JP2001160239A

JP2001160239A - 光ピックアップの製造方法

Info

Publication number: JP2001160239A
Application number: JP34354899A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tono; 宏行東野; Masayuki Shinoda; 昌幸篠田; Ikuo Kasuga; 郁夫春日; Toshihiko Okina; 稔彦翁; Katsushige Yanagisawa; 克重柳澤; Toru Hotta; 徹堀田
Original assignee: Toshiba Corp; Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2001-06-12

Abstract

(57)【要約】【課題】軸摺動型の２レンズタイプの光ピックアップに
おいて、２つのレンズの角度誤差を所定の範囲内に容易
に組立可能な光ピックアップおよびその光ピックアップ
を用いた光ディスク装置を提供する。【解決手段】この発明の光ディスク装置１は、ＤＶＤ向
け対物レンズ９とＣＤ向け対物レンズ８および摺動軸６
を有し、摺動軸６の回りの回転と軸方向の移動の動作に
より各レンズのトラッキングおよびフォーカシングを制
御するよう設計されたレンズホルダ７を有し、個々の対
物レンズは、レンズホルダの所定の位置に形成されてい
るガイド穴（固定部）７８，７９に、接着による貼り付
け方法により固定されている。これにより、トラックエ
ラーやクロストークが低減され、個々の光ディスクから
安定に情報を再生できる。

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、光ビームを用い
て光学的情報記録媒体に情報を記録し、既に記録されて
いる情報を光学的情報記録媒体から再生または消去する
ディスク装置に用いられる光ピックアップおよびその光
ピックアップが適用される光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを用いた光学的情報記録および
再生に利用される光ディスク装置は、光ビームを発生す
るレーザ光源と、光源から発生された光ビームを光ディ
スクの所定の位置に集束させるとともに光ディスクで反
射された光ビームを収集する対物レンズと、光源と対物
レンズとの間で、光ビームを案内する光学要素と、光学
要素により伝達された光ビームを光電変換して所定の信
号を出力するフォトディテクタと、対物レンズを光ディ
スクの半径方向に移動させるヘッド駆動機構等から構成
される。なお、対物レンズは、一般に対物レンズを光デ
ィスクの記録層を含む面と直交する方向および記録層を
含む面の半径方向に移動させるための推進力発生機構
と、対物レンズを上述したそれぞれの方向に移動可能に
支持するばね部材とにより、光ピックアップとして一体
的に構成されている。また、光ピックアップを、光ディ
スクの記録層を含む面と直交する方向および記録層を含
む面の半径方向にそれぞれ移動するために推進力発生機
構が発生すべきそれぞれの移動量は、フォトディテクタ
からの出力信号により規定される。

【０００３】今日では、音楽用のＣＤタイプの光ディス
クと記憶容量の多いＤＶＤタイプの光ディスクとが混在
しているため、それぞれの光ディスクに最適な集光能力
（ＮＡ）を有する２つの対物レンズを有し、光ディスク
の種類に応じて対物レンズを切り換える形式の光ピック
アップが実用化されている。一例としては、軸摺動型の
レンズホルダに、ＤＶＤタイプの光ディスク用とＣＤタ
イプの光ディスク用の２つの対物レンズを設け、光ディ
スクの種類によってレンズホルダを回転させて、いずれ
か一方の対物レンズを選択するものが普及している。

【０００４】２つの対物レンズを有する光ピックアップ
を製造する際には、レンズホルダのそれぞれのレンズを
保持する部分にレンズ突き当て面を設け、それぞれのレ
ンズ突き当て面に、レンズを突き当てることにより、レ
ンズホルダの機械的加工精度を利用して、２つのレンズ
の相対的な傾き角の精度を確保している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまでは、ＤＶＤタ
イプの光ディスク用の対物レンズは、ターンテーブル面
への垂線（光ディスク保持部の回転中心の軸方向）とレ
ンズの中心軸とのなす角度を一定の範囲内に調整してレ
ンズホルダに接着固定し、ＮＡ（開口数）で示される集
光性がＤＶＤ用の対物レンズに比較して小さなＣＤタイ
プの光ディスク用の対物レンズは、レンズホルダに設け
られているレンズ保持部に固定するのみで組み立てられ
ている。

【０００６】すなわち、ＤＶＤ用の対物レンズは、レン
ズホルダの形状精度によらずに調整にを経て、所定の角
度で接着固定されるが、ＣＤ用の対物レンズは、要求さ
れる集光性の程度が比較的小さく、開口数（ＮＡ）の小
さい（ＮＡ＝０．４５以下で集光性は良くないが傾きに
対する集光性の劣化度が小さい）レンズを使用できたこ
とにより、調整が省略されている。

【０００７】しかしながら、ＣＤタイプの光ディスクが
記録可能（ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷの記録）である場合、
再生専用の場合に比べて集光性のよい（ＮＡの値の大き
な）対物レンズを用いる必要があり、この場合、レンズ
ホルダのレンズ突き当て面の機械加工精度を信頼してレ
ンズを固定すると、レンズの中心軸がターンテーブル面
への垂線に対する基準の角度に入らない確率が増加し
て、記録再生装置を組み立てる際の歩留まりが低下する
問題がある。

【０００８】この発明の目的は、軸摺動型の２レンズタ
イプの光ピックアップにおいて、２つのレンズの角度誤
差を所定の範囲内に容易に組立可能な光ピックアップお
よびその光ピックアップを用いた光ディスク装置を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、所定の開口数を有する第
１の対物レンズをレンズホルダに固定し、前記第１の対
物レンズと開口数の異なる第２の対物レンズを、前記第
２の対物レンズの光路内における中心軸と前記第１の対
物レンズの光路内における中心軸との角度の差をモニタ
して前記第２の対物レンズの角度を調節し、前記第１お
よび第２のレンズの相対傾角が所定の値よりも小さくな
るよう調整し、接着固定することを特徴とする光学的情
報記録再生装置の光ピックアップの製造方法を提供する
ものである。

