JP3350146B2 - 対物レンズ傾き調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置，光磁
気ディスク装置等、光学的ピックアップ方式を採用した
情報機器に適用される対物レンズの光軸の傾き調整を行
うための対物レンズ傾き調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報記録媒体の法線方向に対する
対物レンズの光軸の傾き調整、すなわちチルト調整につ
いては、対物レンズを装着した対物レンズ駆動装置(以
下、ＡＣＴと称す)全体をチルト調整する方式と、ＡＣ
Ｔボビンに対して対物レンズをチルト調整する方式と２
通りが提案されている。

【０００３】ＡＣＴ全体のチルト調整および対物レンズ
のチルト調整両方式の共通点の１つに、光スポットの形
状をＣＣＤカメラ等でモニタし、形状や強度分布を整え
ることでチルト調整を行うという点がある。

【０００４】図10はＡＣＴ全体のチルト調整について説
明するための説明図であり、101は光学ブロック、102は
対物レンズ、103は対物レンズ102を載置したボビン、10
4はボビン103をフォーカシングおよびトラッキング方向
に移動可能に支持するＡＣＴベース、105はＡＣＴベー
ス104の下部に形成した球面座、106はＡＣＴベース104
を光学ブロック101に固定する傾き調整ねじ、107はＸＹ
Ｚ軸ステージ、108はレーザダイオード、109はＬＤ電
源、110は光スポットのモニタ用対物レンズ、111はＣＣ
Ｄカメラ、112はＣＲＴ、113はＣＲＴ112に映し出され
た光スポット、114は一次リング、115は光強度分布を示
す。

【０００５】次に、調整方法について説明する。まず、
光学ブロック101にＡＣＴベース104の球面座105を合わ
せ、傾き調整ねじ106で仮組みする。次に、この光学ブ
ロック101をＸＹＺ軸ステージ107に固定し、さらに光学
ブロック101のレーザダイオード108とＬＤ電源109とを
接続し、レーザダイオード108を点灯させる。そして、
ＸＹＺ軸ステージ107またはモニタ用対物レンズ102を矢
印Ａ方向へ調整し、光スポットをＣＲＴ112の画面に映
し出す。さらにまた、ＣＲＴ112の画面上の光スポット1
13の一次リング114の形状および強度分布115により、対
物レンズ102の傾き量を調べ、傾き調整ねじ106を回転す
ることにより、チルト調整を行う。

【０００６】図11はＡＣＴボビンに対して対物レンズを
チルト調整する方式についての説明図である。なお、図
10に示した部材と同一の部材には同一の符号を付した。

【０００７】図11において、120は、対物レンズ102を保
持し、かつ下面が球面上であるセル、121はセル120を保
持するＡＣＴボビン、122はＡＣＴボビン121を支持する
ＡＣＴベース、123はＡＣＴベース122を光学ブロック10
1に固定する固定ねじ、124は板状のスプリング、125は
スプリング124の一端を固定する傾き調整ねじを示す。
なお、スプリング124の他端は自由端であり、セル120上
面に当接し、かつ押圧する。また、このスプリング124
は３箇所に設けられている。

【０００８】次に調整方法について説明する。まず、セ
ル120の上面に、スプリング124の他端を当接させ、３点
で押圧する。次に、図示しないＡＣＴフォーカシングコ
イルにＤＣ電圧を印加し、ＡＣＴボビン121を図中Ｂ方
向への推力を発生させる。そして、その状態で３箇所の
傾き調整ねじ125をＣＲＴ112で光スポットの形状をモニ
タしながら回転することによりチルト調整を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記ＣＲＴ112でモニ
タしながらチルト調整を行うスポットモニタ方式によれ
ば、光スポットを約１万倍に拡大してＣＲＴ112画面に
映し出している。すなわち、ＣＲＴ112画面のモニタ範
囲は約30μm×30μmとなる。

