を出射する上述のレーザ光源ＬＤと、レーザ光源ＬＤより出射されたレーザ光を対物レンズＯＢ側へ供給すると共に、対物レンズＯＢ側から戻ってきた反射光（戻り光とも呼ばれる）を焦点補正用のマルチレンズＭＬを介して受光素子ＯＥＩＣ側へ供給するハーフミラーＨＭとが備えられている。
【００２７】
一例として、光学ピックアップＰＵｉは、同図（ｃ）に示されているように、ハーフミラーＨＭによってレーザ光源ＬＤからのレーザ光を対物レンズＯＢ側へ反射すると共に、対物レンズＯＢ側から戻ってきた反射光を透過してマルチレンズＭＬを介して受光素子ＯＥＩＣ側へ供給する構成や、図示していないが、ハーフミラーＨＭに対するレーザ光源ＬＤとマルチレンズＭＬ及び受光素子ＯＥＩＣとの配置が入れ代わっている構成、すなわちハーフミラーＨＭによってレーザ光源ＬＤからのレーザ光を対物レンズＯＢ側へ透過すると共に、対物レンズＯＢ側から戻ってきた反射光を透過してマルチレンズＭＬを介して受光素子ＯＥＩＣ側へ供給する構成となっている。
【００２８】
尚、受光素子ＯＥＩＣは、点対称に配列形成された複数の受光面を有し、マルチレンズＭＬを透過してきた反射光をそれらの受光面で分割受光することによって、ＲＦ信号やフォーカスエラー信号等を生成するための光電変換信号Ｓｄを出力する。
【００２９】
また、マルチレンズＭＬは、シリンドリカルレンズと凹レンズとが組み合わされた構造を有しているため、受光素子ＯＥＩＣに対するマルチレンズＭＬの間隔を調整することによって、反射光の焦点を補正して、受光素子ＯＥＩＣの受光面に対し、焦点を制御させることが可能となっている。
【００３０】
更に、冶具Ｘｉには、受光素子ＯＥＩＣから出力される光電変換信号Ｓｄを用いて、対物レンズＯＢの位置を微調整するフォーカスサーボ回路ＦＳＶが設けられ、光学ピックアップＰＵｉにはフォーカスアクチュエータＡＣＴが設けられている。
【００３１】
そして、光学ピックアップＰＵｉは、フォーカスサーボ回路ＦＳＶによってフォーカスサーボをかけられた状態となる。
【００３２】
そして、上述のフォーカスサーボをかけたままで、輝度測定装置１によってハーフミラー２に入射するスポット光像ＳＰｉの最高輝度ＢＰｉを測定しつつ、マルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させ、得られた最高輝度ＢＰｉのうち最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘが得られたときの位置にマルチレンズＭＬを固定して、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を完了する。
【００３３】
つまり、上述のフォーカスサーボをかけたままにして、マルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させると、反射光が受光素子ＯＥＩＣに入射した場合に、その反射光によって生じる光電変換信号Ｓｄに応じてフォーカスエラーが０になるように対物レンズＯＢの光軸方向の位置が調整される。
【００３４】
しかし、引き続きマルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させていき、反射光の焦点が受光素子に対して適切に調整された反射光が受光素子ＯＥＩＣに入射したときに生じる光電変換信号Ｓｄに応じて対物レンズＯＢが合焦状態に調整されると、輝度測定装置１は、反射光の焦点が受光素子に対して適切に調整されていない反射光によって生じた光電変換信号Ｓｄに応じて対物レンズＯＢが合焦状態に調整されたときの最高輝度ＢＰｉよりも、高い最高輝度ＢＰｉｍａｘを測定することとなる。
【００３５】
そして、この高い最高輝度ＢＰｉｍａｘが得られたときに、マルチレンズＭＬの位置を固定することにより、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを最適調整する。
【００３６】
別言すれば、上述のフォーカスサーボをかけたままにして、マルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させた場合に、受光素子に対して焦点が適切に調整されていない反射光によって生じた光電変換信号Ｓｄに応じて対物レンズＯＢが合焦状態に調整されるのみの状態では、輝度測定装置１で測定される最高輝度ＢＰｉは低いレベルで変化し、未だ光学ピックアップＰＵｉは適切なフォーカスポジションに至らない。このため、最も高い最高輝度ＢＰｉｍａｘとそれより低い最高輝度ＢＰｉの変化が得られるまで、フォーカスサーボをかけたままにしてマルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に繰り返し進退移動させ、最高輝度ＢＰｉｍａｘが得られたときの位置にマルチレンズＭＬを固定することで、光学ピックアップＰＵｉを適切なフォーカスポジションに調整する。
【００３７】
そして、調整すべき残りの光学ピックアップＰＵｉに対しても、上述の予め前処理を施しておいた輝度測定装置１を用いてフォーカスポジション調整を行う。
【００３８】
このように、本実施形態のフォーカスポジション調整方法によれば、基準の光学ピックアップＰＵｇに合わせて、輝度測定装置１に設けられている対物レンズ３をハーフミラー６の半透明膜６に合焦させるので、輝度測定装置１の対物レンズ３を最適な合焦状態に設定することができる。
【００３９】
更に、上述の最適な合焦状態に設定しておいた輝度測定装置１に設けられているハーフミラー２に対向する位置に、調整対象の光学ピックアップＰＵｉをセットし、フォーカスサーボをかけてハーフミラー２の半透明膜６に対して合焦させて、更に輝度測定装置１で最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘが測定されるように、光学ピックアップＰＵｉに備えられているマルチレンズＭＬの位置を調整するという新規な調整方法を採用して光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整するので、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを、基準となる光学ピックアップＰＵｇと同様なフォーカスポジションに合わせることができる。
【００４０】
更に、マルチレンズＭＬを適宜に進退移動させている間に、輝度測定装置１が最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘを測定することとなるため、特段の複雑な調整操作等を行わなくとも、マルチレンズＭＬの最適位置を迅速に見つけ出すことができ、ひいては、迅速に光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整することができると共に、調整作業の簡素化、迅速化等を図ることが可能である。
【００４１】
更に、上述の最適な合焦状態に設定しておいた輝度測定装置１を用いて、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整するので、従来の光ディスクを装填した場合のような製造ばらつきや変形等による悪影響を受けることがなく、光学ピックアップＰＵｉを極めて高い精度でフォーカスポジション調整することができる。
【００４２】
更に又、上述の最適な合焦状態に設定しておいた輝度測定装置１を用いて、全ての光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を行うので、全ての光学ピックアップＰＵｉを均一に製造することができる。
【００４３】
また、製造ラインに、前処理を行った輝度測定装置１を配置し、搬送されてくる個々の光学ピックアップＰＵｉを、輝度測定装置１のハーフミラー２を自動的に位置決めすることで、フォーカスポジション調整の自動化を図ることも可能である。
【００４４】
【実施例】
