JP2009123339A

JP2009123339A - 光ピックアップ装置およびその製造方法

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Publication number: JP2009123339A
Application number: JP2009055638A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ogata; 伸夫緒方
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】光ピックアップ装置内に光学部品を機械的に移動するための駆動機構が不要であって、装置の小型化および収差補正の応答速度の速い光ピックアップ装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の光ピックアップ装置は、光路中の収差を補正するために、電気信号で球面収差補正量が調整可能である液晶素子３０と、球面収差補正量が所定の量に固定されたビームエキスパンダ２８とを備えている。これにより、例えば、透明基板１１ａの厚み誤差による球面収差を液晶素子３０、対物レンズ１２などの光学系によって発生する球面収差をビームエキスパンダ２８という風に分担して球面収差を補正することができる。それゆえ、従来よりも小型化が可能であり、応答速度の速い光ピックアップ装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的に情報を記録再生する光ピックアップ装置に関し、特に光ビームを用いて情報を記録再生する際に発生する収差を補正する光ピックアップ装置およびその製造方法に関するものである。

近年、光ディスクの情報記録容量の高密度化、大容量化が強く望まれている。光ディスクの記録密度を大きくするためには、レーザ光を短波長化することと、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが必要とされている。

例えば、光ディスクとして、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）に比較して高密度化が図られたＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）では、対物レンズとして開口数ＮＡが０．６の単玉両面非球面レンズと、波長が６５０ｎｍのレーザ光とを用いて、大容量化を実現している。さらに、次世代高密度光ディスクでは、開口数ＮＡが０．８５の対物レンズと、波長が４０５ｎｍのレーザ光とを用いて、さらなる大容量化が考えられている。

しかし、大容量化が図られた光ディスクでは、対物レンズの開口数ＮＡが大きくなるに従って、収差の影響が問題となる。例えば、光ディスクの記録面に対する対物レンズの光軸の傾きであるディスクスキューによって生じるコマ収差は、対物レンズの開口数ＮＡの３乗に比例して増加する。

このコマ収差を抑制するためには、光ディスクの記録領域にレーザ光が照射された際に、情報が記録された記録層上に照射されるレーザ光が透過される距離であるレーザ光の入射面と記録層との間の光透過層の厚さｔ（以下、ディスク基板厚さｔと称する）を薄くすることが効果的である。

そこで、ＣＤのディスク基板厚さｔが１．２ｍｍであるのに対して、ＤＶＤではディスク基板厚さｔを０．６ｍｍ、次世代高密度光ディスクではディスク基板厚さｔを０．１ｍｍと薄型化することで、同程度のディスクスキューの許容範囲を確保している。

また、ディスク基板厚さｔの誤差によって発生する球面収差は、開口数ＮＡの４乗に比例して増加する。この球面収差を抑制するためには、ディスク基板厚さｔの寸法公差を小さくすることが効果的である。

例えば、レーザ光の波長が７８０ｎｍ、開口数ＮＡが０．４５であるＣＤのディスク基板厚さｔの寸法公差は±１００μｍであるのに対して、レーザ光の波長が６５０ｎｍ、開口数ＮＡが０．６であるＤＶＤのディスク基板厚さｔの寸法公差は±３０μｍ、レーザ光の波長が４０５ｎｍ、開口数ＮＡが０．８５である次世代高密度光ディスクのディスク基板厚さｔの寸法公差は±３μｍになると考えられている。このように、開口数を大きくして大容量化が図られるに従って、ディスクの製作精度は加速度的に厳しくなる。

しかし、光ディスクにおいては、ディスク基板厚さｔの誤差が、光ディスクの製造方法に依存するため、ディスク基板厚さｔの寸法精度を高めることが非常に困難であるという問題がある。また、ディスク基板厚さｔの寸法精度を高めることは、光ディスクの製造コストを増加させてしまうという不都合がある。したがって、光ピックアップ装置としては、光ディスクを再生する際に生じる球面収差を補正する機能を有することが強く望まれる。