【００１０】このようにモニタ範囲が大変小さいため
に、ＡＣＴボビンの振動やＡＣＴボビンの自重による位
置ずれ等の要因により、チルト調整時に対物レンズが光
軸に対して直交する方向へスポットがずれてしまうと、
ＣＲＴ112画面上から光スポットが飛んでしまい、対物
レンズの傾き調整ができなくなるという問題が生じる。

【００１１】また、拡大倍率が大きいため、一度ＣＲＴ
画面上から光スポットが飛んでしまうと、同じ倍率では
スポットをＣＲＴ画面上に映し出すことが非常に困難と
なり、モニタ用の対物レンズの拡大倍率を低倍率のもの
に交換しなければ、光スポットの位置が判断できないた
めに、チルト調整の作業性を困難なものとしている。

【００１２】本発明は、このような課題を解決し、スポ
ットモニタ方式によらない方法で、かつ正確なチルト調
整が可能な対物レンズ傾き調整装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は下記の構成を有する。 (1) 対物レンズを保持する保持手段と、この保持手段を
備え、かつ前記対物レンズの主点を中心に前記対物レン
ズを傾ける調整手段と、トラック溝を有し、かつ前記対
物レンズの集光点近傍に設けた原板と、この原板を保持
し、かつフォーカシングまたはトラッキング方向に前記
原板を駆動する２軸アクチュエータと、前記対物レンズ
に対向し、かつ前記２軸アクチュエータとの間に前記対
物レンズを位置付けるように設けた基準ピックアップ
と、前記２軸アクチュエータおよび前記基準ピックアッ
プを制御する制御手段とを備え、前記調整手段の操作に
より、前記対物レンズの光軸を、情報記録媒体の法線方
向に一致するように調整することを特徴とする。

【００１４】(2) (1)の構成において、対物レンズ駆動
装置を保持し、さらにこの対物レンズ駆動装置を対物レ
ンズと基準ピックアップとの間で、かつ前記対物レンズ
の光軸上に位置付け、光軸方向に移動させる前記対物レ
ンズ駆動装置の保持手段と、前記対物レンズ近傍に位置
付け、かつ前記対物レンズ固定用の紫外線硬化接着剤に
紫外線を照射する紫外線照射装置とを備えたことを特徴
とする。

【００１５】(3) 上面に形成された対物レンズの装着部
と、下面に形成された凸状の球面座と、外周に形成さ
れ、かつ前記保持手段に係合する鍔とを備えた対物レン
ズホルダを介して、保持手段に対物レンズが保持される
ことを特徴とする。

【００１６】

【００１７】(4) (3)の構成において、球面座に接着剤
流入用の縦溝を設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】前記構成によれば、次に記載する作用が生ず
る。

【００１９】(1)の構成によれば、対物レンズが情報記
録媒体の法線方向に対して傾くと、トラッキングエラー
(以下、ＴＲエラーと称す)信号が低下する現象を対物レ
ンズの傾き調整に利用したものであり、原板をＴＲ方向
に振動させると、対物レンズによって集束させた光がこ
の原板で反射し、基準ピックアップに送られ、この基準
ピックアップより発生したＴＲエラー信号をモニタす
る。そして、ＴＲエラー信号の振動が最大になるように
対物レンズの傾きを調整する。このため、傾き調整によ
って対物レンズの主点の位置がずれたとしても、サーボ
回路の制御により原板側が光スポットの位置に追従して
くるため、ＴＲエラー信号は常に安定して得られる。

【００２０】(2)の構成によれば、傾きを調整した後
に、対物レンズを対物レンズ駆動装置の方向に移動さ
せ、紫外線照射により紫外線硬化接着剤を硬化させるこ
とにより、傾きを調整した状態を保ちながら対物レンズ
を対物レンズ駆動装置に接着することができる。

【００２１】(3)の構成によれば、対物レンズホルダの
鍔を保持手段に係合させることで、対物レンズを強固に
保持することが可能となる。また、対物レンズホルダの
下面が球面であるため、対物レンズ駆動装置における対
物レンズホルダの装着部に対して、対物レンズホルダ
を、傾きを調整した状態を保ちながらフィットさせるこ
とが可能になる。

