JPH06243478A - 対物レンズ傾き検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ピックアップの組み立て工程における対物
レンズアクチュエータの傾き調整のレンズ傾き検査装置
において、レンズのチルト量を定量化することにより、
スポット検査工程の自動的を可能にし、作業者の負担を
軽減すると共に、品質のバラつきを防止する。 【構成】 画像素子上のスポット画像を、強度がピーク
の点を通る２本の直交線で４つの領域に分割し、各領域
毎に、１次リングの強度の総和ａ〜ｄを求め、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） によって、チルト量を演算する。 【効果】 １次リングのピーク強度のみを使用した簡単
な計算で、チルト量（傾き量）が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ピックアップの組
み立て工程における対物レンズアクチュエータの傾き調
整で使用する光ピックアップのレンズ傾き検査装置に係
り、特に、レンズの傾き量（チルト量）を定量化するこ
とによって、スポット検査工程の自動化を可能にして、
作業者の負担を軽減すると共に、品質のバラつきを防止
した対物レンズ傾き検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップの組み立て工程では、対
物レンズアクチュエータの傾き調整が必要である。従来
から、対物レンズアクチュエータの傾きの調整方法とし
ては、顕微鏡とカメラ、モニターを使用し、光ディスク
の代りに、同じ厚さを有するカバーガラスを基準面と平
行に設置して、対物レンズのスポットを顕微鏡で拡大し
て観察する光学ヘッド調整方法が用いられている（特開
昭６３−２５３５３８号公報）。

【０００３】図１３は、従来の光学ヘッド調整工程を行
う調整装置について、その要部構成の一例を示す図であ
る。図において、１は光ピックアップのハウジング、２
は偏向プリズム、３はアクチュエータ、４はネジ、５は
対物レンズ、６はカバーガラス、７は顕微鏡、８はカメ
ラコントローラ、９はＴＶモニター、ＬＢはレーザ光を
示す。

【０００４】この図１３に示すように、光ピックアップ
のハウジング１には、偏向プリズム２が設けられてい
る。また、ハウジング１の上部に、アクチュエータ３が
あり、その中に、対物レンズ５が設けられている。

【０００５】アクチュエータ３は、ネジ４によってハウ
ジング１に固定されているが、ネジ４の締め方を調整す
ることにより、アクチュエータ３の傾きを調整すること
ができる。また、光ディスクと同じ厚みを有するカバー
ガラス６が、アクチュエータ３の上部に、光ピックアッ
プのハウジング１と平行に設置されている。

【０００６】従来の対物レンズアクチュエータの傾きの
調整工程は、次のように行う。偏向プリズム２に、レー
ザ光ＬＢを入射し、対物レンズ５によって形成されるス
ポットを顕微鏡７で観察する。顕微鏡７には、図示され
ないカメラが接続されており、カメラコントローラ８を
通して、ＴＶモニター９の画面上にスポットが表示され
る。

【０００７】作業者は、このスポットの表示を見なが
ら、１次のサイドローブが対称となるように、アクチュ
エータ３の傾きを調整する。ここで、一般的なスポット
の強度分布について説明する。

【０００８】図１４は、光ピツクアップにおける一般的
なスポットの強度分布の一例を示す図で、(1) は強度分
布の立体図、(2) は(1) の上方から見た図である。図に
おいて、１１は中心部、１２はその周辺部、１３は１次
暗帯を示し、Ｈは垂直方向の面を示す。

【０００９】スポットの強度分布は、図１４(1) に示す
ように、釣鐘状の形状であり、中心部１１をメインロー
ブ、また、その周辺部１２を１次リングと呼ぶ。この図
１４(1) のスポットの強度分布を、その上方から見る
と、図１４(2) に示すように、メインローブである中心
部１１に対して、１次暗帯１３を介して、対称的に、周
辺部１２の１次リングが存在している。この状態を詳し
く説明するために、次の図１５を示す。

【００１０】図１５は、図１４(1) の強度分布を面Ｈで
切断した断面図である。図における符号は図１４と同様
であり、また、１４は１次リングのピーク、１５は１次
暗帯１３のボトム、１６は２次暗帯のボトム、１７は１
次暗帯のボトム１５と２次暗帯のボトム１６とで挟まれ
た領域を示す。

【００１１】この図１５と先の図１４(1) から明らかな
ように、一般的なスポットの強度分布は、メインローブ
（中心部１１）に対して、左右対称に１次リングが存在
し、１次リングのピーク１４を挟んで、１次暗帯のボト
ム１５と、２次暗帯のボトム１６とが存在する。この１
次リングの強度は、対物レンズアクチュエータの傾きに
敏感であり、対物レンズの光軸と光ディスクとが垂直な
場合には、この図１５のような強度分布になるが、垂直
でない場合には、左右の１次リングにアンバランスが生
じる。

【００１２】図１６は、対物レンズアクチュエータの傾
きと１次リングの強度との関係を示す図で、(1) は対物
レンズの光軸と光ディスクの面とが垂直の場合、(2) は
両者が垂直でない場合を示す。図において、１８は対物
レンズの光軸、１９は光ディスクを示す。

【００１３】この図１６(1) に示すように、対物レンズ
の光軸１８と光ディスク１９の面とが垂直の場合には、
１次リングは左右ほぼ均等である。しかし、垂直でない
場合には、図１６(2) のように、１次リングは、左右が
アンバランスになる。

【００１４】そこで、この図１６(2) に示すような、あ
る特定の断面〔例えば、図１４(1)の面Ｈのような〕に
おける１次リングのアンバランスや、メインローブの周
囲の１次リング全体（一周分）の強度に基いて、対物レ
ンズアクチュエータの傾きを検出することが可能であ
る。ところが、一般に、１次リングの光量は、メインロ
ーブの光量の数％程度であり、必ずしも、常にリング全
体を明瞭に判別できる訳ではない。

【００１５】そこで、この発明の発明者は、スポット画
像の中から、１次リングの強度を自動的に測定して、傾
き調整工程の効率を向上させるために、１次リング強度
が自動的に測定できるようにした検査装置を先に提案し
た（特願平４−２３４２３０号の「対物レンズアクチュ
エータの傾き検査装置」）。しかし、この先に提案した
検査装置では、このようにして測定された１次リング強
度を使用して、対物レンズアクチュエータの傾きを定量
的に算出する手段については、述べていない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】この発明では、従来の
光ピックアップの組み立て工程における対物レンズアク
チュエータの傾き調整工程で生じるこのような不都合を
解決すると共に、先に提案した検査装置によって得られ
る１次リング強度の測定に基いて、対物レンズアクチュ
エータの傾きが定量的に算出できるようにして、作業者
の負担を軽減すると共に、傾き調整工程の効率を大幅に
向上させた対物レンズアクチュエータの傾き検査装置を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明では、第１に、
レンズからの出射光を撮像素子上に結像させ、該素子上
の点（ｘ，ｙ）における強度Ｉ（ｘ，ｙ）を用いて演算
処理を行う対物レンズ傾き検査装置において、処理手段
として、前記強度Ｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる点Ｐ（ｘ
ｐ，ｙｐ）を求める手段と、前記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を
一端とした前記撮像素子上の複数の線分の上における強
度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）（ｉ＝１〜ｎ）を求める手段と、
前記各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次リングのピ
ーク位置Ｒｉの強度Ｋｉを検出する手段と、前記点Ｐ
（ｘｐ，ｙｐ）で直交する仮想的な２直線によって分割
される前記撮像素子上の４つの領域を、左回りにＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄとし、各領域のピーク強度の総和を、順に
ａ，ｂ，ｃ，ｄとして、