また、大容量化の別手法として、光ディスクの多層化がある。例えば、容量を倍増するために２層ディスクが用いられる。この２層ディスクでは層間での再生信号クロストークを抑制するために少なくとも２０μｍ程度の層間隔が必要である。この数値は上述した次世代高密度光ディスク用のディスク基板厚さｔの寸法公差±３μｍを超えている。したがって、２層ディスクに対応するためには、光ピックアップ装置での球面収差補正が必須となる。

球面収差を補正する従来技術として、主に、（１）ビームエキスパンダを用いる方法（後述の第１の従来技術）と（２）液晶素子を用いる方法（後述の第２の従来技術、第３の従来技術）との２種類がある。

第１の従来技術として、例えば、特許文献１には、２枚のレンズ（ビームエキスパンダ）を用いて球面収差を補正する技術が開示されている。図１３に基づいて、この補正技術について説明する。図１３は、特許文献１の光ピックアップ装置の構成を示した図である。図１３の光ピックアップ装置は、平凹レンズ１０７、平凸レンズ１０８、対物レンズ１０９、駆動機構１１０、および光ディスク１１１を備えている。

図１３において、対物レンズ１０９と、対物レンズ１０９の光ディスク側と反対側にある光源（図示せず）との間に、平凹レンズ１０７と平凸レンズ１０８を配置している。光ディスク１１１の透明基板１１１ａのディスク基板厚さｔ（特許文献１では「保護層の厚さ」と表現されている）に応じて、ギア等で構成される駆動機構１１０により平凹レンズ１０７を光軸方向に駆動することにより、球面収差を補正する。平凸レンズ１０８を透過した光は、平凸レンズ１０８と平凹レンズ１０７との間隔に応じて曲率が変化した球面波として対物レンズ１０９に入射する。その結果、対物レンズ１０９で発生する球面収差が変化する。したがって、ディスク基板厚さｔで発生する球面収差をちょうど打ち消すように平凹レンズ１０７と平凸レンズ１０８との間隔を設定することにより、光ディスク１１１の記録層に球面収差が無い状態で、光源からの光を集光することが可能になる。

第２の従来技術として、例えば、特許文献２には、液晶素子を用いて球面収差を補正する技術が開示されている。この場合は対物レンズと光源の間に、液晶素子を配置し、ディスク基板厚さｔに応じて、液晶素子に印加する電圧を変化させることにより位相変化を生じさせ球面収差を補正する。液晶素子は、入射するビーム光の偏光方向に配向方向を一致させて設けられたパラレルタイプの液晶と、この液晶を対向間に封入する一対の透明基板と、これら透明基板の内面に同心円状に配列された複数の透明電極部を有する透明電極とを備えている。そして、ディスク基板厚さｔに応じて所定の電圧差を透明電極の各透明電極部に印加して、各透明電極部に対応する領域の液晶の配向方向をそれぞれ変化させる。これにより、各透明電極部を通過するレーザ光に位相差が生じる。その結果、ディスク基板厚さｔに起因する光路差（球面収差）を補正し、光ディスクの記録層に球面収差が無い状態で集光することが可能になる。

第３の従来技術として、例えば、特許文献３には、液晶素子を用いて球面収差を補正する別の技術が開示されている。液晶素子の構造としては、前述した第２の従来技術と同じであるが、液晶素子で発生させる位相変化のパターンが異なる。この場合には、ディスク基板厚さｔに応じて所定の電圧差を透明電極の各透明電極部に印加することにより、液晶素子に入射する平面波を球面波とする位相変化を与えるようになっている。その結果、対物レンズに球面波が入射されるので、対物レンズでは球面収差が発生する。この球面収差によって、ディスク基板厚さｔに起因する光路差（球面収差）を補正し、光ディスクの記録層に球面収差が無い状態で、光源からの光を集光することが可能になる。

特開平５−２６６５１１号公報（公開日１９９３年１０月１５日）特開２０００−３５３３３３号公報（公開日２０００年１２月１９日）特開２００２−１０９７７６号公報（公開日２００２年４月１２日）