次に、本実施形態のより具体的な実施例を図２〜図９を参照して説明する。尚、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）とＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）を用いて記録又は再生を行うことが可能な光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整方法について説明する。
【００４５】
図２は、輝度測定装置１の構成を表した図、図３と図４は、光学ピックアップＰＵｉの要部構成を表した斜視図と当該要部構成を幾何光学的に表した図、図５は、フォーカスポジションの調整工程を表したフローチャート、図６〜図９は、本実施例のフォーカスポジション調整方法の効果を実証するため行った実験結果を示した図である。
【００４６】
また、図２〜図４、図７〜図９において、図１と同一又は相当する部分を同一符号で示している。
【００４７】
まず、図２を参照して、輝度測定装置１の構成を説明する。
【００４８】
輝度測定装置１の入射面には、変形等を生じない厚さ約０．６ｍｍの透明なガラス板の内壁面に、誘電体薄膜等の半透明膜６を蒸着等することによって形成されたハーフミラー２が設けられている。
【００４９】
ハーフミラー２の後方（半透明膜６側）には、対物レンズ３と、反射ミラー１ａと、３群の収光レンズ１ｂ，１ｃ，１ｄと、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）で形成された二次元撮像素子４と、二次元撮像素子４の出力信号Ｑを信号処理することによって光像の最高輝度ＢＰを検出して出力する信号処理部５とが光軸合わせして設けられている。
【００５０】
また、半透明膜６は、透過率と反射率がほぼ等しい値に設定されており、対物レンズ３はピント調整用の鏡胴７等に取り付けられている。
【００５１】
次に、図３及び図４を参照して、光学ピックアップＰＵｉの要部構成を説明する。
【００５２】
この光学ピックアップＰＵｉには、ＤＶＤに対して記録又は再生を行うための波長６６０ｎｍ帯のレーザ光を出射する第１の半導体レーザＬＤ１と、ＣＤに対して記録又は再生を行うための波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する第２の半導体レーザＬＤ２と、半導体レーザＬＤ１から出射されたレーザ光を分光する第１の回折格子Ｇ１と、半導体レーザＬＤ２から出射されたレーザ光を分光する第２の回折格子Ｇ２と、回折格子Ｇ１，Ｇ２を通過してきたレーザ光を共に同じ方向へ射出するダイクロイックミラー等の合成プリズムＭが備えられている。
【００５３】
更に、合成プリズムＭの前方には、合成プリズムＭから射出されたレーザ光を反射すると共に、当該レーザ光の一部を透過することによって一部透過光として射出し、更に後述の対物レンズＯＢ側から入射する反射光をマルチレンズＭＬ側へ透過するハーフミラーＨＭが設けられている。
【００５４】
ハーフミラーＨＭの後方には、上述の一部レーザ光を受光することによって半導体レーザＬＤ１，Ｄ２の出射パワーを個別に検出する受光素子ＰＤと、上述のマルチレンズＭＬと、マルチレンズＭＬを透過して来た反射光を受光することによってＲＦ信号やフォーカスエラー信号を生成するための光電変換信号Ｓｄを出力する複数の受光面を備えた受光素子ＯＥＩＣが設けられている。
【００５５】
ハーフミラーＨＭの前方には、コリメータレンズＣＬと、立上ミラーＭＳと、コマ収差補正用の液晶素子ＬＣＤと、１／４波長板ＰＬと、クランプ位置に装填されるＣＤとＤＶＤに対向する対物レンズＯＢとが光軸合わせして設けられている。
【００５６】
また、対物レンズＯＢを合焦させるべく動作するフォーカスアクチュエータＡＣＴが設けられている。
【００５７】
かかる構成において、ハーフミラーＨＭで反射された上述のレーザ光がコリメータレンズＣＬに入射すると、平行光となって立上ミラーＭＳに入射し、ｘ方向に直交するｚ方向（クランプ位置の方向）へ反射され、更に液晶素子ＬＣＤを透過し、１／４波長板ＰＬで直線偏光から円偏光に変換された後、対物レンズＯＢで収束されることにより微細な光ビームとなってＣＤ又はＤＶＤの記録面に照射される。
【００５８】
また、当該光ビームがＣＤ又はＤＶＤの記録面に照射されることで生じる反射光が対物レンズＯＢに入射すると、対物レンズＯＢを透過した反射光は、１／４波長板ＰＬで円偏光から直線偏光に変換され、液晶素子ＬＣＤと立上ミラーＭＳを透過した後、コリメータレンズＣＬで収束され、更にハーフミラーＨＭとマルチレンズＭＬを透過して、受光素子ＯＥＩＣの上記複数の入射面に入射する。
【００５９】
次に、図５を参照して、本実施例のフォーカスポジション調整工程を説明する。
【００６０】
尚、図１（ｂ）（ｃ）を参照して説明したのと同様の前処理を行った後、図５のフローチャートに従ってフォーカスポジション調整を行う。
【００６１】
そして、図１（ｃ）を参照して説明したのと同様に、調整対象の光学ピックアップＰＵｉに、前処理済みの輝度測定装置１を対向配置し、輝度測定装置１のハーフミラー２を光学ピックアップに設けられている対物レンズＯＢに対向させ、更に光学ピックアップＰＵｉと輝度測定装置１とを動作させた後、図５のフローチャートに従ってフォーカスポジション調整を開始する。尚、説明の便宜上、引き続き、図１（ｃ）を参照しつつ、図５のフォーカスポジション調整工程を説明する。
【００６２】
まず、ステップＳ１００において、調整対象の光学ピックアップＰＵｉに設けられているマルチレンズＭＬを初期位置に移動させる。
【００６３】
次に、ステップＳ１０１において、マルチレンズＭＬを粗調整する。
【００６４】
より具体的に述べれば、マルチレンズＭＬを比較的大まかな間隔で移動させ、輝度測定装置１によって、ハーフミラー２の半透明膜６上に結像している第１の半導体レーザＬＤ１から出射された一定パワーのレーザ光によるスポット光像ＳＰｉを測定する。そして、このマルチレンズＭＬを粗調整した際に最高輝度ＢＰｉが最も大きくなったときの位置にマルチレンズＭＬを設定する。
【００６５】
こうして、マルチレンズＭＬを粗調整することで、輝度測定装置１によってスポット光像ＳＰｉを測定できる状態にする。
【００６６】
次に、ステップＳ１０２、すなわち「アクチュエータ粗サーチ」ステップにおいて、フォーカスサーボ回路ＦＳＶによって粗めのデフォーカスをかけ、最高輝度ＢＰｉが最大となったときの合焦状態に対物レンズＯＢを調整する。これにより、対物レンズＯＢをハーフミラー２の半透明膜９に合焦させる。
【００６７】
次に、ステップＳ１０３、すなわち「アクチュエータ微サーチ」ステップにおいて、ステップＳ１０２で設定した合焦状態を基準として、より細かなデフォーカスをかけ、ステップＳ１０２で得られた上述の最高輝度ＢＰｉよりも大きな最高輝度ＢＰｉが得られたときの合焦状態に対物レンズＯＢを調整する。これにより、対物レンズＯＢをハーフミラー２の半透明膜９により正確に合焦させる。更に、このステップＳ１０３において得られた更に大きな最高輝度ＢＰｉを最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘに決める。
【００６８】
次に、ステップＳ１０４において、フォーカスサーボをかけたまま、デフォーカスを０にした状態でマルチレンズＭＬを適宜に進退移動させる操作を繰り返し、ステップＳ１０３で得られた最高輝度ＢＰｉｍａｘに最も近づく最高輝度ＢＰｉが得られる位置にマルチレンズＭＬを移動させて固定することにより、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を完了する。
【００６９】
そして、調整すべき残りの光学ピックアップＰＵｉに対しても、予め前処理を施しておいた輝度測定装置１を用いて、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理を行う。
【００７０】