【数８】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えた構成である。

【００１８】第２に、レンズからの出射光を撮像素子上
に結像させ、該素子上の点（ｘ，ｙ）における強度Ｉ
（ｘ，ｙ）を用いて演算処理を行う対物レンズ傾き検査
装置において、処理手段として、前記強度Ｉ（ｘ，ｙ）
がピークとなる点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を求める手段と、前
記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を一端とした前記撮像素子上の複
数の線分の上における強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）（ｉ＝１
〜ｎ）を求める手段と、前記各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）
における１次暗帯のボトム位置Ａｉ，１次リングのピー
ク位置Ｒｉ，２次暗帯のボトム位置Ｂｉを検出する手段
と、前記各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上において、位置Ａ
ｉから位置Ｂｉにいたる点までの強度の和をＳｉとし、
前記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）で直交する仮想的な２直線によ
って分割される前記撮像素子上の４つの領域を、左回り
にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、各領域について、位置Ａｉから
位置Ｂｉにいたる点までの１次リング領域の強度の総和
を、順にａ，ｂ，ｃ，ｄとし、

【数９】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えた構成である。

【００１９】第３に、上記第２の検査装置において、各
強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボトム位置
Ａｉから２次暗帯のボトム位置Ｂｉにいたる点までの画
素数をｍｉ、その強度の和をＳｉとし、各領域Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄについて、平均強度を、順にａ，ｂ，ｃ，ｄと
し、

【数１０】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えた構成である。

【００２０】第４に、上記第１から第３の検査装置にお
いて、１次リングのピーク位置Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）の強
度の最大値を超えない定数をＢＧＬとし、各領域Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄについて、各領域のピーク強度の総和、１次
リング領域の強度の総和、あるいは平均強度から前記定
数ＢＧＬを減じた値を、順にａ，ｂ，ｃ，ｄとし、

【数１１】 あるいは、

【数１２】 あるいは、

【数１３】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えた構成である。

【００２１】第５に、上記第４の検査装置において、各
強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボトム位置
Ａｉの強度の最小値を、定数ＢＧＬとした構成である。

【００２２】第６に、上記第４の検査装置において、各
強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボトム位置
Ａｉの強度の平均値を、定数ＢＧＬとした構成である。

【００２３】第７に、上記第１から第６の検査装置にお
いて、点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）の代りに、強度Ｉ（ｘ，ｙ）
がしきい値Ｉth以上である点の強度分布の重心Ｇ（ｘ
ｇ，ｙｇ）を用いて演算処理を行う手段を備えた構成で
ある。

【００２４】

【作用】この発明では、カメラコントローラからのスポ
ット画像を一旦フレームメモリに取り込み、この画像に
演算処理を行うことによって、対物レンズアクチュエー
タの傾き量（チルト量）を測定する。具体的にいえば、
先に提案した検査装置と同様に、１次リング強度を測定
し、その測定結果を演算処理することによって、対物レ
ンズアクチュエータの傾き量を定量的に検知する。

【００２５】すでに述べたように、撮像素子上のスポッ
ト画像がフレームメモリ上に投影されるため、撮像素子
上の想定したｘ，ｙ座標を、フレームメモリのｘ，ｙ座
標として取り扱うことが可能となり、スポットの各部分
の強度Ｉは、フレームメモリの座標（ｘ，ｙ）の関数Ｉ
（ｘ，ｙ）として処理することができる。この発明で
も、先に提案した検査装置と同様に、１次リングの強度
を測定するので、最初に、１次リング強度の測定の基本
原理について説明する。

【００２６】先に提案した検査装置では、１次暗帯と、
１次リングのピークには、判別しやすい部分と、そうで
ない部分とが存在している。しかし、判別しやすい箇所
に基づいて、判別しにくい箇所を推定することは可能で
あり、このような基本識認によって、１次リングの強度
を測定する。

【００２７】図２は、この発明において、１次リングの
強度測定の基本原理を説明するスポットの強度分布の一
例を示す図である。図において、１１と１２は図１４と
同様で、１１は中心部、１２はその周辺部、２１は非リ
ング部、２２は明瞭な１次暗帯のボトムを経験的に滑ら
かに結んだ線、２３は明瞭な１次リングのピークを同様
に経験的に滑らかに結んだ線、２４はメインローブを強
度一定の位置で切断した閉曲線、２５は検出しにくい２
次暗帯のボトムの推定線を示す。

【００２８】この図２に示すように、この発明では、破
線で示した２２、すなわち、明瞭な１次暗帯のボトムを
経験的に滑らかに結んだ線２２と、同じく破線の２３、
すなわち、明瞭な１次リングのピークを同様に経験的に
滑らかに結んだ線２３とによって、リングが判別がしに
くい部分（非リング部２１）における１次暗帯のボト
ム、１次リングのピーク位置を推定することが可能であ
る、という点に着目している。

【００２９】逆にいえば、これらの線２２，２３が得ら
れれば、リングが判別がしにくい部分（非リング部２
１）においても、１次暗帯のボトム、１次リングのピー
ク位置の推定が可能であり、ノイズ等が生じて誤検出し
やすい場合においても、誤検出か否かを判断することが
できるので、適切な１次暗帯、１次リングのピーク位置
を検出することが可能である。以上が、この発明（先願
の検査装置と共通）の基礎となる基本認識である。

【００３０】そして、一般に、閉曲線２４は、容易に求
めることができるので、この閉曲線２４と、明瞭な１次
暗帯のボトムを経験的に滑らかに結んだ線２２との間の
「拡大倍率」を正確に求めることによって、１次リング
のピーク強度を検出することが可能となり、この強度測
定の結果を利用することで、対物レンズアクチュエータ
の傾き量の検査が正確に行える、という技術的思想が、
この発明のポイントである。実施例としては、順次、第
１から第６までの実施例を説明する。

【００３１】具体的には、スポットの強度分布Ｉｉ
（ｘ，ｙ）について、そのピーク点Ｐをそれぞれ一端
（始端）とするｎ本の線分ｌｉ、すなわち、先の図１４
(1) のような断面Ｈを、角度θｉごとに設定し、線分ｌ
ｉ上で、強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）を求める。そして、請
求項１の発明（第１の実施例）では、１次リングのピー
ク強度のみによって、簡単な計算で、対物レンズアクチ
ュエータの傾き量（チルト量）を求める点に特徴を有し
ている。

【００３２】また、請求項２の発明（第２の実施例）で
は、チルト測定の精度を向上させるために、１次リング
領域全体の強度によって、対物レンズアクチュエータの
傾き量を求める点に特徴を有している。請求項３の発明
（第３の実施例）では、１次リング領域全体の強度を求
める場合に、その平均強度を使用することにより、チル
トに対する計算値の直線性をより向上させて、対物レン
ズアクチュエータの傾き量を求める点に特徴を有してい
る。

【００３３】請求項４の発明（第４の実施例）では、以
上の請求項１から請求項３の発明において、チルトに対
する計算値の直線性をより向上させる際に、チルト量に
対する感度を上げることにより、微少なチルトの検出を
可能にすると共に、測定精度を向上させる点に特徴を有
し、同様に、請求項５の発明（第４の実施例）では、先
の請求項４の発明において、チルト量に対する感度を上
げる場合に、ノイズの影響を回避して、より正確なチル
トの検出と、測定精度の向上とを可能にするために、バ
ックグラウンドのレベル値として、１次暗帯のボトム位
置の強度を使用する点に特徴を有している。

【００３４】請求項６の発明（第５の実施例）でも、先
の請求項４の発明において、チルト量に対する感度を上
げる場合に、ノイズの影響を回避するために、バックグ
ラウンドのレベル値として、１次暗帯のボトム位置の強
度の平均値を使用する点に特徴を有している。請求項７
の発明（第６の実施例）では、スポットの強度が全体的
に強くて、ピーク付近で飽和している場合には、点Ｐ
（ｘｐ，ｙｐ）および度ＩＩ（ｘｐ，ｙｐ）の代りに、
強度Ｉ（ｘ，ｙ）がしきい値Ｉth以上である点の強度分
布の重心Ｇ（ｘｇ，ｙｇ）によって、１次リングの強度
を測定して、チルト量を算出する点に特徴を有してい
る。以上を要約すれば、この発明では、対物レンズアク
チュエータの傾き量（チルト量）を測定するために、１
次リングの強度を利用する。