ところが、上記従来の収差補正技術は、以下のような問題点を有していた。すなわち、
（１）第１の従来技術では、光路中のレンズ間隔を制御するための駆動機構を備える必要があるので、光ピックアップ装置が大型化する。
（２）第２および第３の従来技術では、液晶層の厚さが厚くなるため、応答速度が遅い。

具体的には、第１の従来技術（特許文献１）では、球面収差を補正する際に、平凸レンズと平凹レンズとの間隔を変えている。このため、レンズの間隔を調整するためのモータやギア等の駆動機構を配置するスペースが必要である。その結果、光ピックアップ装置の寸法が大型化するという課題があった。特に、各レンズの設置誤差の許容範囲を拡大して経時変化の影響を低減することや、球面収差補正の感度向上を考慮すると、各レンズの可動範囲を大きくとる必要がある。その結果、さらに光ピックアップ装置の寸法が大型化し、駆動時間も低下するという課題があった。

このように、第１の従来技術には、光ピックアップ装置が大型化するという課題があるが、他にも以下に示すような問題がある。

光ピックアップ装置に衝撃や振動が加わると、補正した光学部品の間隔が変化してしまい、球面収差補正誤差が生じるという問題がある。

また、平凸レンズと平凹レンズの間隔を変えているため光学系倍率が変化する。このような光学系倍率の変化があると、対物レンズに入射するレーザ光の光量が変化して、再生パワーや記録パワーが変化してしまうという問題がある。

すなわち、再生パワーが最適な再生パワーよりも低すぎると信号レベルが低下して再生信号品質が劣化するし、逆に高すぎても再生時に記録マークを消去してしまう再生劣化が発生するという問題があった。記録パワーについても、最適パワーから変化すると記録ストラテジーが変化して十分な記録特性が得られなくなるという問題がある。

さらに、この光学系倍率の変化はＲＩＭ強度が変化する原因にもなる。ＲＩＭ強度とは、対物レンズに入射する光ビームの強度分布を表す指標であり、光ビームの強度ピークを１とした時の対物レンズの有効径外縁部の強度比で表される。ＲＩＭ強度が変化することにより光ディスクに集光される光ビームのスポット径が変化して、再生特性が劣化するという問題が生じる。さらに、トラッキング誤差信号の検出に３ビームを用いる光ピックアップ装置においては、この光学系倍率の変化により光ディスク上での３ビーム間隔が変化して、トラックとサブビームとの配置関係が変化するために、トラッキング誤差信号がゲイン不足となりトラッキング制御の引込み動作が不安定になるという問題があった。

一方、第２の従来技術（特許文献２）および第３の従来技術（特許文献３）では、液晶素子を用いて球面収差を補正している。ところが、一般に、液晶は応答速度が遅く、補正に必要な位相差が大きくなるほど（すなわち液晶層が厚くなるほど）、応答速度が遅くなるという課題がある。

応答速度を向上するためには、球面収差補正量をなるべく小さくして、液晶層の厚みを薄くすることが効果的である。液晶層の厚みを薄くするためには、球面収差補正量がゼロの状態に対して、プラス方向とマイナス方向とで対称に補正するように補正範囲を設定するのが理想である。

しかし、球面収差には、以下のような成分があり、補正範囲は必ずしも対称にはなっていなかった。ディスク基板厚さｔの誤差は、標準厚さに対してプラス方向とマイナス方向で対称な誤差範囲を持つように設計される。しかし、対物レンズ等の光学部品で発生する光学系に残存する球面収差（設計波長と使用波長との波長誤差、２要素対物レンズのレンズ間隔誤差やレンズ厚み誤差等で発生）は光学系毎にばらついている。したがって、液晶素子では、光学系に残存する球面収差も考慮して、大きな補正範囲に対応しておく必要があった。その結果、球面収差補正量にオフセットが生じる。このオフセットとは、標準厚さの光ディスクを再生する場合においても、光学系に残存する球面収差を補正するために液晶素子の球面収差補正量がゼロにならないことを意味する。したがって、球面収差の補正方向によってはディスク基板厚さｔの誤差による球面収差に上記オフセット分も加えて補正する必要が生じていた。その結果、液晶層の厚みが厚くなり応答速度が低下していた。