【００１０】またこの発明は、所定の平行光線と同一の
光軸を有する光学的検出系において、所定の開口数を有
する第１の対物レンズとこの第１の対物レンズと開口数
の異なる第２の対物レンズを所定の順で、前記平行光線
上に挿入し、前記いずれかの対物レンズの中心軸と前記
光軸のなす角度に応じて変化するビームスポットを撮像
手段により撮像し、前記撮像手段に撮像されたビームス
ポットの状態が前記平行光線の光軸に一致するよう個々
の対物レンズの傾きおよび位置を調整することを特徴と
する光学的情報記録再生装置の光ピックアップの製造方
法を提供するものである。

【００１１】さらにこの発明は、所定の平行光線と同一
の光軸を有する光学的検出系において、所定の開口数を
有する第１の対物レンズとこの第１の対物レンズと開口
数の異なる第２の対物レンズを所定の順で、前記平行光
線上に挿入し、前記いずれかの対物レンズの中心軸と前
記光軸のなす角度に応じて変化するビームスポットを撮
像手段により撮像し、レンズホルダに固定され、前記平
行光線の光路内に挿入された前記第１の対物レンズの中
心軸を、前記撮像手段により撮像されたスポット形状を
モニタしながら、前記レンズホルダを固定している水平
方向移動部材により水平方向の位置を設定し、前記撮像
手段の光軸に対する前記レンズホルダとの相対的な角度
を調整して前記第１の対物レンズの光軸と前記平行光線
の光軸とを所定の精度で一致させ、前記レンズホルダを
前記第１の対物レンズの中心軸と平行な回転軸のまわり
を回転させ、あるいは前記第１の対物レンズの中心軸と
垂直な方向に前記レンズホルダを平行移動することによ
り、前記第２の対物レンズを保持すべき前記レンズホル
ダの固定部を前記平行光線の光路内に移動し、前記平行
光線の光路内に前記第２の対物レンズを挿入し、前記撮
像手段で検出されるスポット形状をモニタしながら前記
平行光線内で独立して前記第２の対物レンズの角度を所
定の範囲で変化させて前記第２の対物レンズの角度を調
整し、前記第２の対物レンズを前記レンズホルダに固定
することを特徴とする光学的情報記録再生装置の光ピッ
クアップの製造方を提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態である光ピックアップについて詳細に説明
する。

【００１３】図１は、この発明の実施の形態である軸摺
動型の切換タイプの光ピックアップを用いた光ディスク
装置を説明する概略図である。

【００１４】図１に示されるように、光ディスク装置１
は、モータシャーシ２に固定され、光ディスク（記録媒
体）Ｄを所定の速度で回転させるスピンドルモータ３
と、光ディスクＤの図示しない記録面にレーザビーム
（光ビーム）を照射するとともに記録面で反射されたレ
ーザビームを取り出す光ピックアップ４と光ピックアッ
プ４を光ディスクＤの記録面と平行な方向に移動させる
駆動機構５を有している。なお、駆動機構５は、駆動装
置５の一部を構成であって、光ディスクＤの記録面に沿
って、かつ互いに平行に設けられた一対のガイドレール
５ａ，５ｂにガイドされて、光ディスクＤの半径方向に
往復動される。

【００１５】光ピックアップ４の所定の位置には、光デ
ィスクＤの半径方向と光ディスクＤの記録面と直交する
方向のそれぞれの方向に移動可能に形成されたレンズホ
ルダ７が設けられている。なお、レンズホルダ７の所定
の位置には、互いに異なる開口率（ＮＡ）が与えられて
いる第１および第２の対物レンズ８，９が設けられてい
る。

【００１６】光ピックアップ４において、レンズホルダ
７により覆われる領域には、図２を用いて以下に説明す
る半導体レーザ素子、半導体レーザ素子からのレーザビ
ームを第１および第２の対物レンズ８，９に導く光学要
素、光学要素を経由して対物レンズ８，９により取り込
まれた光ディスクＤの記録面からの反射レーザビームを
受光して、（受光したレーザビーム）の光強度に対応す
る電気信号を出力するフォトディテクタ等が設けられて
いる。

【００１７】図２は、図１に示した光ディスク装置に組
み込まれる光ピックアップの構成の一例を説明する概略
図である。

【００１８】図２に示されるように、レンズホルダ７
は、円筒状で、円筒の一端が平面７ａに形成されてい
る。平面７ａには、第１および第２の対物レンズ８，９
が、平面７ａの中心を軸として、所定の角度および所定
の距離で設けられている。なお、第１の対物レンズ８に
は、ＣＤ−Ｒ（ＣＤタイプで記録可能な）ディスク（厚
さ１．２ｍｍ）向けの開口率が、第２の対物レンズ９に
は、ＤＶＤディスク（厚さ０．６ｍｍ）向けの開口率
が、それぞれ与えられている。また、第１および第２の
対物レンズ８，９（すなわちレンズホルダ７）は、フォ
ーカス制御７ｆおよびトラック制御コイル７ｔならびに
図示しないマグネットからなる回転力発生機構から提供
される推進力により、レンズホルダ７の平面７ａの軸を
中心として以下に説明する切換動作で切り換えられる作
動位置に切換可能な第１および第２の位置に、位置され
ている。

【００１９】レンズホルダ７の軸に平行であって、それ
ぞれの対物レンズ８，９の作動位置にレーザビームを反
射可能な位置には、以下に説明する第１および第２の半
導体レーザ素子からのレーザビームを、上述の作動位置
に位置されている対物レンズ（８または９）に案内する
ミラー１１が設けられている。