【００３５】そのために、スポットの強度分布Ｉｉ
（ｘ，ｙ）について、そのピーク点Ｐをそれぞれ一端
（始端）とするｎ本の線分ｌｉ、すなわち、先の図１４
(1) のような断面Ｈを、角度θｉごとに設定し、各線分
ｌｉ上で、強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）を求めて、１次リン
グのピーク位置の強度を検出し、あるいは、さらに、１
次暗帯のボトム位置、２次暗帯のボトム位置を検出す
る。その後、これらの強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における
１次リングのピーク位置の強度を、仮想的な２直線で分
割した４つの領域について、このピーク強度を求める演
算を行って、レンズの傾き量を求める。

【００３６】

【実施例１】次に、この発明の対物レンズアクチュエー
タの傾き検査装置について、図面を参照しながら、その
実施例を詳細に説明する。この実施例は、主として、請
求項１の発明に関連しているが、ハード構成やスポット
の強度分布における１次リングの強度測定の基本原理
は、請求項２から請求項７の発明とも関連している。

【００３７】図１は、この発明の対物レンズアクチュエ
ータの傾き検査装置について、その要部構成の一実施例
を示す機能ブロック図である。図における符号は図１３
と同様であり、また、３１はフレームメモリ、３２は９
と同様なＴＶモニター、３３はコンピュータ、３４はデ
ィスプレイを示す。

【００３８】この図１で、光ピックアップのハウジング
１からカメラコントローラ８までの構成と動作は、先の
図１３と同様である。この図１に示すこの発明では、ス
ポットの像を、コンピュータ３３からのコマンドによっ
て、顕微鏡７，カメラコントローラ８を通して、フレー
ムメモリ３１に取り込み、その生画像をＴＶモニター３
２の画面上に表示する。

【００３９】一方、コンピュータ３３は、コマンドを出
力した後、フレームメモリ３１に蓄積された画像に、請
求項１から請求項７の処理を加え、その結果をディスプ
レイ３４に表示する。すでに図２に関連して説明したよ
うに、この発明は、破線で示した２２、すなわち、明瞭
な１次暗帯のボトムを経験的に滑らかに結んだ線２２
と、同じく破線の２３、すなわち、明瞭な１次リングの
ピークを同様に経験的に滑らかに結んだ線２３とによっ
て、リングが判別がしにくい部分（非リング部２１）に
おける１次暗帯のボトム、１次リングのピーク位置を推
定することが可能である、という点に着目している。

【００４０】ここで、先の図２について、さらに詳しく
説明すれば、１次暗帯は、メインローブと隣接してい
る。そのため、図２に２４で示すように、メインローブ
を強度一定の位置で切断した閉曲線２４と、先の線２
２、すなわち、明瞭な１次暗帯のボトムを経験的に滑ら
かに結んだ線２２とは、類似の形状となる。

【００４１】すなわち、閉曲線２４を相似拡大した仮定
の線は、明瞭な１次暗帯のボトムを経験的に滑らかに結
んだ線２２で代用することが可能である。同様に、閉曲
線２４を相似拡大した仮定の線は、先の２３、すなわ
ち、明瞭な１次リングのピークを同様に経験的に滑らか
に結んだ線２３で代用することが可能である。

【００４２】そして、この閉曲線２４によって、リング
が判別がしにくい部分（非リング部２１）を補間し、ま
た、誤ったリング検出を補正することが可能になる。ま
た、この閉曲線２４によって、通常は、非常に検出しに
くい２次暗帯のボトム（破線で示す２５）を推定するこ
ともできる。その上で、閉曲線２４と、明瞭な１次暗帯
のボトムを経験的に滑らかに結んだ線２２との間の「拡
大倍率」を正確に求めることによって、対物レンズアク
チュエータの傾き量（チルト量）の検出を正確に行うこ
とができる。

【００４３】図３は、光ピツクアップにおける一般的な
スポットの強度分布の一例を示す立体図である。図にお
いて、Ｉは撮像素子上の座標（ｘ，ｙ）のスポット強
度、Ｐはスポットの強度がピークとなる点、ｌｉは点Ｐ
を一端とし、ｘ軸と角度θｉをなす撮像素子上の線分を
示し、また、２６は点Ｐと線分ｌｉとを結ぶ垂直面を示
す。

【００４４】この図３は、従来例で示した先の図１４
(1) と同様に、スポットの強度分布の一例である。この
図３では、スポットの像が結ばれる撮像素子上の面（一
般に撮像素子は平面である）を想定し、この面上にｘ軸
およびｙ軸を取り、撮像素子上の点（ｘ，ｙ）における
スポットの強度をＩ（ｘ，ｙ）、スポットの強度がピー
クとなる点をＰ（ｘｐ，ｙｐ）としている。

【００４５】なお、この図３では、理解を容易にするた
めに、点Ｐと座標原点とを一致させて示しており、線分
ｌｉは、この点Ｐを一端とし、ｘ軸と角度θｉをなす撮
像素子上の線分である。先の図１に示した構成の検査装
置では、撮像素子上のスポット像は、フレームメモリ３
１上に投影されるので、撮像素子上に想定したｘ，ｙ座
標は、フレームメモリ３１のｘ，ｙ座標として取り扱う
ことができる。

【００４６】したがって、スポットの各部分の強度Ｉ
は、フレームメモリ３１の座標（ｘ，ｙ）の関数Ｉ
（ｘ，ｙ）として処理することができる。この点は、線
分ｌｉについても、全く同様である。

【００４７】この場合に、一般に、座標（ｘ，ｙ）と、
Ｉ（ｘ，ｙ）は整数値であるが、精度上の必要があれ
ば、公知の線形補間の処理によって、（ｘ，ｙ）、ある
いはＩ（ｘ，ｙ）に、小数以下の値をもたせることも可
能である。また、１次リングの強度の測定は、次のよう
にして行う。この測定動作は、すでに何回も述べたよう
に、先に提案された検査装置と共通であるが、未公開で
あるから詳しく説明する。

【００４８】図４は、図３の垂直面２６における強度分
布を示す図である。図における符号は図３と同様であ
り、また、Ｍｉは強度Ｉｉ（ｘ，ｙ）≒Ｉｉ（ｘｐ，ｙ
ｐ）×（th）となる位置、Ｒｉは強度が極大となる位
置、２７はメインローブから位置Ｍｉに近づく方向、２
８は位置Ｍｉから位置Ｒｉに近づく方向を示す。

【００４９】この図４は、図３の垂直面２６における強
度分布で、横軸は線分ｌｉ、縦軸はスポットの強度Ｉｉ
（ｘ，ｙ）を示している。先に提案した検査装置では、
この図４に示すような各線分ｌｉ上で、強度がほぼＩｉ
（ｘｐ，ｙｐ）×（th）となる位置Ｍｉと、強度が極大
となる位置Ｒｉとを検出する。

【００５０】そして、位置Ｒｉが存在する線分ｌｉ上に
おける１次リングの強度分布上で、ピーク点Ｐから位置
Ｍｉまでの距離ＰＭｉと、ピーク点Ｐから位置Ｒｉまで
の距離ＰＲｉとを求め、その拡大倍率βを計算する。こ
のような処理を、角度θｉごとの全ての断面について行
うことにより、リングの明瞭不明瞭に関係なく、１次リ
ングのピーク強度を正確に求めることができる。

【００５１】次に、この１次リングのピーク強度の測定
時の動作を、具体的に説明する。すでに述べたように、
撮像素子上のスポット画像がフレームメモリ３１上に投
影されるので、撮像素子上の想定したｘ，ｙ座標を、フ
レームメモリのｘ，ｙ座標として取り扱うことが可能と
なり、スポットの各部分の強度ＩＮは、フレームメモリ
の座標（ｘ，ｙ）の関数ＩＮ（ｘ，ｙ）として処理する
ことができる。

【００５２】この１次リングのピーク強度の測定時に
は、次の〜の手順によって、対物レンズアクチュエ
ータの傾き検査を行う。なお、手順〜は、この強度
測定の基本的な処理である。

【００５３】 図１のフレームメモリ３１上にスポッ
ト画像を取り込む。 強度Ｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる点Ｐ（ｘｐ，ｙ
ｐ）を求める。