このように、第２および第３の従来技術には、応答速度が遅くなるという課題があるが、他にも以下に示すような問題がある。

すなわち、第２の従来技術および第３の従来技術に用いられる液晶素子としては、例えば、光路長を変化させる位相変化を与えることにより球面収差を直接補正するタイプ（第２の従来技術）と、液晶素子に入射する光を球面波に変換する位相変化を与えて対物レンズで球面収差を発生させることにより、発生させた球面収差で補正すべき球面収差を補正するタイプ（第３の従来技術）の２種類がある。前者は球面収差の補正の際に光学系の倍率が変化しないが、対物レンズとの光軸ずれに弱いという問題がある。一方、後者は、ビームエキスパンダと同じ原理（前述の第１の従来技術と同じ原理）で球面収差を補正するので、対物レンズとの光軸ずれには強いが光学系倍率が変化してしまうという問題がある。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、球面収差の補正を行う際に、光ピックアップ装置内に光学部品を機械的に移動するための駆動機構が不要であって、装置の薄型化および収差補正の応答速度の速い光ピックアップ装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、光源からの出射光を記録媒体の記録層に集光する集光手段と、光源から記録層に至る光路中で発生した収差を補正する収差補正手段とを備えた光ピックアップ装置において、上記収差補正手段は、収差補正量を調整可能な第１の収差補正手段と、収差補正量が固定された第２の収差補正手段とで構成されることを特徴としている。

上記の構成によれば、光路中の球面収差は、第１の収差補正手段と第２の収差補正手段とで分担して補正される。ここで、第１の収差補正手段は収差補正量を変動することができ、第２の収差補正手段は収差補正量が所定の値に固定されている。

前述のように、特許文献１では、収差補正手段は２つのレンズからなり、このうち一方のレンズを駆動手段によって移動させてレンズ間隔を調節して、光路中に発生する球面収差を補正している。その結果、駆動手段を備える必要があるので、光ピックアップ装置が大型化してしまう。また、駆動手段による振動などによってその間隔がズレてしまうと、収差の補正ができなくなる。

これに対して、上記本発明の構成によれば、従来のように収差補正のために駆動手段を設ける必要がない。したがって、光ピックアップ装置を小型化することができる。また、駆動手段による振動が発生しないので、確実に収差を補正できる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記第１の収差補正手段は、印加される電圧の大きさによって位相変化が制御される位相変化層を備えている構成であってもよい。

上記の構成によれば、第１の収差補正手段によって行う球面収差の補正は、位相変化層に印加する電圧を変えることによって行う。すなわち、第１の収差補正手段で行う収差補正は、電気信号のみによって制御できる。したがって、光ピックアップ装置に機械的な振動が発生することはない。それゆえ、機械的な振動による影響を受けることなく安定した収差補正が可能となる。

なお、第１の収差補正手段の構成としては、例えば、電圧印加電極と前記電圧印加電極に対向するように配置された対向電極と、前記電圧印加電極と前記対向電極との間に配置された位相変化層を含む構成であってもよい。これにより、前記電圧印加電極と前記対向電極との間の電圧を変化させることによって、位相変化層で発生する位相変化が制御できる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記位相変化層は、印加される電圧の大きさによって屈折率が変化する材料からなる構成であってもよい。

上記の構成によれば、位相変化層に印加される電圧を制御することにより屈折率が変化する。したがって、位相変化層の屈折率を変化させることにより、容易に位相変化層に入射する光の位相が変化する。これにより、容易に収差の補正ができる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記位相変化層は、液晶からなる構成であってもよい。

前述の特許文献２および特許文献３のように、液晶のみを用いて光路中の収差補正を行うと、液晶層の厚さが厚くなり、応答速度が遅くなっていた。

これに対して、本発明によれば、収差補正は、液晶を含む第１の収差補正手段と第２の収差補正手段とによって分担して行う。したがって、第１の収差補正手段の収差補正量を必要最小限に固定したとしても、第２の収差補正手段によって収差の補正ができる。このため、第１の収差補正手段として、液晶を用いた場合でも、液晶の厚さを薄くすることができる。その結果、収差補正の応答速度を速くすることができる。