このように、本実施例のフォーカスポジション調整を行うと、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを高精度で調整することができる。
【００７１】
次に、図６〜図９を参照して、本実施例のフォーカスポジション調整方法の有効性について説明する。
【００７２】
尚、図６（ａ）は、実験によって光学ピックアップＰＵｉをフォーカスポジション調整しときの合焦点位置（つまり、理想的な位置）を偏倚量「０」とし、その理想的な位置からマルチレンズＭＬを偏倚させた場合に得られたＲＦ信号の振幅レベル（以下「ＲＦレベル」という）の変化と、上述のマルチレンズＭＬが理想的な位置に位置したときに輝度測定装置１で測定された最高輝度を１００％の理想輝度と決め、マルチレンズＭＬを偏倚させた場合に輝度測定装置１で測定された最高輝度ＢＰｉと理想輝度とのパーセント比、すなわち、（最高輝度ＢＰｉ／理想輝度）×１００を「ＢＰ輝度」として表している。
【００７３】
代表例として同図（ａ）中の、合焦点の偏倚量を０．１０μｍに設定したときに、ＲＦレベルは３０４．７ｍＶ、ＢＰ輝度は１００％となり、また、合焦点の偏倚量を−０．２０μｍに設定したときに、ＲＦレベルは２９６．７ｍＶ、ＢＰ輝度は９９％となったことを表している。
【００７４】
図６（ｂ）は、同図（ａ）中のＢＰ輝度とＲＦレベルとの関係をグラフ化して表したものである。
【００７５】
図６（ｃ）は、同図（ａ）中の偏倚量とＢＰ輝度との関係をグラフ化して表したものである。
【００７６】
これらの図６（ａ）〜（ｃ）から解るように、合焦点の偏倚量の絶対値が増すに従ってＢＰ輝度が小さくなり、更にＢＰ輝度が小さくなるに従ってＲＦレベルが小さくなる。したがって、偏倚量とＲＦレベル及びＢＰ輝度との間には相関関係があり、適切なＲＦ信号を得るためには、マルチレンズＭＬを適切な位置に調整し、合焦点の偏倚量の絶対値を減らすことによってＢＰ輝度を大きくすることが、有効な方法であることが解る。
【００７７】
本実施例のフォーカスポジション調整方法は、上述の前処理段階において、理想輝度を測定することが可能な状態に予め輝度測定装置１を調整し、更に図５中のステップＳ１０３，Ｓ１０４において、マルチレンズＭＬの偏倚量を変化させたときに得られる最高輝度ＢＰｉｍａｘの位置にマルチレンズＭＬを固定するので、偏倚量とＲＦレベル及びＢＰ輝度との間の相関関係に基づいたフォーカスポジション調整方法を行っており、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを極めて高い精度で調整することが可能となっている。
【００７８】
また、図７（ａ）に模式的に示すように、マルチレンズＭＬの位置を調整する前であって、ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションが調整されていないため、対物レンズＯＢをフォーカスサーボしても、輝度測定装置１のハーフミラー２の半透明膜６に対して対物レンズＯＢが合焦しない場合には、図７（ｂ）の写真のコピーにて表されているように、半透明膜６上に高い輝度のスポット光像が結像しない。
【００７９】
これに対して、図８（ａ）に模式的に示すように、対物レンズＯＢをフォーカスサーボした状態で、マルチレンズＭＬの位置を調整していくと、フォーカスアクチュエータＡＣＴの駆動力を受けて対物レンズＯＢが微小に往復動作し始め、次第にピックアップＰＵｉのフォーカスポジションが調整されていく。このように、マルチレンズＭＬの位置を調整していく途中の状態では、ハーフミラー２の半透明膜６に対して対物レンズＯＢが合焦したり合焦しない状態が繰り返えされる遷移状態となり、図８（ｂ）の写真のコピーにて表されているように、輝度の高いスポット光像が半透明膜６上に次第に現れるようになる。
【００８０】
引き続き、図９（ａ）に模式的に示すように、対物レンズＯＢをフォーカスサーボした状態で、マルチレンズＭＬの位置を調整していくと、対物レンズＯＢがハーフミラー２の半透明膜６にピタリと合焦する。その結果、図９（ｂ）の写真のコピーにて表されているように、上述のＢＰ輝度が１００％となる輝度の高いスポット光像が半透明膜６上に結像する。そして、このＢＰ輝度が１００％となったときの位置にマルチレンズＭＬを固定すると、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを適切に調整することができ、更にこの光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を行った後に、例えば光ディスクを装填した検査機にセットしてフォーカスサーボ回路ＦＳＶによって対物レンズＯＢをフォーカスサーボすると、対物レンズＯＢが合焦したときに、最適レベル（ジッター最小）のＲＦ信号を再生することができる。
【００８１】
すなわち、ＢＰ輝度が１００％となる輝度の高いスポット光像が半透明膜６上に結像したときの位置にマルチレンズＭＬを固定すると、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを適切に調整するこことができ、このフォーカスポジション調整を行った状態で、実際に光ディスクを装填した検査機に光学ピックアップＰＵｉをセットし、フォーカスサーボ回路ＦＳＶによってその光ディスクに対して対物レンズＯＢを合焦させると、上述の図６（ｃ）の横軸をフォーカスエラー量、縦軸をＲＦ信号の振幅レベルとしたのと同様の特性が得られる。つまり、図６（ｃ）の横軸の中心がフォーカスエラー量「０」となり、そのときのＲＦ信号の振幅レベルが最大になる。そして、フォーカスエラー量がプラスマイナスの方向に増加すると、ＲＦ信号の振幅レベルが次第に小さくなっていくという、極めて理想的なフォーカスサーボ特性が得られる。
【００８２】
したがって、ハーフミラー２の半透明膜６に生じるスポット光像の輝度を測定し、その輝度が最大になるときの位置にマルチレンズＭＬを固定することで光学ピックアップＰＵｉの適切なフォーカスポジション調整を行うという本実施例の有効性が実証された。
【００８３】
なお、以上に述べた本実施例においては、フォーカスポジション調整方法について説明したが、図２に示した輝度測定装置１と、図３及び図４に示したマルチレンズＭＬの位置を変化させるアクチュエータ等を有する位置調整機構とを備えたフォーカスポジション調整装置を構成し、このフォーカスポジション調整装置によって光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整するようにしてもよい。
【００８４】
すなわち、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを上述のフォーカスポジション調整装置によって調整する。そのフォーカスポジションの調整に際して、光学ピックアップＰＵｉを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、上述の位置調整機構によって光学ピックアップＰＵｉに設けられているマルチレンズＭＬの位置を変化させつつ、光学ピックアップＰＵｉに設けられている対物レンズＯＢを介してハーフミラー２側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を信号処理部５で求める。そして、最高輝度が最大の最高輝度となったときにマルチレンズＭＬが位置していた位置に、位置調整機構がマルチレンズＭＬを固定することにより、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整する。
【００８５】
このように、輝度測定装置１と位置調整機構とを備えたフォーカスポジション調整装置によって光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整すると、迅速にフォーカスポジション調整を行うことができると共に、フォーカスポジション調整の自動化を図ることができる。
【００８６】