【００２０】ミラー１１に所定の波長のレーザビームを
入射可能な位置には、第１の波長のレーザビームを出射
する第１の半導体レーザ素子１２と、第１の波長とは異
なる第２の波長のレーザビームを出射する第２の半導体
レーザ素子１３が設けられている。なお、第１の半導体
レーザ素子１２が放射するレーザビームの波長は、ＤＶ
Ｄディスクに記録されている情報を再生するために、例
えば６５０ｎｍに設定されている。また、第２の半導体
レーザ素子１３が放射するレーザビームの波長は、ＣＤ
−Ｒディスクに情報を記録し、また再生するために、例
えば７８０ｎｍに設定されている。

【００２１】それぞれの半導体レーザ素子１２，１３か
らのレーザビームは、ミラー１１と各半導体レーザ素子
１２，１３との間に設けられ、特定の波長のレーザビー
ムについては概ね全量を反射し、ある波長のレーザビー
ムについては概ね全量を透過させるダイクロイックミラ
ー１４により合成され、または分離される。

【００２２】ダイクロイックミラー１４と第１の半導体
レーザ素子１２との間には、半導体レーザ素子１２から
の発散性のレーザビームをコリメートするコリメートレ
ンズ１５と、半導体レーザ素子１２から光ディスクＤへ
向けられるレーザビームと光ディスクＤの記録層で反射
された反射レーザビームとを、それぞれのレーザビーム
の偏光の方向に基づいて分離するためのアイソレータ１
６が設けられている。なお、アイソレータ１６により分
離された反射レーザビームが、コリメートレンズ１５の
集束性により収束される位置には、反射レーザビームを
検知して光電変換し、ＤＶＤディスクに記録されている
情報として再生するための第１のフォトディテクタ１７
が設けられている。また、コリメートレンズ１５とアイ
ソレータ１６との間には、光ディスクＤで反射された反
射レーザビームの一部を検知して第１の半導体レーザ素
子１２から放射されるレーザビームの光強度をモニタす
る第２のフォトディテクタ１８が設けられている。

【００２３】ダイクロイックミラー１４と第２の半導体
レーザ素子１３との間には、半導体レーザ素子１３から
の発散性のレーザビームをコリメートするコリメートレ
ンズ１９と、半導体レーザ素子１３から光ディスクＤへ
向けられるレーザビームと光ディスクＤの記録層で反射
された反射レーザビームとを、所定の比率で反射し、残
りを透過することで分離するハーフミラービームスプリ
ッタ２０が設けられている。なお、ハーフミラービーム
スプリッタ２０により分離された反射レーザビームが、
コリメートレンズ１９の集束性により収束される位置に
は、反射レーザビームを検知して光電変換し、ＣＤ−Ｒ
ディスクに記録されている情報を再生し、さらに光ディ
スクＤの記録面の記録層および記録層に設けられている
トラック（案内溝）のそれぞれと対物レンズの位置との
相対的な位置関係を、所定の条件内に設定するためのサ
ーボ信号を生成するための第３のフォトディテクタ２１
が設けられている。なお、第２の半導体レーザ素子１３
とハーフミラービームスプリッタ２０との間には、光デ
ィスクＤの記録面で反射されて第３のフォトディテクタ
２１に案内される反射レーザビームの所定の光学特性を
与えるための回折格子２２が設けられている。

【００２４】次に、図２に示した光ピックアップのレン
ズホルダに、第１および第２の対物レンズを固定する手
順を、説明する。

【００２５】図１および図２に示したように、ＤＶＤ向
け対物レンズ９とＣＤ向け対物レンズ８および摺動軸６
を有し、摺動軸６の回りの回転と軸方向の移動（θ方
向）の動作により各レンズ９，８のトラッキングおよび
フォーカシングを制御するよう設計されたレンズホルダ
７を有する光学的情報記録再生装置（光ディスク装置）
１においては、個々の対物レンズ８，９は、図３を用い
て以下に説明するレンズホルダ７の所定の位置に形成さ
れているガイド穴（固定部）７８，７９に、接着による
貼り付け方法により固定されている。

【００２６】図３は、図２に示した光ピックアップに用
いられるレンズホルダの構成を説明する概略図である。

【００２７】図３に示すように、レンズホルダ７は、Ｃ
Ｄ向けの対物レンズ８が固定されるＣＤ用レンズ固定部
７８と、ＣＤ用レンズ固定部７８に対して、摺動軸６を
回転中心として所定の角度、例えば９０°の角度に設け
られたＤＶＤ向けレンズ９用が固定されるＤＶＤ用レン
ズ固定部７９が形成されている。なお、個々のレンズ
８，９は、以下に説明する方法により、対応する固定部
７８，７９に所定の角度および位置関係（相対位置）が
与えられて、接着により固定される。なお、ＣＤ向け対
物レンズ８とレンズホルダ７の固定部７８の位置決めに
は、対物レンズ８の外径とレンズ８の外周の平面部分が
用いられる。また、それぞれの対物レンズ８（９）は、
図１２または図１３を用いて後段に説明する構成と同一
の構成であり、周辺（フランジ）部８０（９０）が一体
に設けられたもので、フランジ８０（９０）の外径８１
（９１）によりレンズホルダ７の固定部７８（７９）の
直径に対して位置決めされ、フランジ８０（９０）の平
面部分８２（９２）によりレンズホルダ７の固定部７８
（７９）の平面部と接触されることで、光軸方向が位置
決めされる。

【００２８】詳細には、図４を用いて以下に説明する計
測装置１０１により、計測装置１０１の撮像装置１４１
の撮像素子１４４に投影されるビームスポットの状態を
モニタ装置１４５，１４６により２段階に切り替えてモ
ニタすることで、個々の対物レンズ８，９を所定の位置
に固定できる。