また、第１の収差補正手段と第２の収差補正手段との分担で収差補正が行われるので、従来よりも液晶層の消費電力が抑制できる。

本発明の光ピックアップ装置において、上記第１の収差補正手段は、当該第１の収差補正手段に入射する光の光路長を変化させる位相変化を与える構成であってもよい。

上記の構成によれば、第１の収差補正手段に入射光の光路長を変化させる位相変化を与えて、収差を補正している。すなわち、第１の収差補正手段は、収差を直接補正する位相変化を与える。これにより、第１の収差補正手段は、記録媒体の厚さ誤差により発生する球面収差を相殺するように球面収差成分のみを与えるので、集光手段の倍率が変化することなく、収差補正を行うことができる。すなわち、第１の収差補正手段から集光手段に入射される光には球面収差成分しか与えられないので集光手段の倍率が変化することなく、収差補正を行うことができる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記第１の収差補正手段は、当該第１の収差補正手段に入射する光に、平面波を球面波に変換する位相変化を与える構成であってもよい。

上記の構成によれば、第１の収差補正手段に入射する光には、平面波を球面波に変換するような位相が与えられる。その結果、集光手段にはその球面波が入射されるので、集光手段では球面収差が発生する。上記の構成によれば、この集光手段で発生させた球面収差によって、補正すべき記録媒体の厚さ誤差により発生する球面収差を補正する。したがって、第１の収差補正手段と第２の収差補正手段との間に中心ズレがある場合にも、その影響を少なくして収差を補正できる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記第１の収差補正手段と上記集光手段とが一体構造であってもよい。

上記の構成によれば、前記第１の収差補正手段と集光手段とが一体で保持される。したがって、第１の収差補正手段と集光手段とが、一体的に駆動させることができる。その結果、たとえ、記録媒体に偏心があったとしても、第１の収差補正手段と集光手段とは一体駆動できるので、中心ズレが発生しない。それゆえ、確実に記録媒体の記録層に集光することができる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記収差補正手段は、さらに、上記第１の収差補正手段に入射する光の偏光方向とほぼ直交する偏光方向の光に対して収差の補正を行う第３の収差補正手段を備えている構成であってもよい。

上記の構成によれば、第３の収差補正手段は、第１の収差補正手段に入射する光の偏光方向と直交する偏光に対して、収差の補正を行う。記録媒体への入射光と、記録媒体からの反射光とでは、偏光方向がほぼ９０度異なる。すなわち、光源からの光は、往路と復路とで偏光方向が９０度異なる。

したがって、上記の構成によれば、例えば、第１の収差補正手段によって往路の収差補正を行い、第３の収差補正手段によって復路の収差補正を行うことができる。すなわち、光源から記録媒体までの往路と復路の両方の光路で球面収差が補正できる。したがって、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、情報再生信号などを復路の光から正確に検出することができる。

本発明にかかる光ピックアップ装置において、上記第１の収差補正手段の収差補正量と、上記第３の収差補正手段の収差補正量とがほぼ一致する構成であってもよい。

上記の構成によれば、第１の収差補正手段と第３の収差補正手段との収差補正量がほぼ一致している。例えば、第１の収差補正手段と第３の収差補正手段は、互いに偏光方向が９０度異なる液晶を適用できる。したがって、第１の収差補正手段および第３の収差補正量を必要最小限に固定したとしても、第２の収差補正手段によって収差の補正ができる。このため、第１の収差補正手段および第３の収差補正手段として、液晶を用いた場合でも、液晶の厚さを薄くすることができる。その結果、収差補正の応答速度を速くすることができる。

本発明の光ピックアップ装置において、上記第２の収差補正手段は、間隔の固定された２枚のレンズからなる構成であってもよい。

上記の構成によれば、第２の収差補正手段の間隔は固定されているので、レンズ間隔を制御するための駆動手段が不要である。したがって、光ピックアップ装置の小型化が可能である。