なお、本実施例においてはマルチレンズＭＬの位置を変化させて調整を行なったが、半導体レーザＬＤの位置、又は受光素子ＯＥＩＣの位置を変化させて最高輝度が最大の最高輝度となったときにその半導体レーザＬＤ、又は受光素子ＯＥＩＣの位置を固定しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法を模式的に表した図である。
【図２】実施例で用いられる輝度測定装置の構成を表した断面図である。
【図３】実施例の光学ピックアップの要部構成を表した斜視図である。
【図４】図３に示した光学ピックアップの要部構成を幾何光学的に表した図である。
【図５】実施例におけるフォーカスポジションの調整工程を表したフローチャートである。
【図６】実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【図７】更に、実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【図８】更に、実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【図９】更に、実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【符号の説明】
１…輝度測定装置
２…ハーフミラー
３，ＯＢｇ，ＯＢ…対物レンズ
５…信号処理部
Ｘｉ…調整用冶具
ＰＵｇ…基準の光学ピックアップ
ＰＵｉ…調整対象の光学ピックアップ
ＯＥＩＣ…受光素子
ＭＬ…マイクロレンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＤＶＤプレーヤ等の情報記録再生装置に備えられた光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法及びフォーカスポジション調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＤＶＤプレーヤを製造するための製造工程では、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整するのに、次のような周知の調整方法が一般に採用されていた。
【０００３】
つまり、光学ピックアップのフォーカスポジションが適切な目標位置からずれていると、当該目標位置からのズレ（オフセット）による悪影響のため、ＤＶＤプレーヤに装填された光ディスクに対して適切な合焦状態の下での記録再生が行われなくなるという問題を生じることから、製品出荷前の製造工程において、実際の光ディスクからの反射光を用いて光学ピックアップを試験動作させ、フォーカスポジションを調整していた。
【０００４】
まず、光ディスクが装填された調整機で通常の記録再生動作と同様の動作を行わせることにより、光学ピックアップ内に設けられている対物レンズを介して光ディスクに対して光ビームを照射させ、それに伴って生じる光ディスクからの反射光を対物レンズを介して入射させる。
【０００５】
ここで、光学ピックアップ内には、上述の対物レンズが設けられる他、点対称に配列形成された複数の受光面を有し、対物レンズを透過した反射光をそれらの受光面で分割受光することによって、ＲＦ信号やフォーカスエラー信号等を生成するための光電変換信号を出力する受光素子とが設けられ、更に、対物レンズと受光素子との間に、受光素子に対して反射光の焦点を補正するマルチレンズが備えられている。
【０００６】
つまり、反射光が上述の受光面に対して、光軸方向の焦点位置がずれていると光学ピックアップの対物レンズのフォーカスポジションが適切でなくなる為、反射光の焦点を補正するためのマルチレンズが、対物レンズと受光素子との間に設けられている。
【０００７】
そこで、対物レンズを透過した反射光の焦点を補正すべく、マルチレンズの光軸方向に対する位置を調整することによって、受光素子に配列形成されている上述の受光面に反射光を入射させた後、得られた光電変換信号を用いて光学ピックアップのフォーカスポジションを適切な目標位置となるように調整していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のフォーカスポジション調整方法では、上述した調整機毎に実際に調整用の光ディスクを装填し、再生された再生信号に基づいて光学ピックアップのフォーカスポジションを調整しているため、その光ディスクの製造バラツキ等の悪影響を受けやすいという課題があった。
【０００９】
また、光ディスクは歪みや反り等の変形が生じ易いことから、１枚の光ディスクのみを調整用として使用しても、変形による影響を受けた光電変換信号に基づいて調整を行うこととなり、高精度のフォーカスポジション調整を行うことが困難になる等の問題があった。
【００１０】
また、多数の調整機に実際に光ディスクを装填しなければならないため、光学ピックアップのフォーカスポジション調整作業が煩雑となる等の問題があった。
【００１１】
本発明は、こうした従来の問題点に鑑みてなされたものであり、光学ピックアップのフォーカスポジションを適切に調整することが可能な調整方法、及び調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法であって、ハーフミラーと、当該ハーフミラーに対して合焦した対物レンズと、前記ハーフミラー及び対物レンズを介して入射する光像の最高輝度を求める信号処理部とを備えた輝度測定装置を、前記光学ピックアップに向けて配置させる第１の工程と、前記光学ピックアップを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、前記光学ピックアップに設けられている半導体レーザの位置、又はマルチレンズと受光素子との相対位置を変化させつつ、前記光学ピックアップに設けられている対物レンズを介して前記ハーフミラー側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を信号処理部によって求め、前記最高輝度が最大の最高輝度となったときに位置していた位置に固定することにより、前記光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する第２の工程とを具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する光学ピックアップのフォーカスポジション調整装置であって、ハーフミラーと、当該ハーフミラーに対して合焦した対物レンズと、前記ハーフミラー及び対物レンズを介して入射する光像の最高輝度を求める信号処理部とを有する輝度測定装置を備え、前記光学ピックアップを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、前記光学ピックアップに設けられている半導体レーザの位置、又はマルチレンズと受光素子との相対位置を変化させつつ、前記光学ピックアップに設けられている対物レンズを介して前記ハーフミラー側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を前記信号処理部で求め、前記最高輝度が最大の最高輝度となったときに位置していた位置に固定することにより、前記光学ピックアップのフォーカスポジションを調整することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態における、光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法を模式的に表した図である。
【００１５】
図１において、光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する際、光像の輝度を測定する輝度測定装置１を使用する。
【００１６】
