JPH07210877A

JPH07210877A - 光軸調整装置および光軸調整方法

Info

Publication number: JPH07210877A
Application number: JP6005741A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kishi; 俊法貴志; Shinya Abe; 伸也阿部; Fumiaki Ueno; 文章植野; Yoshiji Fujita; 佳児藤田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1995-08-11
Anticipated expiration: 2019-04-12
Also published as: JP3517262B2

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズの集光特性を十分に使用するために、
レーザ光路をレンズ光軸に対して精確に一致させる。【構成】紫外線レーザ１からのレーザ光２をミラー
３，４と偏光ビームスプリッタ５を介して凸レンズ７に
入射し、凸レンズ７の背後の反射板８で反射させて再び
凸レンズ７に入射し、１／４波長板６から偏光ビームス
プリッタ５を経て２次元ダイオードアレーであるＣＣＤ
カメラ９に入射し、その像をモニタ１０に映し出す。凸
レンズ７を搭載した一軸ステージ７Ａを駆動して凸レン
ズ７と反射板８との距離を調整するとともに、ミラー
３，４を搭載した平行移動とあおりの調整機構３Ａ，４
Ａを駆動して凸レンズ７に対するレーザ光２の入射方向
を調整し、ＣＣＤカメラ９への入射位置が変化せずかつ
強度分布が常に回転対称となる分布をとるようにして、
レーザ光路とレンズ光軸を一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズの集光特性を十
分に使用するために、レーザ光路をレンズ光軸に精確に
一致させる光軸調整装置および光軸調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光軸の調整方法について説明す
る。

【０００３】第１の従来の光軸調整方法を実現するため
の光学系の模式図を図５に示す。図５において、２はレ
ーザ光、１９はレーザ、２０は２方向への平行移動およ
び２軸の回転の調整が可能なステージ２０Ａに搭載され
たレンズ、２１はレーザ光２の照射位置を確認するため
のターゲットである。

【０００４】この従来例１における光軸調整において
は、レーザ１９を駆動してレーザ光２をあらかじめ所望
の光学系上を通す。その際、光軸を一致させるべきレン
ズ２０は挿入せず、また、レーザ光２は十分遠方まで飛
ばしておく。さらに、遠方に用意されたターゲット２１
によって、レンズ２０挿入前のレーザ光２の照射位置に
印を付けておく。

【０００５】次に、レーザ照射位置がターゲット２１上
の印からずれないように、レンズ２０を挿入する。この
ようなレンズ２０の挿入に際して、レンズ２０へのレー
ザ光２の入射位置およびレンズ２０の傾きの調整は、レ
ンズ２０自身をそのステージ２０Ａの調整機構によって
移動、回転させることにより行う。

【０００６】次に、第２の従来の光軸調整方法を実現す
るための光学系の模式図を図６に示す。図６において、
２２は開口部２２ａを設けたスクリーン、２３はレンズ
面からの反射光である。

【０００７】この従来例２による光軸調整方法は、レン
ズ各面からの反射光を利用する方法であって、その調整
に当たっては、まず、レーザ光２を所望の光学系上を通
す。

【０００８】次に、光軸を一致させるべきレンズ２０
を、その光軸がレーザ光路とほぼ一致するように挿入す
る。また、レンズ２０に入射する前の位置に、レーザ光
２のビーム径よりも大きい開口部２２ａを設けたスクリ
ーン２２を、レーザ光２がその開口部２２ａを通過する
ように設置する。

【０００９】このように、レンズ２０の前にスクリーン
２２を設置すると、スクリーン２２の開口部２２ａを通
過したレーザ光２が入射ビームとしてレンズ２０の各面
で反射し、その反射光２３がスクリーン２２上に映る。
そして、このレンズ各面からの反射光２３が、入射ビー
ムと重なるように、すなわちスクリーン２２の開口部２
２ａに一致するようにレンズ２０の位置および角度を調
整する。

【００１０】また、反射光のそれぞれを調整用ビームと
して用いる代わりに、反射光のつくる回折パターンを用
いて、上記と同様に入射ビーム光に重なるように調整を
行うのも同様である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光軸調整方法では以下に述べるような問題が
あった。