本発明の光ピックアップ装置において、上記第２の収差補正手段は、１枚のレンズからなる構成であってもよい。

上記の構成によれば、第２の収差補正手段は１枚のレンズから構成されている。第２の収差補正手段の収差補正量は固定されているので、収差補正量の異なるレンズを複数用意し、レンズを交換することにより収差を補正できる。これにより、光ピックアップ装置をより小型化できる。

本発明の光ピックアップ装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記集光手段によって集光され、所定の厚さの基板を透過した光の収差を測定する工程と、前記工程で測定した収差がゼロに近づくように上記第２の収差補正手段を設置する工程とを含むことを特徴としている。

上記の構成によれば、所定の厚さの基板、すなわち標準基板を透過した光の収差を干渉計によって測定する。続いて、第２の収差補正手段を移動させてこの収差がゼロに近づいた位置に第２の収差補正手段を固定する。これにより、光ピックアップ装置の光路中の収差が解消される。それゆえ、小型化が可能であり、応答速度の早い光ピックアップ装置を製造することができる。

なお、上記の製造方法は、所定厚さの基板を用いて干渉計により収差を測定する工程と、収差の測定値に基づいて第２の収差補償手段の収差補正量を調整する工程とを含んでいるということもできる。

また、本発明の光ピックアップ装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、所定の厚さの基板を透過して記録層に記録された情報信号の再生特性を測定する工程と、前記工程の再生特性に基づいて上記第２の収差補正手段を設置する工程とを含むことを特徴としている。

上記の構成によれば、まず、所定の厚さの基板、すなわち標準基板を透過し、記録層に記録された情報を再生する。続いて、その再生特性に含まれる収差の影響がゼロに近づいた位置に第２の収差補正手段を固定する。これにより、光ピックアップ装置の光路中の収差が解消される。それゆえ、小型化が可能であり、応答速度の速い光ピックアップ装置を製造することができる。

なお、上記の製造方法は、所定厚さの透明基板を通して記録層に記録された情報信号の再生特性を測定する工程と、再生特性の測定値に基づいて第２の収差補正手段の収差補正量を調整する工程とを含んでいるということもできる。

以上のように、本発明の光ピックアップ装置は、光源からの出射光を記録媒体の記録層に集光する集光手段と、光源から記録層に至る光路中で発生した収差を補正する収差補正手段とを備えた光ピックアップ装置において、上記収差補正手段は、収差補正量を調整可能な第１の収差補正手段と、収差補正量が固定された第２の収差補正手段とで構成されることを特徴としている。

それゆえ、従来のように収差補正のために駆動手段を別途設ける必要がない。したがって、光ピックアップ装置を小型化することができるという効果を奏する。また、駆動手段による振動が発生しないので、確実に収差を補正できるという効果を奏する。

それゆえ、機械的な振動による影響を受けることなく安定した収差補正が可能となるという効果を奏する。

それゆえ、位相変化層の屈折率を変化させることにより、容易に位相変化層に入射する光の位相が変化するので、容易に収差の補正ができるという効果を奏する。

それゆえ、第１の収差補正手段として、液晶を用いた場合でも、液晶の厚さを薄くすることができるという効果を奏する。その結果、収差補正の応答速度を速くすることができるという効果を奏する。

また、第１の収差補正手段と第２の収差補正手段との分担で収差補正が行われるので、従来よりも液晶層の消費電力が抑制できるという効果を奏する。

それゆえ、第１の収差補正手段は、記録媒体の厚さ誤差により発生する球面収差を相殺するように球面収差成分のみを与えるので、集光手段の倍率が変化することなく、収差補正を行うことができるという効果を奏する。すなわち、第１の収差補正手段から集光手段に入射される光には球面収差成分しか与えられないので集光手段の倍率が変化することなく、収差補正を行うことができるという効果を奏する。

それゆえ、第１の収差補正手段と第２の収差補正手段との間に中心ズレがある場合にも、その影響を少なくして収差を補正できるという効果を奏する。

それゆえ、たとえ、記録媒体に偏心があったとしても、第１の収差補正手段と集光手段とは一体駆動できるので、中心ズレが発生しない。これにより、確実に記録媒体の記録層に集光することができるという効果を奏する。