輝度測定装置１には、同図（ａ）に示すように、光像を入射する入射面に半透明なハーフミラー２が備えられ、ハーフミラー２の後方に、対物レンズ３と、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）等の二次元撮像素子４と、二次元撮像素子４の出力信号Ｑを信号処理することによって光像の最高輝度ＢＰを検出して出力する信号処理部５とが設けられ、これらハーフミラー２と対物レンズ３及び二次元撮像素子５は光軸合わせして設けられている。
【００１７】
また、ハーフミラー２は、輝度測定装置１の入射面に設けられている変形等を生じない透明なガラス板の内壁面に、誘電体薄膜等の半透明膜６を蒸着等することによって形成されており、対物レンズ３はピント調整用の鏡胴７等に取り付けられている。
【００１８】
本フォーカスポジション調整方法を実施するに当たり、まず、鏡胴７等を操作して輝度測定装置１に設けられている対物レンズ３をハーフミラー２の半透明膜６に合焦させるための前処理を行う。
【００１９】
この前処理では、同図（ｂ）に示すように、調整対象としての例えば従来の調整方法で調整された光学ピックアップの特定の１つを基準の光学ピックアップＰＵｇとして決める。
【００２０】
次に、同図（ｃ）に示すように、基準の光学ピックアップＰＵｇを輝度測定装置１のハーフミラー２に対向する位置にセットし、フォーカスサーボをかけてハーフミラー２の半透明膜６に対して合焦させる。なお、基準の光学ピックアップＰＵｇは光学ピックアップを駆動させる冶具Ｘｉによりフォーカスサーボがかけられている。
【００２１】
そして、半透明膜６に結像した光ビームのスポット光像ＳＰｇを測定すべく輝度測定装置１を動作させ、鏡胴７等を操作して対物レンズ３をハーフミラー２に対して進退移動させつつ、その進退移動に際して得られる最高輝度ＢＰのうち、最大の最高輝度ＢＰｍａｘが得られたときの位置に対物レンズ３を固定して、前処理を完了する。なおこの場合、ハーフミラー２を対物レンズ３に対して進退移動させつつ、その進退移動に際して得られる最高輝度ＢＰのうち、最大の最高輝度ＢＰｍａｘが得られたときの位置にハーフミラー２を固定してもよい。
【００２２】
このように前処理を行うと、ハーフミラー２の半透明膜６がディスクの記録層に相当することとなり、同図（ｃ）に示したように、半透明膜６に合焦した基準の光学ピックアップＰＵｇから入射した光ビームのスポット光像ＳＰｇに対して、輝度測定装置１側の対物レンズ３を合焦させることができる。したがって、輝度測定装置１の対物レンズ３を、基準の光学ピックアップＰＵｇのフォーカスポジションに合わせた最も適切な合焦状態に予め設定することが可能となる。
【００２３】
次に、前処理を完了した後、同図（ｃ）に示すように、輝度測定装置１を使用して、製品出荷前に調整すべき光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整する。
【００２４】
すなわち、前処理で調整しておいた輝度測定装置１を光学ピックアップＰＵｉに対向配置し、光学ピックアップＰＵｉに設けられている対物レンズＯＢに対向させる。
【００２５】
そして、光学ピックアップＰＵｉに通常の記録又は再生動作と同様の試験動作を行わせ、半導体レーザ（以下「レーザ光源」という）ＬＤより出射されるレーザ光を対物レンズＯＢを介してハーフミラー２側へ照射させる。
【００２６】
ここで、光学ピックアップＰＵｉには、記録又は再生用のレーザ光を出射する上述のレーザ光源ＬＤと、レーザ光源ＬＤより出射されたレーザ光を対物レンズＯＢ側へ供給すると共に、対物レンズＯＢ側から戻ってきた反射光（戻り光とも呼ばれる）を焦点補正用のマルチレンズＭＬを介して受光素子ＯＥＩＣ側へ供給するハーフミラーＨＭとが備えられている。
【００２７】
一例として、光学ピックアップＰＵｉは、同図（ｃ）に示されているように、ハーフミラーＨＭによってレーザ光源ＬＤからのレーザ光を対物レンズＯＢ側へ反射すると共に、対物レンズＯＢ側から戻ってきた反射光を透過してマルチレンズＭＬを介して受光素子ＯＥＩＣ側へ供給する構成や、図示していないが、ハーフミラーＨＭに対するレーザ光源ＬＤとマルチレンズＭＬ及び受光素子ＯＥＩＣとの配置が入れ代わっている構成、すなわちハーフミラーＨＭによってレーザ光源ＬＤからのレーザ光を対物レンズＯＢ側へ透過すると共に、対物レンズＯＢ側から戻ってきた反射光を透過してマルチレンズＭＬを介して受光素子ＯＥＩＣ側へ供給する構成となっている。
【００２８】
尚、受光素子ＯＥＩＣは、点対称に配列形成された複数の受光面を有し、マルチレンズＭＬを透過してきた反射光をそれらの受光面で分割受光することによって、ＲＦ信号やフォーカスエラー信号等を生成するための光電変換信号Ｓｄを出力する。
【００２９】
また、マルチレンズＭＬは、シリンドリカルレンズと凹レンズとが組み合わされた構造を有しているため、受光素子ＯＥＩＣに対するマルチレンズＭＬの間隔を調整することによって、反射光の焦点を補正して、受光素子ＯＥＩＣの受光面に対し、焦点を制御させることが可能となっている。
【００３０】
更に、冶具Ｘｉには、受光素子ＯＥＩＣから出力される光電変換信号Ｓｄを用いて、対物レンズＯＢの位置を微調整するフォーカスサーボ回路ＦＳＶが設けられ、光学ピックアップＰＵｉにはフォーカスアクチュエータＡＣＴが設けられている。
【００３１】
そして、光学ピックアップＰＵｉは、フォーカスサーボ回路ＦＳＶによってフォーカスサーボをかけられた状態となる。
【００３２】
そして、上述のフォーカスサーボをかけたままで、輝度測定装置１によってハーフミラー２に入射するスポット光像ＳＰｉの最高輝度ＢＰｉを測定しつつ、マルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させ、得られた最高輝度ＢＰｉのうち最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘが得られたときの位置にマルチレンズＭＬを固定して、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を完了する。
【００３３】
つまり、上述のフォーカスサーボをかけたままにして、マルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させると、反射光が受光素子ＯＥＩＣに入射した場合に、その反射光によって生じる光電変換信号Ｓｄに応じてフォーカスエラーが０になるように対物レンズＯＢの光軸方向の位置が調整される。
【００３４】
しかし、引き続きマルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させていき、反射光の焦点が受光素子に対して適切に調整された反射光が受光素子ＯＥＩＣに入射したときに生じる光電変換信号Ｓｄに応じて対物レンズＯＢが合焦状態に調整されると、輝度測定装置１は、反射光の焦点が受光素子に対して適切に調整されていない反射光によって生じた光電変換信号Ｓｄに応じて対物レンズＯＢが合焦状態に調整されたときの最高輝度ＢＰｉよりも、高い最高輝度ＢＰｉｍａｘを測定することとなる。
【００３５】
そして、この高い最高輝度ＢＰｉｍａｘが得られたときに、マルチレンズＭＬの位置を固定することにより、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを最適調整する。
【００３６】
別言すれば、上述のフォーカスサーボをかけたままにして、マルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に進退移動させた場合に、受光素子に対して焦点が適切に調整されていない反射光によって生じた光電変換信号Ｓｄに応じて対物レンズＯＢが合焦状態に調整されるのみの状態では、輝度測定装置１で測定される最高輝度ＢＰｉは低いレベルで変化し、未だ光学ピックアップＰＵｉは適切なフォーカスポジションに至らない。このため、最も高い最高輝度ＢＰｉｍａｘとそれより低い最高輝度ＢＰｉの変化が得られるまで、フォーカスサーボをかけたままにしてマルチレンズＭＬを光軸方向に適宜に繰り返し進退移動させ、最高輝度ＢＰｉｍａｘが得られたときの位置にマルチレンズＭＬを固定することで、光学ピックアップＰＵｉを適切なフォーカスポジションに調整する。