【００１２】まず、従来例１の場合には、光軸調整の実
行可能な条件が非常に限られているという点である。光
学系の関係でレンズ２０の挿入位置より後方に十分に長
い距離をとれない場合とか、あるいは焦点距離が非常に
短いレンズ２０を挿入しなければならない場合には、レ
ンズ２０の後方遠方位置にレーザ光２の照射位置の印を
付けるためのターゲット２１を配置できなくなるので、
従来例１の調整方法で光軸を調整することができない。

【００１３】また、従来例１の方法では、遠方でのター
ゲット２１でのレーザ光２の照射位置の変化によってレ
ンズ２０の光軸の調整を行うが、レンズ通過後の遠方に
おいてレーザ光２のビーム径はかなり拡大しており、レ
ーザ光２のレンズ２０への入射位置および入射角度の違
いに起因するターゲット２１での照射位置の変化は見極
めがたいものである。

【００１４】また、従来例２の方法でも、反射光２３を
入射ビームと一致させるように調整する場合に、実際に
は、その一致点がスクリーン２２の開口部２２ａに当た
る上に、その開口部２２ａの径もビーム径よりも大きい
ので、その開口部２２ａ内での微妙な光軸調整は不可能
であるといえる。

【００１５】特に、光の伝達効率を向上させるためにレ
ンズ２０の表面に反射防止膜等の処理が施されている場
合には、反射光２３の強度が小さくなるためより、光軸
調整が一層困難になるといった問題点もある。

【００１６】また、従来例１と従来例２に共通した問題
点として、調整精度の問題がある。

【００１７】特に、光ディスク原盤を作製するための対
物レンズのように、記録光の波長に対して回折限界まで
光を集光するように設計されたレンズを用いる場合に大
きな問題となる。すなわち、このような対物レンズは一
般に組みレンズとして用いられるが、その組みレンズ
は、ビームスポットをより小さくするために視野が小さ
い設計となっているので、記録光のレンズ光軸からのわ
ずかなずれに対して集光特性が極端に低くなってしま
う。そこで非常に精度高くレンズ光軸とレーザ光路を一
致させる必要が生じるが、そのように一致させる作業は
むずかしいものとなる。

【００１８】以上のように、従来例１の方法でも従来例
２の方法でも、光軸の調整精度の点で大きな問題があっ
た。また、光軸の調整に当たって、「ターゲット照射位
置が変化しない」、あるいは「開口部中心を通過してい
る」という判断を調整者に要求するものであるが、この
判断は調整者に依存するものであり、それにはかなり調
整者の個人差があると考えられ、調整の客観的な信頼性
とか安定性という面でも問題があった。

【００１９】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、精
度高くレーザ光路をレンズの光軸と一致させることを可
能にする光軸調整装置および光軸調整方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
光軸調整装置は、レンズと、このレンズの後方でレンズ
光軸と垂直に設置された反射板と、前記レンズと前記反
射板との距離を変化させる手段と、前記レンズに対する
レーザ光の入射方向を変化させる手段と、前記レンズを
通過した前記反射板からの反射光を入射光と分離する手
段と、その反射光を検出する手段とを備えたことを特徴
とするものである。

【００２１】本発明に係る請求項２の光軸調整装置は、
請求項１の光軸調整装置において、レンズとして組みレ
ンズが用いられているものである。

【００２２】本発明に係る請求項３の光軸調整装置は、
請求項１または請求項２の光軸調整装置において、レン
ズと反射板との距離を変化させる手段として、レンズを
搭載しそのレンズをレンズ光軸と平行方向に変位させる
可動ステージを用いていることを特徴とするものであ
る。

【００２３】本発明に係る請求項４の光軸調整装置は、
請求項１または請求項２の光軸調整装置において、レン
ズと反射板との距離を変化させる手段として、レンズを
搭載し、周期的に変化する電圧を印加することによりレ
ンズをレンズ光軸と平行方向に変位させるアクチュエー
タを用いていることを特徴とするものである。