【００２９】なお、モニタ装置１４５および１４６に映
し出されるビームスポットは、対物レンズ８を通過した
レーザビームと対物レンズ８の光軸が一致した場合に、
図６（ａ）に示すように、中央部の輝度が高く、中央部
の周囲に、同心円状に、概ね均一な間隔で生じるサイド
ローブを伴った状態となる。

【００３０】図４は、計測装置を説明する概略図であ
る。

【００３１】図４に示すように、計測装置１０１は、周
知のマニピュレータ１１２を含み、対物レンズ８または
９を任意の位置に位置させるレンズクランプ機構１１１
と、レンズクランプ機構１１１に対して独立に移動可能
に構成され、対物レンズ９，８が固定されるレンズホル
ダ７を所定の位置に保持するゴニオステージ１２１と、
レンズクランプ機構１１１とゴニオステージ１２１によ
りレンズホルダ７の所定の位置に位置された対物レンズ
９または対物レンズ８を通過して所定の収束性が与えら
れた光源１３１からのレーザビームのビームスポットの
収束状態を撮像してモニタ装置に出力する撮像装置１４
１とを有している。

【００３２】レンズクランプ機構１１１は、マニピュレ
ータ１１２を、対物レンズ８（９）の光軸方向（Ｚ軸方
向）、光軸方向と直交する平面の互いに直交する第１お
よび第２の方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）のそれぞれ
の方向に独立に移動させることのできるＸステージ１１
３、Ｙステージ１１４およびＺステージ１１５を有し、
マニピュレータ１１２のアームにより保持されている対
物レンズを、ゴニオステージ１２１に保持されているレ
ンズホルダ７の固定部７８（７９）に対して、所定の角
度（傾き）および相対位置に、位置させる。

【００３３】ゴニオステージ１２１は、図示しないレン
ズホルダ保持機構により保持されている（光ピックアッ
プ４の）レンズホルダ７を、光軸方向（Ｚ軸方向）、Ｚ
軸方向と直交する平面で相互に直交する第１および第２
の方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に移動可能に支持す
るもので、光ピックアップ４の組立工程において、作業
者によりレンズホルダ７が図示しないレンズホルダ保持
機構にセットされた後、撮像装置１４１の撮像領域すな
わちマニピュレータ１１２の近傍の所定の位置に移動さ
れる。これにより、レンズホルダ７が対物レンズ９また
は８の近傍に位置される。なお、レンズホルダ７は、レ
ンズホルダ保持機構に保持された状態で光源１３１の近
傍に設けられている調整台１２２上にセットされる。

【００３４】撮像装置１４１は、対象物である対物レン
ズ８および９のそれぞれに対応したＮＡが与えられてい
る第１および第２の対物レンズ１４２，１４３と、いず
れかの対物レンズを通過した光源１３１からのレーザビ
ームのビームスポットを撮像する撮像素子１４４と、撮
像素子１４４により撮像されたビームスポットを表示す
る低解像度のモニタ装置１４５と、同高解像度のモニタ
装置１４６とにより構成されている。なお、２つの対物
レンズ１４２，１４３は、詳述しない回動機構（リボル
バー）により、光源１３１からのレーザビームが入射可
能な計測位置と一方のレンズが計測位置に位置されてい
る場合に位置される待避（非計測）位置とに、切り替え
られる。また、撮像素子１４４に案内されるビームスポ
ット形状は、対物レンズ８の中心軸と光軸とのなす角度
に依存して変化される。

【００３５】次に、図４に示した計測装置を用いて、レ
ンズホルダに第１および第２の対物レンズを固定する手
順を、詳細に説明する。

【００３６】図４に示した計測装置１０１のゴニオステ
ージ１２１の調整台１２２の所定の位置に、レンズホル
ダ保持機構により保持されているレンズホルダ７を、セ
ットする。

【００３７】この状態で、レンズホルダ７を摺動軸６に
対して、図５に示すように所定の位置関係となるよう
に、例えば摺動軸６との隙間、底面高さ、および側面隙
間（円周）等の位置関係を調整して、位置決めする。

【００３８】次に、レンズホルダ７のマニピュレータ１
１２のアームに、ＣＤ向け対物レンズ８をセットし、撮
像装置１４１の一方の対物レンズ（ここでは、ＣＤ向け
のレンズ１４２）を通過した光源１３１からのレーザビ
ームのビームスポットを撮像素子１４４により撮像す
る。

【００３９】このとき、低解像度モニタ１４５によりレ
ーザビームが対物レンズ８を通過していることを目視に
て確認し、高解像度モニタ１４６に切り替えて、図６
（ａ）に示すように、中央部の輝度が高く、中央部の周
囲に、同心円状に、概ね均一な間隔で生じるサイドロー
ブを伴った状態でビームスポットがモニタできるよう
に、対物レンズ８の傾きおよび位置を、マニピュレータ
１１２により設定する。

【００４０】このとき、対物レンズ８の位置および傾き
が存在する場合、例えば図６（ｂ）ないし図６（ｇ）に
示すような中央部の変形（真円から楕円への変形）とサ
イドローブの数および方向に偏りが生じることから、高
解像度モニタ１４６の映像を目視しながらマニピュレー
タ１１２の傾きおよび位置を最適な傾きおよび位置に設
定することで、対物レンズ８を通過するレーザビームの
ビームスポットが変形することのない位置に、容易に位
置させることができる。なお、図６（ｂ）は、対物レン
ズ８が摺動軸６と平行な方向（タンジェンシャル（Ｔａ
ｎ）方向）に対して１０分（´、すなわち１０／６０
度）傾いた状態を、図６（ｃ）は、対物レンズ８が摺動
軸６と平行な方向に２０分傾いた状態を、図６（ｄ）
は、対物レンズ８が摺動軸６と平行な方向に３０分傾い
た状態を、それぞれ示している。また、図６（ｅ）は、
対物レンズ８が摺動軸６を軸中心として回転した方向
（ラジアル（Ｒａｄ）方向）に対して１０分（１０／６
０度）傾いた状態を、図６（ｆ）は、対物レンズ８が摺
動軸６を軸中心として回転した方向に２０分傾いた状態
を、図６（ｆ）は、対物レンズ８が摺動軸６を軸中心と
して回転した方向に３０分傾いた状態を、それぞれ示し
ている。