【００３７】
そして、調整すべき残りの光学ピックアップＰＵｉに対しても、上述の予め前処理を施しておいた輝度測定装置１を用いてフォーカスポジション調整を行う。
【００３８】
このように、本実施形態のフォーカスポジション調整方法によれば、基準の光学ピックアップＰＵｇに合わせて、輝度測定装置１に設けられている対物レンズ３をハーフミラー６の半透明膜６に合焦させるので、輝度測定装置１の対物レンズ３を最適な合焦状態に設定することができる。
【００３９】
更に、上述の最適な合焦状態に設定しておいた輝度測定装置１に設けられているハーフミラー２に対向する位置に、調整対象の光学ピックアップＰＵｉをセットし、フォーカスサーボをかけてハーフミラー２の半透明膜６に対して合焦させて、更に輝度測定装置１で最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘが測定されるように、光学ピックアップＰＵｉに備えられているマルチレンズＭＬの位置を調整するという新規な調整方法を採用して光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整するので、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを、基準となる光学ピックアップＰＵｇと同様なフォーカスポジションに合わせることができる。
【００４０】
更に、マルチレンズＭＬを適宜に進退移動させている間に、輝度測定装置１が最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘを測定することとなるため、特段の複雑な調整操作等を行わなくとも、マルチレンズＭＬの最適位置を迅速に見つけ出すことができ、ひいては、迅速に光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整することができると共に、調整作業の簡素化、迅速化等を図ることが可能である。
【００４１】
更に、上述の最適な合焦状態に設定しておいた輝度測定装置１を用いて、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整するので、従来の光ディスクを装填した場合のような製造ばらつきや変形等による悪影響を受けることがなく、光学ピックアップＰＵｉを極めて高い精度でフォーカスポジション調整することができる。
【００４２】
更に又、上述の最適な合焦状態に設定しておいた輝度測定装置１を用いて、全ての光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を行うので、全ての光学ピックアップＰＵｉを均一に製造することができる。
【００４３】
また、製造ラインに、前処理を行った輝度測定装置１を配置し、搬送されてくる個々の光学ピックアップＰＵｉを、輝度測定装置１のハーフミラー２を自動的に位置決めすることで、フォーカスポジション調整の自動化を図ることも可能である。
【００４４】
【実施例】
次に、本実施形態のより具体的な実施例を図２〜図９を参照して説明する。尚、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）とＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）を用いて記録又は再生を行うことが可能な光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整方法について説明する。
【００４５】
図２は、輝度測定装置１の構成を表した図、図３と図４は、光学ピックアップＰＵｉの要部構成を表した斜視図と当該要部構成を幾何光学的に表した図、図５は、フォーカスポジションの調整工程を表したフローチャート、図６〜図９は、本実施例のフォーカスポジション調整方法の効果を実証するため行った実験結果を示した図である。
【００４６】
また、図２〜図４、図７〜図９において、図１と同一又は相当する部分を同一符号で示している。
【００４７】
まず、図２を参照して、輝度測定装置１の構成を説明する。
【００４８】
輝度測定装置１の入射面には、変形等を生じない厚さ約０．６ｍｍの透明なガラス板の内壁面に、誘電体薄膜等の半透明膜６を蒸着等することによって形成されたハーフミラー２が設けられている。
【００４９】
ハーフミラー２の後方（半透明膜６側）には、対物レンズ３と、反射ミラー１ａと、３群の収光レンズ１ｂ，１ｃ，１ｄと、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）で形成された二次元撮像素子４と、二次元撮像素子４の出力信号Ｑを信号処理することによって光像の最高輝度ＢＰを検出して出力する信号処理部５とが光軸合わせして設けられている。
【００５０】
また、半透明膜６は、透過率と反射率がほぼ等しい値に設定されており、対物レンズ３はピント調整用の鏡胴７等に取り付けられている。
【００５１】
次に、図３及び図４を参照して、光学ピックアップＰＵｉの要部構成を説明する。
【００５２】
この光学ピックアップＰＵｉには、ＤＶＤに対して記録又は再生を行うための波長６６０ｎｍ帯のレーザ光を出射する第１の半導体レーザＬＤ１と、ＣＤに対して記録又は再生を行うための波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する第２の半導体レーザＬＤ２と、半導体レーザＬＤ１から出射されたレーザ光を分光する第１の回折格子Ｇ１と、半導体レーザＬＤ２から出射されたレーザ光を分光する第２の回折格子Ｇ２と、回折格子Ｇ１，Ｇ２を通過してきたレーザ光を共に同じ方向へ射出するダイクロイックミラー等の合成プリズムＭが備えられている。
【００５３】
更に、合成プリズムＭの前方には、合成プリズムＭから射出されたレーザ光を反射すると共に、当該レーザ光の一部を透過することによって一部透過光として射出し、更に後述の対物レンズＯＢ側から入射する反射光をマルチレンズＭＬ側へ透過するハーフミラーＨＭが設けられている。
【００５４】
ハーフミラーＨＭの後方には、上述の一部レーザ光を受光することによって半導体レーザＬＤ１，Ｄ２の出射パワーを個別に検出する受光素子ＰＤと、上述のマルチレンズＭＬと、マルチレンズＭＬを透過して来た反射光を受光することによってＲＦ信号やフォーカスエラー信号を生成するための光電変換信号Ｓｄを出力する複数の受光面を備えた受光素子ＯＥＩＣが設けられている。
【００５５】
ハーフミラーＨＭの前方には、コリメータレンズＣＬと、立上ミラーＭＳと、コマ収差補正用の液晶素子ＬＣＤと、１／４波長板ＰＬと、クランプ位置に装填されるＣＤとＤＶＤに対向する対物レンズＯＢとが光軸合わせして設けられている。
【００５６】
また、対物レンズＯＢを合焦させるべく動作するフォーカスアクチュエータＡＣＴが設けられている。
【００５７】
かかる構成において、ハーフミラーＨＭで反射された上述のレーザ光がコリメータレンズＣＬに入射すると、平行光となって立上ミラーＭＳに入射し、ｘ方向に直交するｚ方向（クランプ位置の方向）へ反射され、更に液晶素子ＬＣＤを透過し、１／４波長板ＰＬで直線偏光から円偏光に変換された後、対物レンズＯＢで収束されることにより微細な光ビームとなってＣＤ又はＤＶＤの記録面に照射される。
【００５８】
また、当該光ビームがＣＤ又はＤＶＤの記録面に照射されることで生じる反射光が対物レンズＯＢに入射すると、対物レンズＯＢを透過した反射光は、１／４波長板ＰＬで円偏光から直線偏光に変換され、液晶素子ＬＣＤと立上ミラーＭＳを透過した後、コリメータレンズＣＬで収束され、更にハーフミラーＨＭとマルチレンズＭＬを透過して、受光素子ＯＥＩＣの上記複数の入射面に入射する。
【００５９】
次に、図５を参照して、本実施例のフォーカスポジション調整工程を説明する。
【００６０】
尚、図１（ｂ）（ｃ）を参照して説明したのと同様の前処理を行った後、図５のフローチャートに従ってフォーカスポジション調整を行う。