【００２４】本発明に係る請求項５の光軸調整装置は、
請求項１から請求項４までのいずれかの光軸調整装置に
おいて、レンズに対するレーザ光の入射方向を変化させ
る手段として、レンズへの入射前の位置に設けられた少
なくとも１つの反射面と、互いに垂直な２方向の平行移
動機構と、互いに垂直な回転軸を有するあおり（傾き）
の調整機構とを備えたことを特徴とするものである。

【００２５】本発明に係る請求項６の光軸調整装置は、
請求項５の光軸調整装置において、平行移動機構として
２軸可動ステージ上にレンズを搭載したものを用いてい
るものである。

【００２６】本発明に係る請求項７の光軸調整装置は、
請求項１から請求項６までのいずれかの光軸調整装置に
おいて、反射光と入射光を分離する手段として、偏光ビ
ームスプリッタと１／４波長板の組を用いていることを
特徴とするものである。

【００２７】本発明に係る請求項８の光軸調整装置は、
請求項１から請求項７までのいずれかの光軸調整装置に
おいて、反射光を検出する手段として２次元ダイオード
アレーを用いていることを特徴とするものである。

【００２８】本発明に係る請求項９の光軸調整装置は、
請求項１から請求項７までのいずれかの光軸調整装置に
おいて、反射光を検出する手段として、集光用レンズお
よびその焦点面上に２次元ダイオードアレーを設置した
ものを用いていることを特徴とするものである。

【００２９】本発明に係る請求項１０の光軸調整装置
は、請求項８または請求項９の光軸調整装置において、
２次元ダイオードアレーで受光した信号を像として表示
するモニタを備えていることを特徴とするものである。

【００３０】本発明に係る請求項１１の光軸調整装置
は、請求項８または請求項９の光軸調整装置において、
２次元ダイオードアレーで受光した信号に基づいてレン
ズと反射板との距離の変化に対しての強度分布ピーク位
置の変位信号および回転対称エラー信号を作成する信号
処理部を備えていることを特徴とするものである。

【００３１】本発明に係る請求項１２の光軸調整方法
は、レーザ光路をレンズの光軸と一致させる方法であっ
て、レンズと反射板との距離をレンズ焦点距離近傍で変
化させ、すべての位置において、反射光の検出手段への
入射位置が変化せずかつ強度分布が常に回転対称となる
分布をとるように、光の対物レンズへの入射方向を変化
させることを特徴とするものである。

【００３２】

【作用】請求項１の光軸調整装置によれば、次のような
作用が得られる。

【００３３】まず、レンズに対してレーザ光が斜めに入
射した場合の反射光検出手段上での位置変化について考
える。レーザ光を光線として考えると、反射板から反射
される光も必ずレンズに対して斜めに入射する。このと
きレンズと反射板との距離を変化させると、反射板での
反射位置が変化し、それに伴って反射光の再入射する位
置が変化する。ところがこのとき再入射する角度は一定
であるため、レンズ出射後の光路が変化し、その結果、
反射光検出手段上での照射位置が変化する。

【００３４】次に、強度分布の回転対称性についてであ
るが、この場合は理解を容易にするために、レーザ光が
光線の束であると考える。また「光線とレンズ光軸との
距離」を、レンズの前焦点面における光線の通過位置と
前焦点との距離と定義する。

【００３５】レンズ通過後の光線群の挙動を考えると、
その光線群がレンズ光軸から遠いほど焦点面への入射角
が大きくなる。このことから焦点近傍において、レンズ
光軸から遠い光線群ほど、光線群内の光線どうしのなす
角度は小さくなり、単位面積当たりの強度が大きくなる
ことがわかる。この結果、斜めに入射された場合には反
射光検出手段への入射ビームが回転対称でなくなる。

【００３６】レンズと反射板との距離を変化させて、あ
らゆる距離においても上記の現象、すなわち反射光の反
射光検出手段上での照射位置の変化と強度分布の回転対
称からのずれが起こらないとき、レーザ光路とレンズ光
軸が一致したことになる。そうなるようにレンズの位置
および入射方向を調整することにより、レーザ光路をレ
ンズ光軸に一致させることができる。