【００５４】 点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を通るｎ数の線分
ｌｉを設定し、各線分ｌｉ上での強度分布Ｉｉ（ｘ，
ｙ）を求める。ここで、線分ｌｉは、ｙ＝（ｘ−ｘｐ）
×（tan θｉ）＋ｙｐで表わすことができ、θｉは線分
ｌｉとｘ軸とのなす角である。また、ｉ＝１，２，…
…，ｎである。

【００５５】 各線分ｌｉに関して、先ので求めた
強度分布Ｉｉの（１次リングが）ピークとなる点Ｐ（ｘ
ｐ，ｙｐ）を始点として、Ｉｉ（ｘ，ｙ）≒Ｉｉ（ｘ
ｐ，ｙｐ）×（th）となる位置Ｍｉを探す。この処理
は、図４の点Ｐの強度Ｉｉ（ｘｐ，ｙｐ）から矢印２７
の方向に、位置Ｍｉを探す処理に相当する。なお、（t
h）は、０＜（th）＜１の適当な定数であり、また、必
要に応じて、線形補間によって位置Ｍｉを計算する。

【００５６】 各線分ｌｉに関して、強度が初めて極
大または極値の最大値となる位置Ｒｉを探す。この処理
は、図４の位置Ｍｉから矢印２８の方向に、位置Ｒｉを
探す処理に相当する。この場合には、公知の微分検出法
を用いる。なお、点Ｐから位置Ｍｉまでの距離ＰＭｉ
と、点Ｐから位置Ｒｉまでの距離ＰＲｉとの間には、Ｐ
Ｍｉ＜ＰＲｉの関係がある。

【００５７】全てのｉについて、位置Ｒｉが存在しない
ときは、画像内に１次リングが存在しない、と判断し
て、処理を終了する。この場合は、測定対象自体が存在
しないケースである。そして、すでに述べたように、以
上の手順〜は、この１次リング強度の測定に共通す
る基本的な処理である。位置Ｒｉが存在するときは、次
の手順に進む。

【００５８】 先ので、位置Ｒｉが存在したとき
は、Ｒｉが存在したｉについて、ピークとなる点Ｐ（ｘ
ｐ，ｙｐ）から位置Ｍｉまでの距離ＰＭｉと、点Ｐから
位置Ｒｉまでの距離ＰＲｉとの距離の比、すなわち、距
離ＰＭｉに対する距離ＰＲｉの比を、（ＰＲｉ）／（Ｐ
Ｍｉ）によって求める。 位置Ｒｉが存在したｉについて、次の式(1) によっ
て、βを求める。

【数１４】

【００５９】この式(1) で、ｎ′は前記２つの位置が求
められたｉの個数で、ｎ′≦ｎである。このβが、先の
図２で説明した拡大倍率に相当する。 先ので求めた拡大倍率βに基いて、全てのｉにつ
いて、ＰＭｉ×β≒ＰＲｉ′となる位置Ｒｉ′を求め
る。また、必要に応じて、線形補間によって位置Ｒｉ′
を計算する。

【００６０】 位置Ｒｉ′における強度として、線分
ｌｉ上の１次リングのピーク強度を求める。この場合に
も、必要に応じて、ピーク強度を線形補間によって計算
する。 以上の手順〜により、角度θｉごとの全ての断面に
ついて、リングの明瞭不明瞭に関係なく、１次リングの
ピーク強度を求めることができる。

【００６１】また、角度θｉを十分に大きく取れば、各
位置Ｒｉ′を結んだ多角形あるいは閉曲線としての１次
リングのピーク形状を得ることができる。以上に説明し
た１次リングの強度測定時の処理について、以上の手順
〜のフローチャートを示す。なお、手順〜は、
先に提案した検査装置とこの発明において、１次リング
の強度測定の基本的に共通する手順であるから、この手
順だけを詳しく図５に示し、図６に全体の測定処理のフ
ローチャートを示す。

【００６２】図５は、先に提案された対物レンズアクチ
ュエータの傾き検査装置において、１次リングのピーク
強度検出時の基本的な処理の流れを示すフローチャート
である。図において、＃１〜＃６はステップを示す。

【００６３】ステップ＃１で、図１のフレームメモリ３
１上にスポット画像を取り込む。次のステップ＃２で、
強度Ｉｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）
を求める。

【００６４】ステップ＃３で、点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を一
端とするｎ本の線分ｌｉを設定し、各線分ｌｉ上での強
度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）を求める。この場合には、先の手
順で説明した式、ｙ＝（ｘ−ｘｐ）×（tan θｉ）＋
ｙｐを使用する。

【００６５】ステップ＃４へ進み、先のステップ＃３で
求めたｎ本の各線分ｌｉに関して、ピークとなる点Ｐ
（ｘｐ，ｙｐ）を始点として、Ｉｉ（ｘ，ｙ）≒Ｉｉ
（ｘｐ，ｙｐ）×（th）となる位置Ｍｉを探す。ステッ
プ＃５で、各線分ｌｉに関して、強度が初めて極大また
は極値の最大値となる位置Ｒｉを探す。

【００６６】ステップ＃６で、位置Ｒｉが１つも存在し
ないか否かチェックする。もし、位置Ｒｉが１つでも存
在すれば、次の処理（後出の図６、他）へ進み、位置Ｒ
ｉが１つも存在しなければ、この図５のフローを終了す
る。

【００６７】以上のステップ＃１〜＃６の処理は、先に
述べた手順〜の処理であり、先に提案された装置、
およびこの発明の対物レンズアクチュエータの傾き検査
装置に共通の処理である。以下の説明では、ステップ＃
１〜＃６の処理を、基本的な処理と呼ぶ。

【００６８】その後、手順で、先の図５のステップ＃
４で求めた位置Ｍｉと、ステップ＃５で求めた位置Ｒｉ
とから、点Ｐから位置Ｍｉまでの距離ＰＭｉと、点Ｐか
ら位置Ｒｉまでの距離ＰＲｉとの比を求める。

【００６９】図６は、この発明に検査装置において、１
次リングのピーク強度計算時の主要な処理の流れを示す
フローチャートである。図において、＃１１〜＃１５は
ステップを示す。ステップ＃１１で、先の図５のフロー
の処理を行って、位置Ｍｉ，Ｒｉを求める。すでに述べ
たように、この処理は、位置Ｒｉが少なくとも１つ存在
する場合である。

【００７０】ステップ＃１２で、先のステップ＃１１で
得られた位置Ｍｉ，Ｒｉから、ピークとなる点Ｐ（ｘ
ｐ，ｙｐ）から位置Ｍｉまでの距離ＰＭｉと、点Ｐから
位置Ｒｉまでの距離ＰＲｉとをそれぞれ求め、両者の比
ＰＲｉ／ＰＭｉを求める。ステップ＃１３で、位置Ｒｉ
が存在したｉについて、先の式(1) によって、βを求め
る。

【００７１】すでに述べたように、ｎ′は前記２つの位
置が求められたｉの個数で、ｎ′≦ｎである。また、こ
のβが、先の図２で説明した拡大倍率に相当する。ステ
ップ＃１４へ進み、拡大倍率βに基いて、全てのｉにつ
いて、ＰＭｉ×β≒ＰＲｉ′となる位置Ｒｉ′を求め
る。

【００７２】ステップ＃１５で、位置Ｒｉ′における強
度として、線分ｌｉ上の１次リングのピーク強度を求め
る。以上のステップ＃１１〜＃１５の処理により、角度
θｉごとの全ての断面について、１次リングのピーク強
度が求められる。

【００７３】以上のようにして、各線分ｌｉ上の１次リ
ングのピーク強度が求められる。すなわち、先の図４に
示したような、図３の垂直面２６における強度分布が得
られるので、１次リングのピーク位置Ｒｉや、１次暗帯
のボトム位置、２次暗帯のボトム位置を検知することも
可能である。