【００２２】

【００２３】(4)の構成によれば、対物レンズホルダと
セルとの接触面積が小さくなるため、摩擦力が低減で
き、スムーズな嵌合が可能となる。また同時に、対物レ
ンズホルダをセルに接着する場合、接着剤が溝に流れ込
むため、接着剤のはみ出しによる対物レンズ表面への接
着剤付着が防止できる。また、溝に接着剤が充填された
状態となるため、強固な接着が可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。

【００２５】図１は本発明の対物レンズ傾き調整装置の
実施例におけるシステムの概略を示す説明図であり、１
は対物レンズ、２は、対物レンズ１を保持し、フォーカ
シングおよびトラッキング動作を行うＡＣＴ、３は対物
レンズ１にレーザ光を導く光学系を備えた基準ピックア
ップを示す。前記した対物レンズ１，ＡＣＴ２，基準ピ
ックアップ３を一体にすることで光ピックアップが構成
される。この光ピックアップによる情報の記録／再生動
作については、本発明には直接関係しないので、ここで
は説明を省略する。

【００２６】４は基準ピックアップ３を載置する基準ス
テージ、５はＡＣＴ２を載置するＸ軸ステージを示し、
このＸ軸ステージ５は図中Ｘ方向に移動可能である。６
はＺ軸ステージを示し、このＺ軸ステージ６は、固定体
６aと移動体６bとにより構成されている。７は回転ステ
ージを示し、この回転ステージ７は移動体６b上に載置
され、図中Ｃ方向に回転可能である。８はゴニオステー
ジを示し、このゴニオステージ８は、回転ステージ７上
に載置され、図中Ｄ方向に回動可能である。９は対物レ
ンズ１を保持する保持手段である対物レンズクランパ
(以下、ＯＬクランパと称す)を示し、このＯＬクランパ
９はゴニオステージ８上に設けられている。

【００２７】なお、回転ステージ７の回転軸上には、Ｏ
Ｌクランパ９によって支持された対物レンズ１の主点が
位置し、またゴニオステージ８の回動中心と前記主点と
が一致するように、Ｚ軸ステージ６に対して回転ステー
ジ７，ゴニオステージ８、さらにＯＬクランパ９が設け
られている。

【００２８】10は自動ステージを示し、この自動ステー
ジ10は図中Ｘ−Ｙ方向に移動可能である。この自動ステ
ージ10上には微調整機構11が載置されており、さらにそ
の上には、長尺のステージ12が載置されている。また、
13は２軸アクチュエータ、14は原板を示し、前記２軸ア
クチュエータ13はステージ12上に載置され、さらに前記
原板14を２軸方向、すなわちＴＲ方向とフォーカシング
方向(以下、ＦＣ方向と称す)に振動可能に支持する。

【００２９】15は、対物レンズ１の近傍に配置され、対
物レンズ１に紫外線を照射する紫外線(ＵＶ)照射装置、
16は２軸アクチュエータ13等を制御する制御手段である
サーボ回路を示す。このサーボ回路16には、さらに基準
ピックアップ３，オシロスコープ17，ファンクションジ
ェネレータ18，エキササイザ19等が接続されている。

【００３０】図２は対物レンズおよび対物レンズホルダ
の構成図であり、図３は図２の斜視図である。

【００３１】図２に示すように、対物レンズホルダ(以
下、ＯＬホルダと称す)20は、中央部に形成された貫通
孔20aと、この貫通孔20aの上部の縁に形成された対物レ
ンズ１の装着部20bと、貫通孔20aの下方から側面にかけ
て形成された球面座20cと、図３に示すように、装着部2
0b外周に２箇所形成されたクランプ用の鍔20dとにより
構成される。また、上記球面座20cの曲率半径Ｒは、対
物レンズ１の主点Ｏを中心としている。