【００３７】請求項２の光軸調整装置は、レンズとし
て、レーザ光のスポットを小さくするために組みレンズ
を用いる場合が多いことを明らかにしたものである。

【００３８】請求項３の光軸調整装置においては、可動
ステージにレンズを搭載し、可動ステージの動作により
レンズをレンズ光軸と平行方向に変位させて、レンズと
反射板との距離を変化させる。

【００３９】請求項４の光軸調整装置においては、アク
チュエータにレンズを搭載し、そのアクチュエータに周
期的に変化する電圧を印加してレンズを絶えず変位させ
ることにより、レンズと反射板との距離を絶えず自動的
に変化させるため、レーザ光路とレンズ光軸を一致させ
る作業が能率良く行える。

【００４０】請求項５の光軸調整装置においては、レン
ズ入射前の位置の反射面を垂直２方向に平行移動させた
り垂直２軸まわりに回転させることにより、レンズに対
するレーザ光の入射方向を変化させる。

【００４１】請求項６の光軸調整装置においては、２軸
可動ステージを動作させてレンズを垂直２方向に平行移
動させる。

【００４２】請求項７の光軸調整装置においては、偏光
ビームスプリッタと１／４波長板の組が反射光を入射光
から分離する。

【００４３】請求項８の光軸調整装置においては、２次
元ダイオードアレーによって反射光を検出するから、レ
ンズを通しての反射板への照射位置の変化と強度分布の
回転対称からのずれを計測することができる。

【００４４】請求項９の光軸調整装置においては、２次
元ダイオードアレーの前に集光用レンズを設け、その集
光用レンズの焦点が２次元ダイオードアレー上にくるよ
うにし、顕微鏡系と同様の光学系としたので、集光用レ
ンズによって集光されたビーム形状を近似的に拡大して
観察でき、より厳密な調整が可能となる。

【００４５】請求項１０の光軸調整装置においては、２
次元ダイオードアレーで受光した信号をモニタ上に像と
して表示するので、照射位置の変化と強度分布の回転対
称からのずれの程度を視覚的に素早く把握することがで
きる。

【００４６】請求項１１の光軸調整装置においては、信
号処理部により、２次元ダイオードアレーで受光した信
号に基づいて強度分布ピーク位置の変位信号と回転対称
エラー信号を作成して、それらのずれを測定する。

【００４７】そして、請求項１２の光軸調整方法におい
ては、反射光の検出手段への入射位置が変化せずかつ強
度分布が回転対称となるように入射方向を調整すること
で、レーザ光路とレンズ光軸とを一致させることができ
る。

【００４８】

【実施例】以下、具体的な実施例をもって本発明を詳述
する。

【００４９】（実施例１）実施例１として、１枚の凸レ
ンズに紫外線レーザ光を精確に通す場合を説明する。

【００５０】図１は本発明の実施例１の光軸調整方法を
実現するための光学系を模式的に示したものである。図
１において、１は紫外線レーザ、２はレーザ光、３およ
び４はレーザ光路を変化させるためのミラー、５は偏光
ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、６は１／４波長板、７は
凸レンズ、８は凸レンズ７の光軸と垂直となるように設
置された反射板、９は反射光を受光するための２次元ダ
イオードアレーとしてのＣＣＤカメラ、１０はＣＣＤで
受光された光を画像として映すためのモニタである。ミ
ラー３，４は、それぞれ平行移動とあおりの調整機構３
Ａ，４Ａ上に設けられており、それらによってレーザ光
２の光路を変化させることにより、レーザ光２の凸レン
ズ７への入射位置および角度の調整を行うようになって
いる。また、凸レンズ７は、レンズ光軸と平行方向に移
動できる一軸ステージ７Ａ上に搭載されている。