【００７４】以上が、請求項１に記載された構成の内、
強度Ｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を
求める手段と、前記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を一端とした撮
像素子上の複数の線分の上における強度分布Ｉｉ（ｘ，
ｙ）（ｉ＝１〜ｎ）を求める手段と、各強度分布Ｉｉ
（ｘ，ｙ）における１次リングのピーク位置Ｒｉの強度
Ｋｉを検出する手段、の構成と動作である。

【００７５】この発明では、このようにして測定した１
次リングのピーク強度から、レンズの傾き量（チルト
量）を定量的に測定する。そこで、先の図４に対応する
図３の垂直面２６における強度分布を用いて、１次リン
グのピーク位置（Ｒｉ）だけでなく、１次暗帯のボトム
位置や、２次暗帯のボトム位置を検出する。

【００７６】図７は、同じく図３の垂直面２６における
強度分布を示す図である。図において、横軸はスポット
の強度がピークとなる点Ｐを一端とする撮像素子上の線
分ｌｉ、縦軸はスポット像の強度Ｉｉ（ｘ，ｙ）、ま
た、Ｒｉは１次リングのピーク位置、Ａｉは１次暗帯の
ボトム位置、Ｂｉは２次暗帯のボトム位置、Ｋｉは１次
リングのピーク位置Ｒｉにおける強度を示す。

【００７７】この実施例（請求項１の発明）では、この
図７に示すような各線分ｌｉ上で、１次リングのピーク
位置Ｒｉと、１次暗帯のボトム位置Ａｉ、２次暗帯のボ
トム位置Ｂｉ、および１次リングのピーク位置Ｒｉにお
ける強度Ｋｉを検出する。この図７の強度分布は、先に
述べた図４の強度分布の測定と同様の処理によって求め
ることができる。

【００７８】さて、すでに先の図１６に関連して述べた
ように、１次リングの強度は、対物レンズアクチュエー
タの傾き量（チルト量）に敏感であり、図１６(1) に示
したように、対物レンズの光軸１８と光ディスク１９の
面とが垂直の場合には、１次リングは左右ほぼ均等であ
るが、図１６(2) のように、垂直でない場合には、１次
リングに、左右のアンバランスが生じる。この発明で
は、この点に着目し、１次リングにおいて生じる左右の
アンバランスを定量化することによって、対物レンズア
クチュエータの傾き量（チルト量）を測定する。

【００７９】一般に、対物レンズアクチュエータの傾き
は、直交した２方向、例えばラジアル方向の成分ｒと、
タンジェンシャル方向の成分ｔのように、２つの成分に
よって表現することができる。そこで、この発明では、
２方向に関する定量化を行う。

【００８０】図８は、この発明において、線分ｌｉが１
２本の場合に、１次リングにおいて生じる左右のアンバ
ランスを定量化する処理を説明する図である。図におい
て、Ｐは強度がピークとなる点、ｌｉは線分（ｉ＝１〜
１２）、Ｒｉは線分ｌｉ上の各位置、Ａ〜Ｄは２方向の
軸ｘ，ｙによって設定される各領域を示す。

【００８１】この図８に示すように、まず、線分ｌｉ上
の１次リングのピーク位置（図７のＲｉ）と、そのピー
ク強度（図７のＫｉ）とを、順次求める。この場合に
は、線分ｌｉが１２本であるから、１２回の測定によっ
て、線分ｌ１上の１次リングのピーク位置Ｒ１と、その
位置の強度（ピーク強度Ｋ１）、以下、線分ｌ２上のピ
ーク位置Ｒ２，強度Ｋ２，……，線分ｌ１２上のピーク
位置Ｒ１２，強度Ｋ１２、の値が得られる。

【００８２】次に、このようにして得られた１２本の線
分ｌｉ（ｉ＝１〜１２）上の１次リングのピーク位置Ｒ
ｉ（ｉ＝１〜１２）について、直交する２本の直線（例
えばｘ，ｙ）によって、４つの領域に分割し、左回り
に、領域Ａ〜Ｄとする。なお、各境界線（ｘまたはｙ）
と、線分ｌｉとが重なった場合には、重なった線分ｌｉ
を、両方の領域にいれることも可能であり、逆に、いず
れの領域にもいれないようにしてもよい。

【００８３】このように、各線分ｌｉを、４つの領域Ａ
〜Ｄに分割し、それぞれの領域におけるピーク強度Ｋｉ
（ｉ＝１〜１２）の総和を求める。各領域におけるピー
ク強度Ｋｉの総和を、領域Ａ〜Ｄについて、それぞれ順
にａ〜ｄとすれば、領域Ａにおけるピーク強度Ｋｉの総
和ａ，領域Ｂにおけるピーク強度Ｋｉの総和ｂ，領域Ｃ
におけるピーク強度Ｋｉの総和ｃ，領域Ｄにおけるピー
ク強度Ｋｉの総和ｄは、次の式(2) 〜(5) によって求め
られる。

【００８４】

【数１５】

【００８５】次に、一方向のチルト、例えばｙ方向のチ
ルトを固定して、他方のｘ方向のチルトを変化させなが
ら、成分ｒを、 ｒ＝｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） …… (6) の式(6) によって求める。このような実験結果を図示す
ると、次の図９のようなグラフが得られる。

【００８６】図９は、｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／
（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算によって得られる実験的なチ
ルトの変化状態の一例を示す図である。図の横軸は、ｘ
方向のチルト、縦軸は、成分ｒを示す。

【００８７】次に、逆に、ｘ方向のチルトを固定して、
他方のｙ方向のチルトを変化させながら、成分ｔを、 ｔ＝｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） …… (7) の式(7) によって求める。この場合には、次の図１０の
ようなグラフが得られる。

【００８８】図１０は、｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／
（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算によって得られる実験的なチ
ルトの変化状態の一例を示す図である。図の横軸は、ｙ
方向のチルト、縦軸は、成分ｔを示す。

【００８９】これらの図９と図１０のグラフから明らか
なように、式(6) と(7) による演算結果、すなわち、成
分ｒ，ｔは、それぞれｘ方向のチルト，ｙ方向のチルト
にほぼ比例した量となる。ここで、式(6) ，(7) に、そ
れぞれ適当な定数ｋ１，ｋ２を乗じることによって、チ
ルト量に換算することができる。

【００９０】すなわち、定数ｋ１，ｋ２の値は、本来、
ピックアップによって異なるものであるが、ピックアッ
プに使用されている半導体レーザのファーフィールドパ
ターンのバラつき等を抑えることにより、ほぼ既知の定
数と見做すことができる。次で、この第１の実施例によ
る１次リングの強度のピーク位置の測定と、レンズの傾
き量（チルト量）の演算処理のフローを示す。

【００９１】図１１は、１次リングのピーク強度検出
と、レンズの傾き量の演算時の主要な処理の流れを示す
フローチャートである。図において、＃２１〜＃２４は
ステップを示す。

【００９２】ステップ＃２１で、先の図６の処理によっ
て、スポット画像のピーク点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）、１次リ
ングの強度のピーク位置Ｒｉ、その強度Ｋｉとを求め
る。次のステップ＃２２で、ピーク点Ｐで直交する仮想
的な２直線によって、撮像素子上のスポット画像を４つ
の領域に分割する。

【００９３】ステップ＃２３で、４つの領域Ａ〜Ｄにつ
いて、各領域の１次リングの強度Ｋｉの総和ａ〜ｄを求
める。ステップ＃２４へ進み、ステップ＃２３で求めら
れた総和ａ〜ｄを用いて、式(2) 〜(5) による演算を行
い、チルト量を計算する。

【００９４】以上のステップ＃２１〜＃２４の処理によ
り、傾き量（チルト量）が求められる。なお、この発明
者の実験結果によって、スポットの強度が十分あれば、
定数ｋ１，ｋ２の値は、スポット強度にはほとんど依存
しないことが確認された。

【００９５】したがって、左右のアンバランス量のみが
必要で、チルト量に換算する必要がないときは、定数ｋ
１，ｋ２を乗ずるのを省略するか、ｋ１＝ｋ２＝１、と
すればよい。また、２方向に関する定量化は不要で、１
方向のみで十分な場合には、領域を分割するための仮想
直線を１本として、同様の計算を行えばよい。