【００６１】
そして、図１（ｃ）を参照して説明したのと同様に、調整対象の光学ピックアップＰＵｉに、前処理済みの輝度測定装置１を対向配置し、輝度測定装置１のハーフミラー２を光学ピックアップに設けられている対物レンズＯＢに対向させ、更に光学ピックアップＰＵｉと輝度測定装置１とを動作させた後、図５のフローチャートに従ってフォーカスポジション調整を開始する。尚、説明の便宜上、引き続き、図１（ｃ）を参照しつつ、図５のフォーカスポジション調整工程を説明する。
【００６２】
まず、ステップＳ１００において、調整対象の光学ピックアップＰＵｉに設けられているマルチレンズＭＬを初期位置に移動させる。
【００６３】
次に、ステップＳ１０１において、マルチレンズＭＬを粗調整する。
【００６４】
より具体的に述べれば、マルチレンズＭＬを比較的大まかな間隔で移動させ、輝度測定装置１によって、ハーフミラー２の半透明膜６上に結像している第１の半導体レーザＬＤ１から出射された一定パワーのレーザ光によるスポット光像ＳＰｉを測定する。そして、このマルチレンズＭＬを粗調整した際に最高輝度ＢＰｉが最も大きくなったときの位置にマルチレンズＭＬを設定する。
【００６５】
こうして、マルチレンズＭＬを粗調整することで、輝度測定装置１によってスポット光像ＳＰｉを測定できる状態にする。
【００６６】
次に、ステップＳ１０２、すなわち「アクチュエータ粗サーチ」ステップにおいて、フォーカスサーボ回路ＦＳＶによって粗めのデフォーカスをかけ、最高輝度ＢＰｉが最大となったときの合焦状態に対物レンズＯＢを調整する。これにより、対物レンズＯＢをハーフミラー２の半透明膜９に合焦させる。
【００６７】
次に、ステップＳ１０３、すなわち「アクチュエータ微サーチ」ステップにおいて、ステップＳ１０２で設定した合焦状態を基準として、より細かなデフォーカスをかけ、ステップＳ１０２で得られた上述の最高輝度ＢＰｉよりも大きな最高輝度ＢＰｉが得られたときの合焦状態に対物レンズＯＢを調整する。これにより、対物レンズＯＢをハーフミラー２の半透明膜９により正確に合焦させる。更に、このステップＳ１０３において得られた更に大きな最高輝度ＢＰｉを最大の最高輝度ＢＰｉｍａｘに決める。
【００６８】
次に、ステップＳ１０４において、フォーカスサーボをかけたまま、デフォーカスを０にした状態でマルチレンズＭＬを適宜に進退移動させる操作を繰り返し、ステップＳ１０３で得られた最高輝度ＢＰｉｍａｘに最も近づく最高輝度ＢＰｉが得られる位置にマルチレンズＭＬを移動させて固定することにより、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を完了する。
【００６９】
そして、調整すべき残りの光学ピックアップＰＵｉに対しても、予め前処理を施しておいた輝度測定装置１を用いて、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理を行う。
【００７０】
このように、本実施例のフォーカスポジション調整を行うと、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを高精度で調整することができる。
【００７１】
次に、図６〜図９を参照して、本実施例のフォーカスポジション調整方法の有効性について説明する。
【００７２】
尚、図６（ａ）は、実験によって光学ピックアップＰＵｉをフォーカスポジション調整しときの合焦点位置（つまり、理想的な位置）を偏倚量「０」とし、その理想的な位置からマルチレンズＭＬを偏倚させた場合に得られたＲＦ信号の振幅レベル（以下「ＲＦレベル」という）の変化と、上述のマルチレンズＭＬが理想的な位置に位置したときに輝度測定装置１で測定された最高輝度を１００％の理想輝度と決め、マルチレンズＭＬを偏倚させた場合に輝度測定装置１で測定された最高輝度ＢＰｉと理想輝度とのパーセント比、すなわち、（最高輝度ＢＰｉ／理想輝度）×１００を「ＢＰ輝度」として表している。
【００７３】
代表例として同図（ａ）中の、合焦点の偏倚量を０．１０μｍに設定したときに、ＲＦレベルは３０４．７ｍＶ、ＢＰ輝度は１００％となり、また、合焦点の偏倚量を−０．２０μｍに設定したときに、ＲＦレベルは２９６．７ｍＶ、ＢＰ輝度は９９％となったことを表している。
【００７４】
図６（ｂ）は、同図（ａ）中のＢＰ輝度とＲＦレベルとの関係をグラフ化して表したものである。
【００７５】
図６（ｃ）は、同図（ａ）中の偏倚量とＢＰ輝度との関係をグラフ化して表したものである。
【００７６】
これらの図６（ａ）〜（ｃ）から解るように、合焦点の偏倚量の絶対値が増すに従ってＢＰ輝度が小さくなり、更にＢＰ輝度が小さくなるに従ってＲＦレベルが小さくなる。したがって、偏倚量とＲＦレベル及びＢＰ輝度との間には相関関係があり、適切なＲＦ信号を得るためには、マルチレンズＭＬを適切な位置に調整し、合焦点の偏倚量の絶対値を減らすことによってＢＰ輝度を大きくすることが、有効な方法であることが解る。
【００７７】
本実施例のフォーカスポジション調整方法は、上述の前処理段階において、理想輝度を測定することが可能な状態に予め輝度測定装置１を調整し、更に図５中のステップＳ１０３，Ｓ１０４において、マルチレンズＭＬの偏倚量を変化させたときに得られる最高輝度ＢＰｉｍａｘの位置にマルチレンズＭＬを固定するので、偏倚量とＲＦレベル及びＢＰ輝度との間の相関関係に基づいたフォーカスポジション調整方法を行っており、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを極めて高い精度で調整することが可能となっている。
【００７８】
また、図７（ａ）に模式的に示すように、マルチレンズＭＬの位置を調整する前であって、ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションが調整されていないため、対物レンズＯＢをフォーカスサーボしても、輝度測定装置１のハーフミラー２の半透明膜６に対して対物レンズＯＢが合焦しない場合には、図７（ｂ）の写真のコピーにて表されているように、半透明膜６上に高い輝度のスポット光像が結像しない。
【００７９】
これに対して、図８（ａ）に模式的に示すように、対物レンズＯＢをフォーカスサーボした状態で、マルチレンズＭＬの位置を調整していくと、フォーカスアクチュエータＡＣＴの駆動力を受けて対物レンズＯＢが微小に往復動作し始め、次第にピックアップＰＵｉのフォーカスポジションが調整されていく。このように、マルチレンズＭＬの位置を調整していく途中の状態では、ハーフミラー２の半透明膜６に対して対物レンズＯＢが合焦したり合焦しない状態が繰り返えされる遷移状態となり、図８（ｂ）の写真のコピーにて表されているように、輝度の高いスポット光像が半透明膜６上に次第に現れるようになる。
【００８０】
引き続き、図９（ａ）に模式的に示すように、対物レンズＯＢをフォーカスサーボした状態で、マルチレンズＭＬの位置を調整していくと、対物レンズＯＢがハーフミラー２の半透明膜６にピタリと合焦する。その結果、図９（ｂ）の写真のコピーにて表されているように、上述のＢＰ輝度が１００％となる輝度の高いスポット光像が半透明膜６上に結像する。そして、このＢＰ輝度が１００％となったときの位置にマルチレンズＭＬを固定すると、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを適切に調整することができ、更にこの光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジション調整を行った後に、例えば光ディスクを装填した検査機にセットしてフォーカスサーボ回路ＦＳＶによって対物レンズＯＢをフォーカスサーボすると、対物レンズＯＢが合焦したときに、最適レベル（ジッター最小）のＲＦ信号を再生することができる。
【００８１】