【００５１】まず、凸レンズ７の焦点位置近傍に反射板
８を凸レンズ７の光軸と垂直になるように機械的な方法
等により設置する。

【００５２】次に、紫外線レーザ１を駆動してｐ偏光の
レーザ光２を出射し、ミラー３，４、偏光ビームスプリ
ッタ５、１／４波長板６を介してレーザ光２を凸レンズ
７に導く。凸レンズ７を通過したレーザ光２は反射板８
にて反射され、再度凸レンズ７を通過した後に、１／４
波長板６を通過し偏光ビームスプリッタ５で反射されて
ＣＣＤカメラ９に入射する。ＣＣＤカメラ９に入射した
光はモニタ１０上に映されるので、それを見ながら調整
を行う。

【００５３】調整の手順は、凸レンズ７と反射板８との
距離を凸レンズ７の焦点距離近傍で変化させたときに、
すべての位置において反射光の検出光学系への入射位置
が変化せず、かつ強度分布が常に回転対称となる分布を
とるよう調整できれば、いかなる方法によっても良いが
以下に一例を示す。

【００５４】まず、凸レンズ７の焦点位置に反射板８を
もっていき、その位置でモニタ１０上の像がほぼ回転対
称となるように粗調整する。

【００５５】次に、凸レンズ７と反射板８との距離を変
化させながら、ミラー４の一軸平行移動とそれに対応す
るあおりを用いて、調整方向への照射位置の移動が起こ
らず、かつ強度分布が常に左右対称となるように微調整
する。

【００５６】次に、上記で調整した方向と垂直方向の軸
に関しても同様に微調整する。この場合は、ミラー３，
４のあおりによって調整する。

【００５７】上記の調整を行った後、反射板８を凸レン
ズ７の焦点にもっていき、その前後で凸レンズ７と反射
板８との距離を変化させながら、調整した各方向のビー
ムの広がり具合を比較する。広がり方が同様になるま
で、ミラー３，４によって調整を行う。

【００５８】以上、本実施例によれば、レンズ光軸にレ
ーザ光路を精確に一致させることができる。

【００５９】なお、本方法にて最適位置が見いだせない
場合は、反射板８の調整に問題があると考えられるた
め、反射板８の調整を再度行う必要がある。

【００６０】（実施例２）次に、実施例２として光ディ
スク原盤の製造装置において、あらかじめ取り付けられ
た対物レンズに対して記録用レーザ光を通す場合を説明
する。

【００６１】図２は本発明の実施例２の光軸調整方法を
実現するための光学系を模式的に示したものである。図
２において、１１はビームエキスパンダ、１２は対物レ
ンズ（ＮＡ０．９、焦点距離２ｍｍ）、１３は反射板と
して用いるガラスディスク原盤、１４はＣＣＤカメラ９
に集光するための集光用レンズ（焦点距離２０００ｍ
ｍ）である。その他は構成部品は図１と同様である。す
なわち、１は紫外線レーザ、２はレーザ光、３はミラ
ー、５は偏光ビームスプリッタ、６は１／４波長板、９
はＣＣＤカメラ、１０はモニタである。

【００６２】なお、ビームエキスパンダ１１によって紫
外線レーザ１から出射されたレーザ光２は直径約７ｍｍ
の平行光に成形されている。また、ミラー３は２軸のあ
おり調整ができるように可動ステージ３Ａに取り付けら
れ、対物レンズ１２は互いに垂直な２方向への平行移動
が可能なように可動ステージ１２Ａに取り付けられてい
る。そして本実施例においては、レーザ光２の対物レン
ズ１２への入射位置および角度の調整は、ミラー３のあ
おり２軸と対物レンズ１２の平行移動２軸によって行
う。また、集光用レンズ１４の焦点面にＣＣＤカメラ９
の受光面がくるように設置する。

【００６３】以下、調整方法について説明する。

【００６４】まず、紫外線レーザ１から出射されたレー
ザ光２を、ビームエキスパンダ１１、偏光ビームスプリ
ッタ５、１／４波長板６、ミラー３を介して対物レンズ
１２の中心付近を通るように落とし込む。次に、対物レ
ンズ１２をガラスディスク原盤（反射板）１３に近づけ
てゆく。実施例１と同様の光学系であるのでガラスディ
スク原盤１３からの反射光はＣＣＤカメラ９にて受光さ
れるが、本実施例の場合には、対物レンズ１２とガラス
ディスク原盤１３との距離が対物レンズ１２の焦点距離
に近づくに従い、モニタ１０上には集光用レンズ１４に
よって集光されたビーム像が映し出される。この像は実
際にガラスディスク原盤１３の近傍に集光されているビ
ーム形状を１０００倍に拡大したものである。現実には
対物レンズ１２によるけられ等により忠実にビーム形状
を再現しているとはいえないが、強度分布ピーク位置お
よび回転対称性についての評価に関しては問題ない。こ
れよりこの像を観察しながら調整を行う。