【００３２】図４は対物レンズ１のＯＬクランパ９への
装着方法を示す斜視図であり、ＯＬクランパ９は一端が
基盤に固定されている第１アーム９aと、また一端が回
動可能に支持されている第２アーム９bとにより構成さ
れる。また、第１，第２アーム９a，９bの他端には、そ
れぞれＯＬホルダ20の鍔20d，20dに係合する係合溝９
c，９dが形成されており、この係合溝９c，９dは互いに
対向している。さらに、第１，第２アーム９a，９bの間
には、バネ９eが架設されており、係合溝９c，９dが近
づく方向に付勢されている。

【００３３】図５は原板14の構成を示す説明図であり、
この原板14は、表面に１列ずつトラック溝である凹凸の
ピット列が形成されてなる反射板14aと、この反射板14a
上を覆う厚さＴ＝1.2mm程度のガラス板14bとにより構成
される。

【００３４】図１に示すように、上記に説明した各ステ
ージ４，５，６，10は、基準ステージ４，Ｘ軸ステージ
５，Ｚ軸ステージ６，自動ステージ10の順に配置されて
いる。そして、基準ピックアップ３，ＡＣＴ２，対物レ
ンズ１を所定の位置に配置すると、基準ピックアップ３
内における対物レンズ１にレーザ光を導くための光学部
材３aと、ＡＣＴ２における対物レンズ１を装着するた
めのボビン２aに形成された貫通孔２bと、対物レンズ１
と、原板14とが同一直線上に位置付けられる。

【００３５】次に、図１を参照しながらチルト調整につ
いて説明する。まず、基準ピックアップ３から平行光を
出射させ、さらにボビン２aの貫通孔２bを通過させ、対
物レンズ１により、その平行光を集光させる。次に、自
動ステージ10により、集光点の位置に原板14を位置付
け、さらに２軸アクチュエータ13により原板14をＴＲ方
向に振動させる。原板14が振動すると、反射板14aから
の反射光を基準ピックアップ３が検出し、ＴＲエラー信
号が出力される。このＴＲエラー信号をオシロスコープ
17でモニタしながら、ゴニオステージ８と回転ステージ
７とによりＴＲエラー信号の振幅が最大によるように調
整する。このとき、サーボ回路16が、基準ピックアップ
３からのＴＲエラー信号を基にして、２軸アクチュエー
タ13に信号を送り、原板14が光スポットの位置に追従す
るように位置制御が行われている。

【００３６】ＴＲエラー信号の振幅が最大になるように
調整した後、ＡＣＴ２のボビン２aに対して対物レンズ
１を接着する。

【００３７】なお、対物レンズ１を接着するに先立ち、
まず、図６に示すように、セル21は、ボビン２aに対し
粘度が比較的高い紫外線硬化接着剤を使用し、ＵＶ接着
にて図中矢印Ｅ方向に移動可能に取り付けられている。

【００３８】図７はセルの構造を示す断面図であり、21
aはセル21本体の中央に形成された貫通孔、21bは上面に
形成された凹状の球面受座を示す。この球面受座21aは
ＯＬホルダ20の球面座20cと同じように曲率半径がＲで
ある。21cは球面受座21b面に形成された溝、21dはＡＣ
Ｔ２のボビン２aに接触する下面に形成された溝を示
す。なお、セル21は、ＯＬホルダ20と同様に透明部材に
より構成されている。

【００３９】次に、ボビン２aに対し対物レンズ１を接
着するプロセスについて図１を参照しながら説明する。

【００４０】まず、Ｘ軸ステージ５によりＡＣＴ２を対
物レンズ１方向に移動させ、セル21の球面受座21bとＯ
Ｌホルダ20の球面座20cとを近接させる。次に、ＡＣＴ
２のフォーカシングコイル２c(図６参照)に、ＤＣ電源2
2により電圧を印加し、対物レンズ１側にボビン２aを移
動させ、球面座20cと紫外線硬化接着剤が塗布されてい
る球面受座21bとを密着させる。その際、球面座20cに合
うようにセル21がボビン２a上をスライドすることで、
仮にボビン２aの中心軸と対物レンズ１の光軸がずれて
いたとしても、両者が一致した状態になるように組付け
られる。また、球面受座21b表面の余分な接着剤は溝21c
へと逃げ、溝21c中に入り込む。