【００４１】このようにして、対物レンズ８とレンズホ
ルダ７の位置を決め、続いて、ＣＤタイプの光ディスク
を再生する際に用いる波長と同一の波長のモニタ光を、
再生時と概ね同一の方向および精度でＣＤ向け対物レン
ズ８に照射する。

【００４２】このモニタ光を、撮像装置１４１の対応す
る対物レンズ１４２により撮像装置１４４に案内して撮
像し、得られたビームスポットの形状をモニタする。例
えば、対物レンズ８に入射するモニタ光の強度が均一
で、レンズ８の中心軸と光軸が一致した場合、スポット
形状（強度分布）は、図６（ａ）に示したように、中心
対称で、サイドローブが、中心部と同心円状に発生す
る。なお、対物レンズ８に入射したモニタ光の中心軸
が、光軸に対して傾くと、図６（ｂ）〜図６（ｇ）に示
したように、傾きに応じて、スポット形状の対象性が崩
れる。

【００４３】従って、撮像装置１４１の撮像素子１４４
に投影されるスポット形状をモニタすることにより、モ
ニタ光に対する対物レンズ８の傾きの大小および方向を
検知できる。

【００４４】次に、ゴニオステージ１２１の調整台１２
２の傾きを調整して、レンズホルダ７を保持しているレ
ンズホルダ保持機構の角度を、先に説明した対物レンズ
８の固定のための撮像装置１４１の撮像素子１４４で撮
像されたスポット形状の対称性をモニタする方法によ
り、調整する。

【００４５】続いて、レンズホルダ７を、摺動軸６を中
心軸として回転させ、ＤＶＤ向けの対物レンズ９を保持
するレンズ固定部７９が、モニタ光線の光束内に入るよ
うに位置決めし、固定する。このとき、モニタに用いる
モニタ光線の波長を、ＤＶＤ向けの光ディスクを再生す
る際に用いる波長と同一の波長の平行光に切り換え、そ
の光軸を、ＣＤ用の対物レンズ８を位置決めする際に用
いたモニタ光の光軸と同等（以上）の所定の精度で一致
するように予め調整しておく。なお、スポット形状をモ
ニタするモニタ系の対物レンズも、ＤＶＤ測定用のもの
を用いる（計測装置１０１の撮像装置１４１の対物レン
ズを、ＣＤ向けの対物レンズ１４２からＤＶＤ向けの対
物レンズ１４３に切り換える）。

【００４６】詳細には、ゴニオステージ１２１の調整台
１２２の所定の位置にレンズホルダ７を位置させ、マニ
ピュレータ１１２を用いて、ＤＶＤ向けの対物レンズ９
を、図７（ａ）に示すように、レンズホルダ７のＤＶＤ
用レンズ固定部７９の軸上に位置させて、対物レンズ１
４３を通過して撮像素子１４４に投射されたスポット形
状をモニタしながら、マニピュレータ１１２とゴニオス
テージ１２１とによりモニタ光の光軸と垂直方法（Ｘ−
Ｙ方向）および光軸方向（Ｚ方向）に平行移動し、さら
に光軸方向の傾きを調整して、対物レンズ９をモニタ光
線の光束内に位置させて、レンズホルダ７を所定の固定
位置に近接させる（このとき、ＤＶＤレンズ９の一部が
レンズホルダ７の固定部７９と接触しても調整されたＤ
ＶＤレンズの角度が保持されていればよい）。

【００４７】この状態で、紫外線硬化型接着剤を用い
て、ＤＶＤレンズ９をレンズホルダ７のレンズ９固定部
７９に接着して固定する（図７（ｂ）参照）。

【００４８】なお、上述したスポット形状をモニタする
装置（計測装置１０１）は、「光学ピックアップスポッ
ト評価装置」等の名称で市販されているもので、光ピッ
クアップ４すなわち光ヘッドから放射された光が光ディ
スクの基板と同等の光学特性および厚さを有する基板を
通過して（基板の反対側の面に）集光したスポットの形
状（集光点における測定系光軸と垂直な面での光の強度
分布）をモニタできるものである。

【００４９】光学ピックアップスポット評価装置は、実
質的に顕微鏡とほぼ同じであるが、測定系の対物レンズ
と対象物（光ヘッド）との間に、光ディスク基板と同等
の光学特性および厚さを有する透明基板が設置される
（設置可能な）点が異なる。

【００５０】なお、計測装置１０１では通常、測定対象
である対物レンズのＮＡよりもＮＡの大きな（高い）対
物（計測）レンズが用いられる。すなわち、ＮＡが対象
物よりも小さい（低い）計測レンズであると、対象物で
ある対物レンズからの収束光の一部がカットされ（絞り
が入った状態となり）、測定対象である対物レンズの集
光スポット形状を正しく観測できないためである。

【００５１】ところで、ＤＶＤ用の対物レンズのＮＡは
通常０．５以上であり、評価装置１０１の対物レンズ
（顕微鏡用対物レンズ）のＮＡは、０．５５以上である
ことが望ましいが、ＮＡが大きくなると市販されている
焦点距離の長い顕微鏡用の対物レンズの種類は少なくな
り、高価となる（高価ではあるが、ＮＡが０．５５以上
で焦点距離が５ｍｍを越える仕様のものが「長作動距離
対物レンズ」等の名称で市販されている）。