【００６５】基本的には実施例１と同様の方法で調整す
るが、実施例１と異なるのは、レーザ光２の入射方向を
変化させるに当たって、あおりをミラー３により、平行
移動を対物レンズ１２によって行う点である。それ以外
は実施例の１と同様の手順、すなわちある程度の粗調整
の後、一軸ずつ微調整し、最後に両軸方向の広がり方が
均一となるように調整を行えばよい。

【００６６】実施例１と比較して、モニタ１０の前に集
光用レンズ１４を設けたので、対物レンズ１２とガラス
ディスク原盤１３との距離の変化に対してのモニタ１０
上でのビーム形状の変化が大きいため、より精確に調整
することが可能となる。

【００６７】以上、本実施例によれば、実施例１と同様
に、レンズ光軸にレーザ光路を精確に一致させることが
できる。

【００６８】（実施例３）次に、実施例３として、実施
例２と同様、光ディスク原盤の製造装置において、あら
かじめ取り付けられた対物レンズに対して記録用レーザ
光を通す場合を説明する。

【００６９】図３は本発明の実施例３の光軸調整方法を
実現するための光学系を模式的に示したものである。図
３は図２とほとんど等しく、異なるのは対物レンズ１２
を光軸と平行に移動させるためのアクチュエータ１５、
アクチュエータ１５を駆動するための正弦波発生装置１
６、ＣＣＤカメラの代わりに各素子の強度信号をモニタ
できる２次元のダイオードアレー１７、各素子の強度信
号から各種エラー信号を作成するための信号処理部１８
である。なお、１は紫外線レーザ、２はレーザ光、３は
ミラー、３Ａは２軸あおりの可動ステージ、５は偏光ビ
ームスプリッタ、６は１／４波長板、１１はビームエキ
スパンダ、１３はガラスディスク原盤、１４は集光用レ
ンズである。

【００７０】以下、調整方法について説明する。

【００７１】本実施例と実施例２との相違点は、実施例
２では検出した信号をモニタ１０に画像として映しそれ
を観察しながら調整を行ったのに対して、本実施例で
は、検出した信号から信号処理によって、強度分布ピー
ク位置の変位信号、回転対称エラー信号を作成し、それ
らが０となるように調整を行う点である。ここで変位信
号は信号が最大となる位置をとることにより得られる。
また、回転対称エラー信号はどれだけ強度分布が回転対
称からずれているかを示すものである。

【００７２】本実施例においては、回転対称エラー信号
作成の１つの方法として図４（ａ）に示すように、２次
元ダイオードアレー１７を４つの領域に分割し、その領
域各素子の強度の和をとる。そして、互いに垂直な調整
方向に対応するように対向する領域の差信号（Ａ−Ｄ）
および（Ｂ−Ｃ）をエラー信号とする。この場合、エラ
ー信号は各調整方向で得られるため、その２つのエラー
信号が０となるように、それぞれの軸を調整する。

【００７３】実施例２と同様、レーザ光２を対物レンズ
１２の中心付近を通るように落とし込んだ後、対物レン
ズ１２をガラスディスク原盤１３に近づけてゆく。焦点
位置まで近づけた後、正弦波発生装置１６によりアクチ
ュエータ１５に周期１秒程度の正弦波の電流を流し、対
物レンズ１２を上下させることにより、対物レンズ１２
とガラスディスク原盤１３との間の距離を上下に変化さ
せながら、エラー信号の変化を観察する。具体的な調整
手順は実施例１，２とまったく同様であり、変位信号お
よび回転対称エラー信号が０となるように調整すればよ
い。