それゆえ、第１の収差補正手段によって往路の収差補正を行い、第３の収差補正手段によって復路の収差補正を行うことができるという効果を奏する。すなわち、光源から記録媒体までの往路と復路の両方の光路で球面収差が補正できるという効果を奏する。したがって、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、情報再生信号などを復路の光から正確に検出するこができるという効果を奏する。

それゆえ、第１の収差補正手段および第３の収差補正量を必要最小限に固定したとしても、第２の収差補正手段によって収差の補正ができる。このため、第１の収差補正手段として、液晶を用いた場合でも、液晶の厚さを薄くすることができるという効果を奏する。その結果、収差補正の応答速度を速くすることができるという効果を奏する。

それゆえ、光ピックアップ装置の小型化が可能であるという効果を奏する。

それゆえ、収差補正量の異なるレンズを複数用意し、レンズを交換することにより収差を補正できる。これにより、光ピックアップ装置をより小型化できるという効果を奏する。

本発明の光ピックアップ装置の製造方法は、上記集光手段によって集光され、所定の厚さの基板を透過した光の収差を測定する工程と、前記工程で測定した収差がゼロに近づくように上記第２の収差補正手段を設置する工程とを含むことを特徴としている。

それゆえ、光ピックアップ装置の光路中の収差が解消される。これにより、小型化が可能であり、応答速度の速い光ピックアップ装置を製造することができるという効果を奏する。

また、本発明の光ピックアップ装置の製造方法は、所定の厚さの基板を透過して記録層に記録された情報信号の再生特性を測定する工程と、前記工程の再生特性に基づいて上記第２の収差補正手段を設置する工程とを含むことを特徴としている。

本発明の第１の実施形態にかかる光ピックアップ装置の光学系の構成を説明する図である。光ディスク上でのスポットの配置を説明する図である。図１の光ピックアップ装置に用いる光検出器上の受光部の配置とスポットとの位置関係を説明する図である。図１の光ピックアップ装置に、記録層が１層の光ディスクを取り付けた時の初期調整の手順を説明するフローチャートである。図１の光ピックアップ装置に、記録層が２層の光ディスクを取り付けた時の初期調整の手順を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施形態にかかる光ピックアップ装置の光学系の構成を説明する図である。本発明の第３の実施形態にかかる光ピックアップ装置の光学系の構成を説明する図である。本発明の第４の実施形態にかかる光ピックアップ装置の光学系の構成を説明する図である。本発明の第５の実施形態にかかる光ピックアップ装置の製造装置の構成を説明する図である。図９の光ピックアップ装置の製造装置による、光ピックアップ装置の製造方法を説明するフローチャートである。本発明の第６の実施形態にかかる光ピックアップ装置の製造装置の構成を説明する図である。図１１の光ピックアップ装置の製造装置による、光ピックアップ装置の製造方法を説明するフローチャートである。従来の光ピックアップ装置における球面収差補正部の構成を説明する図である。

本発明の実施形態について図１ないし図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ装置を図１ないし図５に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に用いられる光ピックアップ装置の構成を説明する図である。

図１の光ピックアップ装置は、光ディスク（光記録媒体）１１に光ビームを集光させることにより情報の記録・再生を行うものである。

光ディスク１１は、保護層となるディスク基板厚さｔの透明基板１１ａと、補強のためのダミー基板１１ｂとが接合されている。透明基板１１ａとダミー基板１１ｂとを合わせた光ディスク１１のトータル厚みが、例えば１．２ｍｍとなっている。また、透明基板１１ａの厚さｔとしては１００μｍを目標として製造されるが、どうしても厚み誤差が発生する。したがって、一枚の光ディスク内でも周方向や半径位置によって厚さｔが変化してしまう。光ディスク１１を交換すると、さらに大きな厚み誤差が生じる。