【００５２】多少高額となっても、この発明の実施の形
態の評価装置１０１の顕微鏡用対物レンズの焦点距離
は、５ｍｍ以上あることが望ましい。その理由は、測定
対象の対物レンズにより形成されたスポットをモニタす
る際に、評価装置１０１の対物レンズと光ピックアップ
４の対物レンズ（ＤＶＤ用レンズ）を、両者の焦点距離
の「和」程度に近接させる必要があり、この距離が短い
と、この間に挿入する光ディスク基板と同等の厚さの透
明基板とＤＶＤ用レンズ９またはＤＶＤ用レンズ９を保
持するマニピュレータとが干渉する危険性が生ずるから
である。

【００５３】なお、上述した実施の形態においては、図
７（ａ）に示したように、ＤＶＤ用レンズ９の角度を調
整する際に、レンズ９をレンズホルダ７に接触させない
で調整している。

【００５４】図８および図９は、図７（ａ）および図７
（ｂ）に示したＤＶＤ向けレンズをレンズホルダに固定
するための別の実施の形態を説明する概略図である。

【００５５】図８に示すように、ＤＶＤ向けの対物レン
ズ９をレンズホルダ７に固定する際に、ＤＶＤ用レンズ
９のレンズホルダ７の固定部７９に接触する方の面の球
面に近い曲面を利用して傾き調整することができる。す
なわち、対物レンズ９のレンズホルダ７側の面は、概ね
球面であるから、レンズホルダ７の固定部７９の軸方向
の内面（内周側）を円錐面とすることで、レンズ９の重
量と球面による調芯作用により、レンズ９をレンズホル
ダ７の固定部７９に、光軸が中心を通るよう配置するこ
とができる。

【００５６】なお、図９に示すように、ＤＶＤ用レンズ
９の外表面部分に、光学的な目的ではなく、角度調整
（調芯）の目的で曲面部分９９を設けて、この曲面部分
９９と固定部７９とによる調芯効果を利用してもよい。

【００５７】詳細には、図８に示すように、レンズホル
ダ７の固定部７９に設けられている絞りの役割をする円
形の開口穴（内面の直径）７９−１（開口穴７９−１の
中心軸は、一般にモニタ光の光軸と記録再生時のレーザ
ビームの光軸と同一になるよう設計されている）は、一
般に対物レンズ９の光学的な有効径（光を絞ることので
きる直径に相当）よりも小さいので、開口穴７９−１の
縁に、レンズ９の曲面が接触するようにして、レンズ９
をレンズホルダ７に押しつけながらレンズ９を開口穴７
９−１の中心軸に垂直な平面のＸ−Ｙ方向に動かすこと
により、ＤＶＤ用レンズ９の角度（レンズの中心軸と開
口穴の中心軸のなす角度）を調整する。

【００５８】このとき、レンズ９をレンズホルダ７の固
定部７９に押しつけるカは、レンズ９とレンズホルダ７
の摩擦でスムーズな動きが妨げられない程度、またはレ
ンズ９、レンズホルダ７および調整機構等を変形させな
い程度の微量な力であることが望ましい。

【００５９】なお、対物レンズ９がＸ−Ｙ方向に必要以
上に変位することを防ぐために、図１０に示すように、
図３に示したレンズホルダ７の固定部７９の軸方向に同
心円の円筒状のストッパ部７９−２を設けることで、作
業性が向上する。

【００６０】また、図８に示したこの方法で対物レンズ
９の傾きを調整する場合、「対物レンズ９の傾き調整＝
レンズのＸ−Ｙ−Ｚ調整」となるため、傾きを調整をし
た後に、改めてＸ−Ｙ−Ｚを調整する必要がなくなるた
め、先に説明した方法に比べて作業効率がよくなる。

【００６１】図１１は、図８に示したＤＶＤ用対物レン
ズをレンズホルダの固定部に固定する方法の別の実施の
形態を説明する概略図である。

【００６２】図１１に示すように、レンズホルダ７のＤ
ＶＤ向けレンズ固定部７９の開口穴７９−１とレンズ９
が接する部分を、皿モミ（テーパ）、三角錐面あるいは
四角錐面等の斜面７９−３として、斜面７９−３によ
り、レンズ９の外周（外縁）部分を支持する。

【００６３】詳細には、斜面７９−３でレンズ９を支持
した状態でレンズ９を、斜面７９−３（レンズホルダ
７）に押しつけながらレンズ９を開口穴７９−１の中心
軸に垂直な平面のＸ−Ｙ方向に動かすことにより、レン
ズ９の角度（レンズの中心軸と開口穴の中心軸のなす角
度）を調整できる。なお、このとき、レンズ９をレンズ
ホルダ７に押しつける力は、レンズ９とレンズホルダ７
の摩擦でレンズ９のスムーズな動きが妨げられない程
度、あるいはレンズ９、レンズホルダ７および調整機構
を変形させない程度の微量なカであることが望ましい。

【００６４】このとき、レンズ９がＸ−Ｙ方向に必要以
上に変位することを防ぐための円筒状のストッパ７９−
２をレンズホルダ７に設けることで作業性が向上でき
る。

【００６５】図１２は、図８または図１１に示したＤＶ
Ｄ向けの対物レンズを保持するレンズホルダの固定部の
別の実施の形態を説明する概略図である。

【００６６】図１２に示されるように、レンズホルダ７
のＤＶＤ用レンズ固定部７９の円筒状のストッパ７９−
２には、マニピュレータ１１２のアームが挿入されるた
めの、複数の切り欠き７９−４が設けられている。な
お、切り欠き７９−４は、レンズホルダ７のレンズ固定
部７９の開口部７９−１に斜面７９−３を設けた構造と
した場合に、対物レンズ９を固定部７９の円筒状のスト
ッパ７９−２の周囲の任意の位置であって、図１２に示
す例では左右から、マニピュレータ１１２のアームが挿
入される（レンズ９をレンズホルダ７に固定した後マニ
ピュレータ１１２のアームを逃がす）ために有益であ
る。なお、切り欠き７９−４の数は、マニピュレータ１
１２のアームをレンズ９の側面の２方向以上から入れら
れるよう（離脱可能）に、２カ所以上設けることが望ま
しい。