【００７４】なお、最終調整として２方向のビームの広
がり方の違いをより厳密に観察する場合には、図４
（ｂ）に示すようにそれぞれの領域において１／４円形
に制限された領域においてのみ和をとり、調整方向に対
応するように対向する領域の和信号（Ａ′＋Ｄ′）と
（Ｂ′＋Ｃ′）を作成する。これが対物レンズ１２とガ
ラスディスク原盤１３との間の距離の変化による各調整
方向への広がり程度を示す。

【００７５】これら２つの信号をそれぞれ微分して比較
することにより、２方向のビームの広がり方の違いを観
察することができ、これらが等しくなるように調整すれ
ばよい。

【００７６】以上、本実施例によれば、実施例１，２と
同様に、レンズ光軸にレーザ光路を精確に一致させるこ
とができる。

【００７７】以上実施例１，２，３によって本発明の詳
細な説明を行った。なお、レンズと反射板との間の上下
方向の距離の変化の方法は、実施例１，２では一軸ステ
ージにより機械的に行い、実施例３では正弦波発生装置
により電気的に行ったが、どちらの方法を用いても原理
的には同様である。

【００７８】また、２軸の平行移動に関しては、レンズ
を平行移動しても、また、ミラーによって光路を移動さ
せても同様であり、すべての実施例に対してすべての調
整方法を用いることができる。

【００７９】

【発明の効果】請求項１の光軸調整装置によれば、レン
ズの光軸上をレーザ光路に対して高精度に一致させるこ
とができる。

【００８０】請求項２の光軸調整装置によれば、レンズ
として組みレンズを用いて、レーザ光のスポットをより
小さくし、精度アップを図ることができる。

【００８１】請求項３の光軸調整装置によれば、レンズ
と反射板との距離を変化させるのに、レンズを可動ステ
ージに搭載するという比較的構造が簡単で操作も容易な
手段を採用できる。

【００８２】請求項４の光軸調整装置によれば、レンズ
を搭載したアクチュエータに周期変化する電圧を印加す
るので、レンズと反射板との距離を自動的にかつ一定周
期をもって一定振幅で変化させるることができ、レーザ
光路とレンズ光軸との一致を能率良く行うことができ
る。

【００８３】請求項５の光軸調整装置によれば、レンズ
に対する入射方向の変化を、反射面の垂直２方向の平行
移動や垂直２軸まわりの回転という比較的簡単な手段で
実現することができる。

【００８４】請求項６の光軸調整装置によれば、レンズ
を垂直２方向に平行移動させるのに、２軸可動ステージ
を用いるので、より一層の構造の簡素化と操作の簡便化
を図ることができる。

【００８５】請求項７の光軸調整装置によれば、反射光
を入射光から分離するのに、偏光ビームスプリッタと１
／４波長板の組を用いるので、構造が簡単である。

【００８６】請求項８の光軸調整装置によれば、レンズ
を通しての反射板への照射位置の変化と強度分布の回転
対称からのずれの計測を２次元ダイオードアレーという
単一部品で実現することができる。

【００８７】請求項９の光軸調整装置によれば、レンズ
を通ったレーザ光が反射板上で作る像の形状を拡大して
観察できるので、レーザ光路とレンズ光軸に一致させる
のに際して、より厳密な調整が可能となる。

【００８８】請求項１０の光軸調整装置によれば、２次
元ダイオードアレーで受光した信号をモニタ上に像とし
て表示するので、照射位置の変化と強度分布の回転対称
からのずれの程度を視覚的に素早く把握することがで
き、調整をより能率良く実施することができる。

【００８９】請求項１１の光軸調整装置によれば、２次
元ダイオードアレーで受光した信号に基づいて強度分布
ピーク位置の変位信号と回転対称エラー信号を作成する
ので、レーザ光路のレンズ光軸に対する一致の精度を高
めることができる。

【００９０】そして、請求項１２の光軸調整方法によれ
ば、反射光の検出手段への入射位置が変化せずかつ強度
分布が回転対称となるように入射方向を調整するように
したので、レーザ光路をレンズ光軸に対して高精度に一
致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光軸調整方法を実現するた
めの装置の模式図である。