【００４１】そして、自動ステージ10等により原板14を
対物レンズ１より遠ざけ、ＵＶ照射装置15より紫外線を
対物レンズ１に照射することで接着剤が硬化し、ＯＬホ
ルダ20とセル21、およびセル21とボビン２aが接着され
る。

【００４２】以上、説明した本実施例によれば、次に記
載するような作用効果を奏する。

【００４３】まず、本実施例の対物レンズ傾き調整装置
においては、従来のようなチルト調整を行うに際して、
スポットモニタ方式をせずにチルト調整を正確に行える
ことにより、作業効率が向上する。また、本実施例の対
物レンズ傾き調整装置において、ゴニオステージ８や回
転ステージ７にパルスモータを付加し、ＴＲエラー信号
をコンピュータに取り込んで、前記パルスモータを制御
することにより、チルト調整を自動化することも容易と
なり、作業効率が飛躍的に改善される。

【００４４】また、ＯＬホルダ20に鍔20d，20dを設ける
ことにより、この鍔20d，20dをＯＬクランパ９，９で保
持し、かつチルト調整後の状態を保つことが可能となる
ため、チルト調整およびボビン２aへの組付け作業が容
易になる。

【００４５】また、セル21がボビン２aに完全に固着さ
れる前に、ＯＬホルダ20をセル21に設置させるため、チ
ルト調整後における球面座20cに対し、球面受座21bが移
動し、フィットするようになる。したがって、ボビン２
aの中心軸と対物レンズ１の光軸とが組付け時において
一致するようになるため、作業効率が向上する。

【００４６】さらに、セル21に溝21c，21dを形成するこ
とにより、セル21とＯＬホルダ20、およびセル21とボビ
ン２a間の接着剤が溝21c，21dに流入するため、接着面
が完全にフィットした場合においても強固に両者を接着
することができる。また、接着剤のはみ出しによる対物
レンズ１表面への接着剤の付着が防止できる。

【００４７】以上、本実施例について述べてきたが、Ｏ
Ｌホルダ20は、図２，図３に示す構成に限るものではな
い。例えば、図８に示すように、ＯＬホルダ20外縁全周
に鍔23を形成し、その鍔23の外周に２箇所、互いに対向
するようにＵ溝23a，23aを設けたものを使用してもよ
い。その場合、ＯＬクランパ９のアーム９a，９bそれぞ
れの係合溝９c，９d(図４参照)内に、Ｕ溝23a，23aに係
合する突起(図示せず)を設けることにより、さらに強固
に保持することが可能となる。

【００４８】さらに、図９に示すように、ＯＬホルダ20
の球面座20c表面に縦溝20eを複数形成してもよい。この
ように、縦溝20eを形成することにより、セル21とＯＬ
ホルダ20との接着時に、接触する面積が減少し、摩擦力
を低減できるため、セル21とＯＬホルダ20とをスムーズ
に合わせることができる。さらに、接着強度の向上と、
接着剤のはみ出しによる対物レンズ表面における接着剤
の付着を防止できる。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明した通りに本発明が構成され
ることにより、次に記載する効果を奏する。

【００５０】請求項１の構成により、従来のように光ス
ポットを拡大し、スポット形状を整えることで、傾き調
整を行う方法に比較して、短時間に高精度な調整が可能
となる。