【００６７】この構造により、ＤＶＤ用対物レンズ９の
ＮＡおよび計測装置１０１の撮像装置１１１のＤＶＤ用
対物レンズ１１３のＮＡがともに比較的大きく、撮像装
置１１１によりビームスポットを監視中に両レンズ間の
距離が１０ｍｍ以下まで接近する場合に、ＤＶＤディス
ク相当の透明基板が挿入されたとしても、レンズ９の傾
角を調整するためのマニピュレータ１１２のアームをレ
ンズ９の側面方向から、容易に挿入および離脱可能とす
る。なお、この方法で対物レンズ９の傾きを調整する場
合も、レンズ９の傾き調整は、「Ｘ−Ｙ−Ｚ調整」とな
るため、傾き調整をした後に、改めてＸ−Ｙ−Ｚを調整
する必要がなくなる。

【００６８】また、図１２に示した構成とは別に、例え
ば計測装置１０１のＤＶＤ用の対物レンズ１１３の直径
を大きくする等の方法により、計測装置１０１の対物レ
ンズ１１３とＤＶＤ用対物レンズ９との間の間隔を大き
くできる場合には、図８または図１１に示した構成にお
いて、対物レンズ９の外周（外縁）部分に、光軸と平行
な方向に力を加えることによりレンズの傾きを調整する
機構としてもよい。

【００６９】なお、図８、図１１および図１２に示した
方法によれば、図７（ａ）および図７（ｂ）に示した方
法に比較して、例えばレンズホルダ７の固定部７９の斜
面７９−２の角度（傾斜）を適当に選ぶことができるこ
とで、Ｘ−Ｙ方向の変位量に対する傾きの変化量α（Ｘ
−Ｙ方向の単位変位量に対するＤＶＤ向け対物レンズ９
の傾き変化量）を、作業性に応じて適当に選択すること
ができる（αが大きすぎると、Ｘ−Ｙの変位に対してＤ
ＶＤレンズ９は過敏に傾くため、調整が困難となる。逆
の場合は、Ｘ−Ｙの変位に対してＤＶＤレンズ９の傾き
が鈍感になり、必要以上に調整に時間を要することにな
る）。

【００７０】また、マニピュレータ１１２で傾角を調整
する対物レンズ９は、例えば図１３または図１４を用い
て以下に説明するように、１ピースである必要はなく、
複数のパーツからなるレンズでもよい。

【００７１】図１３は、２以上の構成部材からなる対物
レンズの第１の実施の形態を説明する概略図である。

【００７２】図１３に示すように、ＤＶＤ用の対物レン
ズ９は、平坦なガラスプレート９ａに、光学特性を担う
２つの部材（レンズ部分）９ｂ，９ｃが中心を合わせた
状態で上下方向から接合されたものである。なお、図１
４（第２の実施の形態）に示すように、レンズ部分９ｂ
に、フランジ状の平面部分を有するリング９ｄが一体に
形成されてもよい。

【００７３】以上説明したように、この発明によれば、
軸摺動タイプの光ピックアップにおいて、ＤＶＤタイプ
のディスク用のＮＡを有する対物レンズとＣＤタイプの
ディスク用のＮＡを有する異なる２つの対物レンズの相
対傾角（それぞれの軸中心に対する傾き量）を、所定の
範囲に抑えることができる。これにより、トラックエラ
ーやクロストークが低減され、個々の光ディスクから安
定に情報を再生できる。また、ＣＤタイプの光ディスク
に情報を記録するために、高い位置精度が求められるレ
ンズホルダへの対物レンズの固定作業において、歩留ま
りが向上し、光ピックアップ全体のコストが低減され
る。

【００７４】なお、２つの対物レンズをレンズホルダの
摺動軸に対して所定の範囲の角度に収めることにより、
サーボ系の動作量が低減されることから、フォーカス制
御時やトラック制御時の収束時間（対物レンズを所定の
位置に位置させるための所要時間）が短縮されて、シー
ク速度が向上される。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ピッ
クアップの製造方法により組み立てられられた光ピック
アップは、ＤＶＤタイプのディスク用のＮＡを有する対
物レンズとＣＤタイプのディスク用のＮＡを有する異な
る２つの対物レンズの相対傾角を、所定の範囲に抑える
ことができる。

【００７６】これにより、レンズホルダへの対物レンズ
の固定作業において、歩留まりが向上し、光ピックアッ
プ全体のコストが低減される。また、対物レンズを所定
の位置に位置させるためのサーボ系が簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である光ピックアップが
組み込まれる光ディスク装置を示す概略図。