【図２】本発明の実施例２の光軸調整方法を実現するた
めの装置の模式図である。

【図３】本発明の実施例３の光軸調整方法を実現するた
めの装置の模式図である。

【図４】実施例３における各信号を作るための領域分割
の仕方を示したものである。

【図５】従来例１の光軸調整方法を示す模式図である。

【図６】従来例２の光軸調整方法を示す模式図である。

【符号の説明】

１……紫外線レーザ２……レーザ光３……ミラー３Ａ…平行移動とあおりの調整機構４……ミラー４Ａ…平行移動とあおりの調整機構５……偏光ビームスプリッタ６……１／４波長板７……凸レンズ７Ａ…一軸ステージ８……反射板９……ＣＣＤカメラ（２次元ダイオードアレー）１０……モニタ１１……ビームエキスパンダ１２……対物レンズ１２Ａ…可動ステージ１３……ガラスディスク原盤（反射板）１４……集光用レンズ１５……アクチュエータ１６……正弦波発生装置１７……２次元ダイオードアレー１８……信号処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田佳児大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズと、このレンズの後方でレンズ光
軸と垂直に設置された反射板と、前記レンズと前記反射
板との距離を変化させる手段と、前記レンズに対するレ
ーザ光の入射方向を変化させる手段と、前記レンズを通
過した前記反射板からの反射光を入射光と分離する手段
と、その反射光を検出する手段とを備えたことを特徴と
する光軸調整装置。
【請求項２】請求項１において、レンズとして組みレ
ンズが用いられている光軸調整装置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、レン
ズと反射板との距離を変化させる手段として、レンズを
搭載しそのレンズをレンズ光軸と平行方向に変位させる
可動ステージを用いていることを特徴とする光軸調整装
置。
【請求項４】請求項１または請求項２において、レン
ズと反射板との距離を変化させる手段として、レンズを
搭載し、周期的に変化する電圧を印加することによりレ
ンズをレンズ光軸と平行方向に変位させるアクチュエー
タを用いていることを特徴とする光軸調整装置。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項において、レンズに対するレーザ光の入射方向を変化
させる手段として、レンズへの入射前の位置に設けられ
た少なくとも１つの反射面と、互いに垂直な２方向の平
行移動機構と、互いに垂直な回転軸を有するあおり（傾
き）の調整機構とを備えたことを特徴とする光軸調整装
置。
【請求項６】請求項５において、平行移動機構として
２軸可動ステージ上にレンズを搭載したものを用いてい
る光軸調整装置。
【請求項７】請求項１から請求項６までのいずれか１
項において、反射光と入射光を分離する手段として、偏
光ビームスプリッタと１／４波長板の組を用いているこ
とを特徴とする光軸調整装置。
【請求項８】請求項１から請求項７までのいずれか１
項において、反射光を検出する手段として２次元ダイオ
ードアレーを用いていることを特徴とする光軸調整装
置。
【請求項９】請求項１から請求項７までのいずれか１
項において、反射光を検出する手段として、集光用レン
ズおよびその焦点面上に２次元ダイオードアレーを設置
したものを用いていることを特徴とする光軸調整装置。
【請求項１０】請求項８または請求項９において、２
次元ダイオードアレーで受光した信号を像として表示す
るモニタを備えていることを特徴とする光軸調整装置。
【請求項１１】請求項８または請求項９において、２
次元ダイオードアレーで受光した信号に基づいてレンズ
と反射板との距離の変化に対しての強度分布ピーク位置
の変位信号および回転対称エラー信号を作成する信号処
理部を備えていることを特徴とする光軸調整装置。
【請求項１２】レーザ光路をレンズの光軸と一致させ
る方法であって、レンズと反射板との距離をレンズ焦点
距離近傍で変化させ、すべての位置において、反射光の
検出手段への入射位置が変化せずかつ強度分布が常に回
転対称となる分布をとるように、光の対物レンズへの入
射方向を変化させることを特徴とする光軸調整方法。