【００９６】以上のように、この実施例では、先に提案
した検査装置と同様に、撮像素子上のスポット画像の強
度分布について、その線分ｌｉ上の１次リングの強度を
測定し、そのピーク位置Ｒｉと、その位置Ｒｉの強度Ｋ
ｉとを求める。そして、撮像素子上の仮想直線で分割さ
れた領域Ａ〜Ｄ毎に、１次リングの強度Ｋｉの総和ａ〜
ｄを求め、式(6) または(7) 、あるいは定数ｋ１，ｋ２
を乗じた計算を行うことにより、２方向のチルト量、例
えばｘ，ｙ方向のチルト量を求めるようにしている。

【００９７】したがって、対物レンズアクチュエータの
傾き量（チルト量）を定量的に検出することが可能にな
る。すなわち、２次元のスポット画像データ（一般にデ
ータ量が多い）を、複数の線分上の強度分布データ（デ
ータ量が少ない）として処理することができると共に、
１次リングのピーク強度データ（さらにデータ量が少な
い）を、簡単な計算で求めることが可能になる（先に提
案した検査装置と共通の効果）。

【００９８】その上、このようにして得られた１次リン
グのピーク強度データに、上記の式式(6) または(7) 、
あるいは定数ｋ１，ｋ２を乗じた計算を行うことによ
り、簡単な計算でスポット画像からチルト量を求めるこ
とができる。

【００９９】

【実施例２】次に、第２の実施例を説明する。この実施
例は、主として、請求項２の発明に対応する。先の実施
例では、１次リングのピーク強度のみを使用して、チル
ト量を演算するので、この１次リングのピーク強度の検
出に誤差が生じた場合や、画像上のノイズが、たまたま
ピーク位置に生じた場合等には、チルト量の演算結果に
誤差が生じる可能性がある。

【０１００】そこで、この第２の実施例では、１次リン
グのピーク強度のみでなく、１次リング領域の全体の強
度について、同様の計算を行うことにより、先の図９や
図１０に示したグラフの直線性を改善すると共に、チル
ト測定の精度を向上させる点に特徴を有している。ハー
ド構成や、１次リングのピーク位置Ｒｉにおける強度Ｋ
ｉの測定等の基本的な処理は、先の第１の実施例と同様
である。

【０１０１】具体的にいえば、先の図７に示した図３の
垂直面２６における強度分布において、１次暗帯のボト
ム位置Ａｉから２次暗帯のボトム位置Ｂｉにいたる点の
強度の総和（Ｓｉとする）を求める点で、先の第１の実
施例と異なっている。すなわち、先の図８のスポット画
像の強度分布について、各線分ｌｉ上の１次暗帯のボト
ム位置（図７のＡｉ）から２次暗帯のボトム位置（図７
のＢｉ）にいたる点の強度の和Ｓｉを、各領域Ａ〜Ｄ毎
に求める。

【０１０２】領域Ａ〜Ｄの各強度の和Ｓｉを、ａ〜ｄと
すれば、各領域毎の強度の総和ａ〜ｄは、次の式(8) 〜
(11)によって求めることができる。

【０１０３】

【数１６】

【０１０４】このようにして得られた各領域Ａ〜Ｄの強
度の総和ａ〜ｄを使用して、先の第１の実施例と同様
に、式(6) あるいは(7) による演算を行う。あるいは、
定数ｋ３，ｋ４を使用して、それぞれ次の式(12)あるい
は(13)による演算を行う。 ｒ＝ｋ３×｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） …… (12) または、 ｔ＝ｋ４×｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） …… (13)

【０１０５】以上のような演算を行うことによって、ア
ンバランス量をチルト量に換算することができる。な
お、請求項２では、定数ｋ１，ｋ２と記載したが、請求
項１の定数ｋ１，ｋ２と異なる値であることを示すため
に、この第２の実施例では、定数ｋ３，ｋ４として区別
した表現を用いている。この第２の実施例の処理は、１
次リング領域の全体の強度の和Ｓｉを求める点で、先の
第１の実施例と異なるだけであるから、先の図１１のフ
ローでは、ステップ＃２３で、１次リング領域の全体の
強度の和Ｓｉを求めればよい。

【０１０６】したがって、フローの図示は省略する。こ
の第２の実施例によれば、先の第１の実施例に比べて、
誤差が生じる可能性が減少されるので、チルト量の検出
精度が向上される。なお、計算の処理は、多少増加す
る。

【０１０７】

【実施例３】次に、第３の実施例を説明する。この実施
例は、主として、請求項３の発明に対応する。先の第２
の実施例では、１次リング領域の全体の強度について、
計算を行うことにより、チルト測定の精度を向上させた
が、この場合に、各線分ｌｉ毎にフレームメモリ上の画
素数が異なる場合があり、図９や図１０のグラフの直線
性に影響を与える可能性がある。

【０１０８】この第３の実施例でも、１次リング領域の
全体の強度を求める点では共通するが、先の第２の実施
例をさらに改良し、各線分ｌｉ毎の画素数の差に起因す
るグラフの直線性を一層改善した点に特徴を有してい
る。具体的にいえば、各線分ｌｉ毎の画素数の差が、チ
ルト量の検出結果に影響しないように、画素数で割るこ
とによって正規化する。

【０１０９】先の図７に示したスポット画像の強度分布
において、その１次リングのピーク位置Ｒｉに対して、
１次暗帯のボトム位置Ａｉと２次暗帯のボトム位置Ｂｉ
との間の画素数をｍｉとする。この場合には、図８にお
いて、各線分ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）の１次リング領域に
は、それぞれ画素数ｍｉが存在することになる。

【０１１０】この図８で、ある線分ｌｉ上、例えばｉ＝
２の線分ｌ２上では、１次リング領域の画素数ｍｉ＝２
０であるとすれば、この場合には、２０画素分の強度の
和Ｓｉが求められ、また、ｉ＝３の線分ｌ３上では、ｍ
ｉ＝１８であるとすれば、１８画素分の強度の和Ｓｉが
求められることになる。そのため、単に、１次リング領
域全体の強度を求めると、１次リング領域内の画素数の
相違によって、チルト量の検出結果に影響をおよぼす恐
れがある。

【０１１１】そこで、先の第２の実施例と同様に、この
図８のスポット画像の強度分布について、各線分ｌｉ上
の１次暗帯のボトム位置（図７のＡｉ）から２次暗帯の
ボトム位置（図７のＢｉ）にいたる点の強度の和Ｓｉ
を、各領域Ａ〜Ｄ毎に求めると共に、各線分ｌｉ上の１
次リング領域の画素数ｍｉを求め、各領域Ａ〜Ｄ毎に、
強度の和Ｓｉを、その領域内の１次リング領域の画素数
ｍｉで割って（各領域Ａ〜Ｄ毎にＳｉ／ｍｉを演算す
る）、１次リング領域全体の平均強度を求める。

【０１１２】このように、各線分ｌｉ毎に、１次暗帯の
ボトム位置Ａｉと２次暗帯のボトム位置Ｂｉにいたるま
での強度の和Ｓｉと、その間の画素数ｍｉとを求め、和
Ｓｉを画素数ｍｉで除して、正規化する。そして、各領
域Ａ〜Ｄ毎に、次の式(14)〜(17)によって、強度の総和
ａ〜ｄを演算する。

【０１１３】

【数１７】

【０１１４】そして、得られた値ａ〜ｄを使用して、先
の式(6) または(7) 、あるいは定数ｋ１，ｋ２を乗じた
計算を行うことにより、アンバランス量をチルト量に換
算する。したがって、画素数で正規化された１次リング
領域の強度が得られ、図９等のグラフの直線性が、さら
に一層改善される。この場合には、計算処理が、多少増
加する。

【０１１５】

【実施例４】次に、第４の実施例を説明する。この実施
例は、主として、請求項４の発明に対応する。先の第２
や第３の実施例では、図９や図１０のグラフの直線性を
向上させることを目的として、演算処理を行った。