【図２】図１に示した光ディスク装置の光ピックアップ
を構成する要素を説明する概略図。

【図３】図２に示した光ピックアップのレンズホルダを
示す概略図。

【図４】図３に示したレンズホルダに対物レンズを固定
するための計測装置を説明する概略図。

【図５】図２に示した光ピックアップの傾きおよび回転
を説明する概略図。

【図６】図４に示した計測装置の撮像素子により撮像さ
れるビームスポット形状の例を説明する概略図。

【図７】図２に示した光ピックアップのレンズホルダ
に、第２の対物レンズを固定する方法を説明する概略
図。

【図８】図３に示したレンズホルダのレンズ保持部の構
成の一例を説明する概略図。

【図９】図３に示したレンズホルダのレンズ保持部の構
成の一例を説明する概略図。

【図１０】図３に示したレンズホルダのレンズ保持部の
構成の一例を説明する概略図。

【図１１】図３に示したレンズホルダのレンズ保持部の
構成の一例を説明する概略図。

【図１２】図３に示したレンズホルダのレンズ保持部の
構成の一例を説明する概略図。

【図１３】図２に示した光ピックアップに用いられる対
物レンズの構成の一例を説明する概略図。

【図１４】図２に示した光ピックアップに用いられる対
物レンズの構成の一例を説明する概略図。

【符号の説明】

１・・・光ディスク装置、２・・・モータシャーシ、３・・・スピンドルモータ、４・・・光ピックアップ、７・・・レンズホルダ、８・・・対物レンズ（ＣＤ用）、９・・・対物レンズ（ＤＶＤ用）、７８・・・ＣＤ向けレンズ固定部、７９・・・ＤＶＤ向けレンズ固定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠田昌幸神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (72)発明者春日郁夫長野県諏訪郡下諏訪町5329番地株式会社三協精機製作所内 (72)発明者翁稔彦長野県諏訪郡下諏訪町5329番地株式会社三協精機製作所内 (72)発明者柳澤克重長野県諏訪郡下諏訪町5329番地株式会社三協精機製作所内 (72)発明者堀田徹長野県諏訪郡下諏訪町5329番地株式会社三協精機製作所内Ｆターム(参考） 5D119 AA38 BA01 EB03 JA43 JC03 JC05 JC07 NA01 PA04 PA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の開口数を有する第１の対物レンズを
レンズホルダに固定し、前記第１の対物レンズと開口数の異なる第２の対物レン
ズを、前記第２の対物レンズの光路内における中心軸と
前記第１の対物レンズの光路内における中心軸との角度
の差をモニタして前記第２の対物レンズの角度を調節
し、前記第１および第２のレンズの相対傾角が所定の値より
も小さくなるよう調整し、接着固定することを特徴とする光学的情報記録再生装置
の光ピックアップの製造方法。
【請求項２】所定の平行光線と同一の光軸を有する光学
的検出系において、所定の開口数を有する第１の対物レ
ンズとこの第１の対物レンズと開口数の異なる第２の対
物レンズを所定の順で、前記平行光線上に挿入し、前記
いずれかの対物レンズの中心軸と前記光軸のなす角度に
応じて変化するビームスポットを撮像手段により撮像
し、前記撮像手段に撮像されたビームスポットの状態が前記
平行光線の光軸に一致するよう個々の対物レンズの傾き
および位置を調整することを特徴とする光学的情報記録
再生装置の光ピックアップの製造方法。
【請求項３】所定の平行光線と同一の光軸を有する光学
的検出系において、所定の開口数を有する第１の対物レ
ンズとこの第１の対物レンズと開口数の異なる第２の対
物レンズを所定の順で、前記平行光線上に挿入し、前記
いずれかの対物レンズの中心軸と前記光軸のなす角度に
応じて変化するビームスポットを撮像手段により撮像
し、レンズホルダに固定され、前記平行光線の光路内に挿入
された前記第１の対物レンズの中心軸を、前記撮像手段
により撮像されたスポット形状をモニタしながら、前記
レンズホルダを固定している水平方向移動部材により水
平方向の位置を設定し、前記撮像手段の光軸に対する前記レンズホルダとの相対
的な角度を調整して前記第１の対物レンズの光軸と前記
平行光線の光軸とを所定の精度で一致させ、前記レンズホルダを前記第１の対物レンズの中心軸と平
行な回転軸のまわりを回転させ、あるいは前記第１の対
物レンズの中心軸と垂直な方向に前記レンズホルダを平
行移動することにより、前記第２の対物レンズを保持す
べき前記レンズホルダの固定部を前記平行光線の光路内
に移動し、前記平行光線の光路内に前記第２の対物レンズを挿入
し、前記撮像手段で検出されるスポット形状をモニタし
ながら前記平行光線内で独立して前記第２の対物レンズ
の角度を所定の範囲で変化させて前記第２の対物レンズ
の角度を調整し、前記第２の対物レンズを前記レンズホルダに固定するこ
とを特徴とする光学的情報記録再生装置の光ピックアッ
プの製造方法。
【請求項４】前記第２の対物レンズと前記レンズホルダ
は、非接触、あるいは１点のみ接触し、前記第２の対物
レンズは、接着剤により前記レンズホルダに固定される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
光ピックアップの製造方法。
【請求項５】前記レンズホルダの前記第２の対物レンズ
の接触部分と前記第２の対物レンズを、前記第２の対物
レンズの球面部分で接触させ、前記第２の対物レンズを
前記レンズホルダに押しつけながら前記光軸に対して垂
直方向に、前記レンズホルダと相対的に動かすことによ
り、前記第２の対物レンズの中心軸と前記光軸の相対角
度を制御することを特徴とする請求項２記載の光ピック
アップの製造方法。
【請求項６】前記レンズホルダの前記第２の対物レンズ
との接触部分は、前記第２の対物レンズの外径部分を傾
斜面で受ける構造を有し、前記第２の対物レンズを前記
レンズホルダに押しつけながら、前記光軸に対して垂直
な方向に前記レンズホルダと相対的に動かすことによ
り、前記第２の対物レンズの中心軸と前記光軸との相対
角度を制御することを特徴とする請求項２記載の光ピッ
クアップの製造方法。
【請求項７】前記レンズホルダの外周面の一部が他の領
域に比べて開放された形状のレンズホルダを用いること
を特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の光ピ
ックアップの製造方法。
【請求項８】前記レンズホルダは、前記第２の対物レン
ズが必要以上に変位することを防ぐためのバリア構造を
有することを特徴とする請求項４ないし６記載の光ピッ
クアップの製造方法。
【請求項９】前記レンズホルダの前記第２の対物レンズ
との接触部分の近傍には、前記第２の対物レンズの傾角
を調整可能とする工具が設置可能な空間が設けられてい
ることを特徴とする請求項８記載の光ピックアップの製
造方法。