すなわち、ＢＰ輝度が１００％となる輝度の高いスポット光像が半透明膜６上に結像したときの位置にマルチレンズＭＬを固定すると、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを適切に調整するこことができ、このフォーカスポジション調整を行った状態で、実際に光ディスクを装填した検査機に光学ピックアップＰＵｉをセットし、フォーカスサーボ回路ＦＳＶによってその光ディスクに対して対物レンズＯＢを合焦させると、上述の図６（ｃ）の横軸をフォーカスエラー量、縦軸をＲＦ信号の振幅レベルとしたのと同様の特性が得られる。つまり、図６（ｃ）の横軸の中心がフォーカスエラー量「０」となり、そのときのＲＦ信号の振幅レベルが最大になる。そして、フォーカスエラー量がプラスマイナスの方向に増加すると、ＲＦ信号の振幅レベルが次第に小さくなっていくという、極めて理想的なフォーカスサーボ特性が得られる。
【００８２】
したがって、ハーフミラー２の半透明膜６に生じるスポット光像の輝度を測定し、その輝度が最大になるときの位置にマルチレンズＭＬを固定することで光学ピックアップＰＵｉの適切なフォーカスポジション調整を行うという本実施例の有効性が実証された。
【００８３】
なお、以上に述べた本実施例においては、フォーカスポジション調整方法について説明したが、図２に示した輝度測定装置１と、図３及び図４に示したマルチレンズＭＬの位置を変化させるアクチュエータ等を有する位置調整機構とを備えたフォーカスポジション調整装置を構成し、このフォーカスポジション調整装置によって光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整するようにしてもよい。
【００８４】
すなわち、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを上述のフォーカスポジション調整装置によって調整する。そのフォーカスポジションの調整に際して、光学ピックアップＰＵｉを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、上述の位置調整機構によって光学ピックアップＰＵｉに設けられているマルチレンズＭＬの位置を変化させつつ、光学ピックアップＰＵｉに設けられている対物レンズＯＢを介してハーフミラー２側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を信号処理部５で求める。そして、最高輝度が最大の最高輝度となったときにマルチレンズＭＬが位置していた位置に、位置調整機構がマルチレンズＭＬを固定することにより、光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整する。
【００８５】
このように、輝度測定装置１と位置調整機構とを備えたフォーカスポジション調整装置によって光学ピックアップＰＵｉのフォーカスポジションを調整すると、迅速にフォーカスポジション調整を行うことができると共に、フォーカスポジション調整の自動化を図ることができる。
【００８６】
なお、本実施例においてはマルチレンズＭＬの位置を変化させて調整を行なったが、半導体レーザＬＤの位置、又は受光素子ＯＥＩＣの位置を変化させて最高輝度が最大の最高輝度となったときにその半導体レーザＬＤ、又は受光素子ＯＥＩＣの位置を固定しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法を模式的に表した図である。
【図２】実施例で用いられる輝度測定装置の構成を表した断面図である。
【図３】実施例の光学ピックアップの要部構成を表した斜視図である。
【図４】図３に示した光学ピックアップの要部構成を幾何光学的に表した図である。
【図５】実施例におけるフォーカスポジションの調整工程を表したフローチャートである。
【図６】実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【図７】更に、実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【図８】更に、実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【図９】更に、実施例におけるフォーカスポジション調整方法の有効性を実証するため行った実験結果を示した図である。
【符号の説明】
１…輝度測定装置
２…ハーフミラー
３，ＯＢｇ，ＯＢ…対物レンズ
５…信号処理部
Ｘｉ…調整用冶具
ＰＵｇ…基準の光学ピックアップ
ＰＵｉ…調整対象の光学ピックアップ
ＯＥＩＣ…受光素子
ＭＬ…マイクロレンズ
Claims (4)
- 光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法であって、
ハーフミラーと、当該ハーフミラーに対して合焦した対物レンズと、前記ハーフミラー及び対物レンズを介して入射する光像の最高輝度を求める信号処理部とを備えた輝度測定装置を、光学ピックアップに向けて配置させる第１の工程と、前記光学ピックアップを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、前記光学ピックアップに設けられている半導体レーザの位置、又はマルチレンズと受光素子との相対位置を変化させつつ、前記光学ピックアップに設けられている対物レンズを介して前記ハーフミラー側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を信号処理部によって求め、前記最高輝度が最大の最高輝度となったときに位置していた位置に固定することにより、前記光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する第２の工程と、
を具備することを特徴とする光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法。 - 基準となる光学ピックアップを前記輝度測定装置のハーフミラーに合焦するよう制御し、前記基準となる光学ピックアップから前記ハーフミラーに入射するスポット光像の最高輝度が得られるように、前記輝度測定装置に設けられている対物レンズと前記ハーフミラーとの相対位置を調整することで、当該対物レンズをハーフミラーに対して合焦させる前処理工程とを備え、
前記前処理工程によって前記輝度測定装置の前記対物レンズを前記ハーフミラーに対して合焦させた後、前記第１の工程を開始することを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法。 - 前記マルチレンズは、シリンドリカルレンズと凹レンズとが組み合わせられた焦点補正用のレンズから成り、前記光学ピックアップに設けられている前記対物レンズと、当該対物レンズ側から戻ってくる反射光を受光して少なくともＲＦ信号を生成するための光電変換信号を発生する受光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ピックアップのフォーカスポジション調整方法。
- 光学ピックアップのフォーカスポジションを調整する光学ピックアップのフォーカスポジション調整装置であって、
ハーフミラーと、当該ハーフミラーに対して合焦した対物レンズと、前記ハーフミラー及び対物レンズを介して入射する光像の最高輝度を求める信号処理部とを有する輝度測定装置を備え、
前記光学ピックアップを動作させてフォーカスサーボを行わせると共に、前記光学ピックアップに設けられている半導体レーザの位置、又はマルチレンズと受光素子との相対位置を変化させつつ、前記光学ピックアップに設けられている対物レンズを介して前記ハーフミラー側に入射するスポット光像の最高輝度の変化を前記信号処理部で求め、
前記最高輝度が最大の最高輝度となったときに位置していた位置に固定することにより、前記光学ピックアップのフォーカスポジションを調整することを特徴とする光学ピックアップのフォーカスポジション調整装置。
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