【００５１】請求項２の構成により、傾き調整後の対物
レンズを短時間で、かつ正確に対物レンズ駆動装置に設
置することが可能となる。

【００５２】請求項３の構成により、対物レンズをしっ
かりと保持した状態で、傾き調整が可能となる。

【００５３】

【００５４】請求項４の構成により、セルと対物レンズ
ホルダとの摩擦力を低減できるため、セルと対物レンズ
ホルダをスムーズに合わせることもできる。また、ボビ
ンと対物レンズホルダとセルとを強固に接着可能とし、
接着剤のはみ出しによる対物レンズ表面への接着剤の付
着を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ傾き調整装置の実施例にお
けるシステムを示す説明図である。

【図２】図１の装置に係る対物レンズホルダの構造を示
す断面図である。

【図３】図２に示す対物レンズホルダの斜視図である。

【図４】図１の装置に係る対物レンズクランパの構成を
示す斜視図である。

【図５】図１の装置に係る原板の構成を示す斜視図であ
る。

【図６】本発明の対物レンズ駆動装置の実施例における
要部を示す断面図である。

【図７】図６の装置に係るセルの構造を示す断面図であ
る。

【図８】対物レンズホルダの他の構造を示す斜視図であ
る。

【図９】対物レンズホルダの他の構造を示す斜視図であ
る。

【図１０】従来の対物レンズ傾き調整装置の構成を示す
構成図である。

【図１１】従来の対物レンズ傾き調整装置の構成を示す
構成図である。

【符号の説明】

１…対物レンズ、 ２…対物レンズ駆動装置(ＡＣＴ)、
２a…ボビン、 ３…基準ピックアップ、 ４…基準
ステージ、 ５…Ｘ軸ステージ、 ６…Ｚ軸ステージ、
７…回転ステージ、 ８…ゴニオステージ、 ９…対
物レンズクランパ(ＯＬクランパ)、 10…自動ステー
ジ、 13…２軸アクチュエータ、 14…原板、 15…紫
外線照射装置(ＵＶ照射装置)、 16…サーボ回路、 20
…対物レンズホルダ(ＯＬホルダ)、 20c…球面座、 2
0d，23…鍔、 20e，21c，21d…溝、21…セル、 21b…
球面受座。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 - 7/085 G11B 7/12 - 7/22

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを保持する保持手段と、この
   保持手段を備え、かつ前記対物レンズの主点を中心に前
   記対物レンズを傾ける調整手段と、トラック溝を有し、
   かつ前記対物レンズの集光点近傍に設けた原板と、この
   原板を保持し、かつフォーカシングまたはトラッキング
   方向に前記原板を駆動する２軸アクチュエータと、前記
   対物レンズに対向し、かつ前記２軸アクチュエータとの
   間に前記対物レンズを位置付けるように設けた基準ピッ
   クアップと、前記２軸アクチュエータおよび前記基準ピ
   ックアップを制御する制御手段とを備え、前記調整手段
   の操作により、前記対物レンズの光軸を、情報記録媒体
   の法線方向に一致するように調整することを特徴とする
   対物レンズ傾き調整装置。
2. 【請求項２】 対物レンズ駆動装置を保持し、さらにこ
   の対物レンズ駆動装置を対物レンズと基準ピックアップ
   との間で、かつ前記対物レンズの光軸上に位置付け、光
   軸方向に移動させる前記対物レンズ駆動装置の保持手段
   と、前記対物レンズ近傍に位置付け、かつ前記対物レン
   ズ固定用の紫外線硬化接着剤に紫外線を照射する紫外線
   照射装置とを備えたことを特徴とする請求項１記載の対
   物レンズ傾き調整装置。
3. 【請求項３】 上面に形成された対物レンズの装着部
   と、下面に形成された凸状の球面座と、外周に形成さ
   れ、かつ前記保持手段に係合する鍔とを備えた対物レン
   ズホルダを介して、前記保持手段に対物レンズが保持さ
   れることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ傾き調
   整装置。
4. 【請求項４】 球面座に接着剤流入用の縦溝を設けたこ
   とを特徴とする請求項３記載の対物レンズ傾き調整装
   置。