【０１１６】これに対して、この第４の実施例では、グ
ラフの傾き、すなわち、チルト量に対する感度を高める
ことを目的とする。このように、チルトに対する感度を
高めれば、それだけ微少なチルトを検出することが可能
となり、測定精度を上げることができる。

【０１１７】先の図７において、スポットの強度は、１
次暗帯ボトム位置Ａｉや、２次暗帯のボトム位置Ｂｉに
おいても、必ずしも“０”ではない。他方、チルト量に
応じて、顕著なアンバランスが生じるのは、位置Ａｉか
ら位置Ｂｉにいたるまでの部分である。

【０１１８】この場合に、先の式(6) や(7) のような成
分ｒ，ｔ、すなわち、「差／和」の形式の演算によって
求められる計算値を大きくするためには、分子である
「差」の値はなるべく変えずに、分母である「和」の値
を小さくすればよい。そのために、この第４の実施例で
は、図７に示した各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上におい
て、１次リングのピーク位置Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）の強度
Ｋｉの最大値を超えない定数ＢＧＬ（バックグラウンド
レベル）を使用し、先の第１から第３の実施例で求めた
各領域Ａ〜Ｄにおける強度の総和ａ〜ｄから、定数ＢＧ
Ｌを減じた後、式(6) や(7) による「差／和」の形式の
演算を行って、成分ｒ，ｔ、を求める点に特徴を有して
いる。

【０１１９】具体的には、第１の実施例の場合には、次
のような各領域Ａ〜Ｄにおける強度の総和ａ〜ｄを求め
る。

【０１２０】

【数１８】

【０１２１】同様に、第２の実施例の場合には、次のよ
うな演算を行う。

【数１９】

【数２０】

【０１２２】さらに、第３の実施例の場合には、次のよ
うな演算を行う。

【数２１】

【０１２３】その後、定数ｋ５，ｋ６を使用して、それ
ぞれ次の式(18)あるいは(19)による演算を行う。 ｒ＝ｋ５×｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） …… (18) または、 ｔ＝ｋ６×｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） …… (19)

【０１２４】なお、この場合の定数ｋ５，ｋ６は、小さ
な値とすることによって、チルトに対する感度が高くな
るので、適当な値を選択する。以上のように、この第４
の実施例では、定数ＢＧＬを使用して、４つの領域Ａ〜
Ｄにおける各強度の総和ａ〜ｄから、減算することによ
り、チルトに対する感度を高めて、測定精度を向上させ
るようにしている。なお、ＢＧＬは、図７の１次暗帯の
ボトム位置Ａｉの強度（強度分布の谷の最小値）であ
る。

【０１２５】

【実施例５】次に、第５の実施例を説明する。この実施
例は、主として、請求項５と請求項６の発明に対応す
る。先の第４の実施例では、定数ＢＧＬは、１次リング
のピーク位置Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）の強度Ｋｉの最大値を
超えない値の場合を説明した。

【０１２６】この定数ＢＧＬの値としては、図７の１次
暗帯のボトム位置Ａｉの強度を選択するのが、測定する
スポットの強度変化に対して安定であり、しかも、自然
である。そこで、この第５の実施例では、図７に示した
各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上において、１次暗帯のボト
ム位置Ａｉ（ｉ＝１〜ｎ）の強度の最小値を、定数ＢＧ
Ｌに選択する（請求項５の発明）。

【０１２７】このように、１次暗帯のボトム位置Ａｉ
（ｉ＝１〜ｎ）の強度の最小値を、定数ＢＧＬに設定す
ると、場合によって、ノイズの影響を受ける可能性があ
る。そこで、このようなノイズの影響を回避するため
に、１次暗帯のボトム位置Ａｉ（ｉ＝１〜ｎ）の強度の
最小値の平均値を、定数ＢＧＬに設定する（請求項６の
発明）。

【０１２８】１次暗帯のボトム位置Ａｉ（ｉ＝１〜ｎ）
の強度の最小値の平均値は、次の式(20)によって求めら
れる。

【数２２】

【０１２９】以上が第５の実施例であるが、スポットの
良不良によって、ある線分ｌｉ上の１次暗帯の強度が、
他の線分ｌｉ（断面）の１次暗帯の強度に比べて、不当
に大きくなることもある。したがって、スポットの状態
に応じて、最適な方法、すなわち、１次暗帯のボトム位
置Ａｉの強度の最小値、あるいはその最小値の平均値を
使用する。

【０１３０】

【実施例６】最後に、第６の実施例を説明する。この実
施例は、主として、請求項７の発明に対応するが、請求
項１から請求項６の発明にも関連している。これまでに
説明した第１から第５の実施例は、常に、スポットの強
度がピークとなる点Ｐを中心にして検査する場合であ
る。

【０１３１】しかし、スポットの強度が全体的に強く、
カメラからの出力がピーク付近で飽和している場合に
は、強度がピークとなる点Ｐを検知することができな
い。図１２は、カメラからの出力がピーク付近で飽和し
ている場合のスポットの強度分布の一例を示す図であ
る。図の２９は飽和部分を示す。

【０１３２】この図１２に示すように、スポットの強度
が全体的に強く、カメラからの出力がピーク付近２９で
飽和している場合には、点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）の代りに、
強度Ｉ（ｘ，ｙ）がしきい値Ｉth以上である点の強度分
布の重心Ｇ（ｘｇ，ｙｇ）で代用することができる。こ
こで、強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）の重心Ｇ（ｘｇ，ｙｇ）
は、次の式(21)と(22)で定義される。

【０１３３】

【数２２】

【数２３】

【０１３４】ここで、総和は、Ｉ（ｉ，ｊ）≧Ｉth以上
である全ての（ｉ，ｊ）について演算する。

【０１３５】このような演算によって得られる重心Ｇ
（ｘｇ，ｙｇ）を用いれば、ピーク付近の飽和を気にす
る必要なしに、スポットの強度を上げて、１次リングの
ピークを検出することができる。また、このように、全
体の強度を上げた場合には、リング部分の強度も上がる
ので、１次リングのピークが検出し易くなる、という利
点も生じる。

【０１３６】この第６の実施例では、先に説明した各実
施例で、点Ｐ（ｘ，ｙ）を、先の式(21)と(22)に示した
点Ｇ（ｘｇ，ｙｇ）に置き換えればよい。したがって、
請求項１から請求項６の各発明に適用することができ
る。

【０１３７】

【発明の効果】請求項１の対物レンズ傾き検査装置で
は、撮像素子上の４つの領域を左回りにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
とし、各領域の１次リングのピーク強度の総和を順に、
ａ，ｂ，ｃ，ｄとし、かつ、ｋ１，ｋ２を定数としたと
き、 ｋ１×｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） または、 ｋ２×｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） を演算する手段を備えている。したがって、１次リング
のピーク強度のみを使用した簡単な計算によって、スポ
ット画像からチルト量（レンズの傾き量）を求めること
ができ、定量的な検査が可能になる。

【０１３８】請求項２の検査装置では、スポット画像の
各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上で、１次暗帯のボトム位置
Ａｉから２次暗帯のボトム位置Ｂｉにいたる点までの１
次リング領域の強度の和をＳｉとし、４つの領域を左回
りにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、各領域の１次リング領域の強
度の総和を順に、ａ，ｂ，ｃ，ｄとし、かつ、ｋ１，ｋ
２を定数としたとき、 ｋ１×｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） または、 ｋ２×｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） を演算する手段を備えている。したがって、１次リング
領域全体の強度による計算が行われるので、チルトに対
する計算値の直線性が向上され、スポット画像から正確
にチルト量を求めることができる。

【０１３９】請求項３の検査装置では、請求項２の検査
装置において、１次暗帯のボトム位置Ａｉから２次暗帯
のボトム位置Ｂｉにいたる点までの１次リング領域の画
素数ｍｉを算出し、その強度の和Ｓｉを、それぞれ画素
数ｍｉで除して、各領域Ａ〜Ｄ毎の１次リング強度の総
和ａ〜ｄを求め、 ｋ１×｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） または、 ｋ２×｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） を演算する手段を備えている。したがって、１次リング
領域全体の平均強度による計算が行われるので、チルト
に対する計算値の直線性がさらに向上され、スポット画
像からより一層正確にチルト量を求めることができる。

【０１４０】請求項４の検査装置では、請求項１から請
求項３の検査装置において、チルト量に対する感度（図
９や図１０のグラフの傾き）を向上させるために、チル
トの計算に、１次リングの強度のピーク位置Ｒｉの強度
（Ｋｉ）の最大値を超えない定数ＢＧＬを使用し、４つ
の各領域Ａ〜Ｄにおける強度の総和ａ〜ｄから、先の定
数ＢＧＬを引いた値を用いて、 ｋ１×｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） または、 ｋ２×｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ） を演算する手段を備えている。したがって、チルトに対
する計算値の感度が向上され、スポット画像からより正
確なチルト量が得られる。

【０１４１】請求項５の検査装置では、請求項４の検査
装置における定数ＢＧＬとして、スポット画像の各強度
分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上で、１次暗帯のボトム位置Ａｉの
強度の最小値を選択している。したがって、請求項４の
検査装置の効果に加えて、スポット強度の変化に対して
安定に、定数ＢＧＬの値を求めることができる。

【０１４２】請求項６の検査装置では、請求項４の検査
装置における定数ＢＧＬとして、スポット画像の各強度
分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上で、１次暗帯のボトム位置Ａｉの
強度の平均値を選択している。したがって、請求項４の
検査装置の効果に加えて、ノイズに対して安定に、定数
ＢＧＬの値を求めることができる。

【０１４３】請求項７の検査装置では、請求項１から請
求項６の検査装置において、スポット画像の強度のピー
ク点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）の代りに、強度Ｉ（ｘ，ｙ）がし
きい値Ｉth以上である点の強度分布の重心Ｇ（ｘｇ，ｙ
ｇ）を用いて演算処理を行う手段を有している。したが
って、ピーク付近の飽和を気にする必要なしに、スポッ
トの強度を上げて測定することが可能になり、１次リン
グのピークが検出し易くなるので、測定精度が向上され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の対物レンズアクチュエータの傾き検
査装置について、その要部構成の一実施例を示す機能ブ
ロック図である。

【図２】この発明において、１次リングの強度測定の基
本原理を説明するスポットの強度分布の一例を示す図で
ある。

【図３】光ピツクアップにおける一般的なスポットの強
度分布の一例を示す立体図である。

【図４】図３の垂直面２６における強度分布を示す図で
ある。

【図５】先に提案された対物レンズアクチュエータの傾
き検査装置において、１次リングのピーク強度検出時の
基本的な処理の流れを示すフローチャートである。

【図６】この発明に検査装置において、１次リングのピ
ーク強度計算時の主要な処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図７】同じく図３の垂直面２６における強度分布を示
す図である。

【図８】この発明において、線分ｌｉが１２本の場合
に、１次リングにおいて生じる左右のアンバランスを定
量化する処理を説明する図である。

【図９】｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）の演算によって得られる実験的なチルトの変化状態
の一例を示す図である。

【図１０】｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ）の演算によって得られる実験的なチルトの変化状
態の一例を示す図である。

【図１１】１次リングのピーク強度検出と、レンズの傾
き量の演算時の主要な処理の流れを示すフローチャート
である。

【図１２】カメラからの出力がピーク付近で飽和してい
る場合のスポットの強度分布の一例を示す図である。

【図１３】従来の光学ヘッド調整工程を行う調整装置に
ついて、その要部構成の一例を示す図である。

【図１４】光ピツクアップにおける一般的なスポットの
強度分布の一例を示す図である。

【図１５】図１４(1) の強度分布を面Ｈで切断した断面
図である。

【図１６】対物レンズアクチュエータの傾きと、１次リ
ングの強度との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 光ピックアップのハウジング ２ 偏向プリズム ３ アクチュエータ ４ ネジ ５ 対物レンズ ６ カバーガラス ７ 顕微鏡 ８ カメラコントローラ ９ ＴＶモニター ＬＢ レーザ光 ３１ フレームメモリ ３２ ９と同様なＴＶモニター ３３ コンピュータ ３４ ディスプレイ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズからの出射光を撮像素子上に結像
   させ、該素子上の点（ｘ，ｙ）における強度Ｉ（ｘ，
   ｙ）を用いて演算処理を行う対物レンズ傾き検査装置に
   おいて、 処理手段として、 前記強度Ｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる点Ｐ（ｘｐ，ｙ
   ｐ）を求める手段と、 前記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を一端とした前記撮像素子上の
   複数の線分の上における強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）（ｉ＝
   １〜ｎ）を求める手段と、 前記各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次リングのピ
   ーク位置Ｒｉの強度Ｋｉを検出する手段と、 前記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）で直交する仮想的な２直線によ
   って分割される前記撮像素子上の４つの領域を、左回り
   にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、各領域のピーク強度の総和を、
   順にａ，ｂ，ｃ，ｄとして、 【数１】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えたことを特徴とする対物レンズ
   傾き検査装置。
2. 【請求項２】 レンズからの出射光を撮像素子上に結像
   させ、該素子上の点（ｘ，ｙ）における強度Ｉ（ｘ，
   ｙ）を用いて演算処理を行う対物レンズ傾き検査装置に
   おいて、 処理手段として、 前記強度Ｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる点Ｐ（ｘｐ，ｙ
   ｐ）を求める手段と、 前記点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）を一端とした前記撮像素子上の
   複数の線分の上における強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）（ｉ＝
   １〜ｎ）を求める手段と、 前記各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボト
   ム位置Ａｉ，１次リングのピーク位置Ｒｉ，２次暗帯の
   ボトム位置Ｂｉを検出する手段と、 前記各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）上において、位置Ａｉか
   ら位置Ｂｉにいたる点までの強度の和をＳｉとし、前記
   点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）で直交する仮想的な２直線によって
   分割される前記撮像素子上の４つの領域を、左回りに
   Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、各領域について、位置Ａｉから位
   置Ｂｉにいたる点までの１次リング領域の強度の総和
   を、順にａ，ｂ，ｃ，ｄとし、 【数２】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えたことを特徴とする対物レンズ
   傾き検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２の検査装置において、 各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボトム位
   置Ａｉから２次暗帯のボトム位置Ｂｉにいたる点までの
   画素数をｍｉ、その強度の和をＳｉとし、各領域Ａ，
   Ｂ，Ｃ，Ｄについて、平均強度を、順にａ，ｂ，ｃ，ｄ
   とし、 【数３】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えたことを特徴とする対物レンズ
   傾き検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３の検査装置におい
   て、 １次リングのピーク位置Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）の強度の最
   大値を超えない定数をＢＧＬとし、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，
   Ｄについて、各領域のピーク強度の総和、１次リング領
   域の強度の総和、あるいは平均強度から前記定数ＢＧＬ
   を減じた値を、順にａ，ｂ，ｃ，ｄとし、 【数４】 【数５】 あるいは、 【数６】 あるいは、 【数７】 としたとき、ｋ１，ｋ２を定数として、 ｋ１｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） または、 ｋ２｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） を求める手段、とを備えたことを特徴とする対物レンズ
   傾き検査装置。
5. 【請求項５】 請求項４の検査装置において、 各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボトム位
   置Ａｉの強度の最小値を、定数ＢＧＬとしたことを特徴
   とする対物レンズ傾き検査装置。
6. 【請求項６】 請求項４の検査装置において、 各強度分布Ｉｉ（ｘ，ｙ）における１次暗帯のボトム位
   置Ａｉの強度の平均値を、定数ＢＧＬとしたことを特徴
   とする対物レンズ傾き検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６の検査装置におい
   て、 点Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）の代りに、強度Ｉ（ｘ，ｙ）がしき
   い値Ｉth以上である点の強度分布の重心Ｇ（ｘｇ，ｙ
   ｇ）を用いて演算処理を行う手段を備えたことを特徴と
   する対物レンズ傾き検査装置。