図２は、光ディスク１１上での光スポットの配置関係を示したものである。光ディスク１１上には、グルーブ４とランド５とが半径方向に交互に形成されている。本実施の形態ではグルーブ４ａに信号の記録再生を行うようになっており、グルーブ４ａと隣接するグルーブ４ｂ・４ｃとの間隔が０．３２μｍとなっている。メインビームＭＢが目的とするグルーブ４ａの中心に位置する時に、トラッキング用の２つのサブビームＳＢ１、ＳＢ２は隣接するランド５ａ・５ｂの中心に位置するように配置される。メインビームＭＢとサブビームＳＢ１の間隔は、トラック横断方向（Ｘ方向）が０．１６μｍ、トラック接線方向（Ｙ方向）が１５μｍ程度に設定される。

次に、図１の光ピックアップ装置の構成について説明する。この光ピックアップ装置は、対物レンズ１２、半導体レーザ１６、コリメータレンズ１７、回折格子１８、１／２波長板１９、ビームスプリッタ２０、集光レンズ２１・２４、光検出器２２・２７、円柱レンズ２５、ビームエキスパンダ２８、液晶素子駆動回路２９、液晶素子３０、および１／４波長板２３を備えている。

半導体レーザ（光源）１６は、光ディスク１１の記録層に対して記録・再生用の光をレーザビームを出力する。半導体レーザ１６は、例えば、波長λ＝４０５ｎｍの光を放射する。

コリメータレンズ１７は、半導体レーザ１６から放射された光ビームを平行光ビームとする。この平行光ビームは、次段の回折格子１８によりメインビームとトラッキング用の２つのサブビームの３つのビームに分割される。

１／２波長板１９は、回折格子１８から出射されたレーザ光の偏光方向を回転する。ビームスプリッタ２０は、１／２波長板１９から出射されたレーザ光をビームエキスパンダ２８と液晶素子３０とからなる収差補正部に導くよう反射する。

ビームエキスパンダ（第２の球面収差補正手段）２８は、第１のレンズ２８ａと第２のレンズ２８ｂで構成されている。具体的には、第１のレンズ２８ａが凹レンズ、第２のレンズ２８ｂが凸レンズで構成され、標準状態で光ビームの径を１．５倍拡大するように設計されている。第１のレンズ２８ａと第２のレンズ２８ｂとの間隔を調整して出射波面を制御することにより、光ディスク１１の透明基板１１ａの厚み誤差で発生する球面収差を補正するようになっている。第１のレンズ２８ａと第２のレンズ２８ｂとの間隔は、後述する光ピックアップ装置の製造方法を用いて固定されている。対物レンズ１２の色収差の影響を補正するために、第１のレンズ２８ａまたは第２のレンズ２８ｂを異なる２つの材質の部材を接合したダブレットレンズとすることも可能である。

液晶素子３０（第１の収差補正手段）は、液晶駆動回路２９とＦＰＣ等により電気配線されている。液晶素子３０は、液晶層（位相変化層）と液晶層に電圧を印加する電極とを備えている。また、この液晶層は、半導体レーザ１６から入射するビーム光の偏光方向に配向方向を一致させて設けられたパラレルタイプの液晶である。

具体的には、例えば、液晶素子３０は、電圧印加電極と前記電圧印加電極に対向するように配置された対向電極と、前記電圧印加電極と前記対向電極との間に配置された液晶層（位相変化層）を備えている。そして、前記電圧印加電極と前記対向電極との間の電圧を変化させることによって液晶層で発生する位相変化が制御される。液晶素子３０に印加される電圧は、液晶駆動回路２９によって制御される。つまり、液晶駆動回路２９は、光ディスク１１の透明基板１１ａの厚み誤差によって生じる球面収差を補正するための信号を液晶素子３０に出力している。これにより、液晶素子３０が、光ディスク１１の透明基板１１ａの厚み誤差で発生する球面収差を補正するようになっている。

１／４波長板２３は、収差補正部から出射されたレーザ光を直線偏光から円偏光に変化させる。

このようにして半導体レーザ１６から１／４波長板２３までを透過したレーザー光は、対物レンズ１２によって光ディスク１１上に集光される。

対物レンズ（集光手段）１２は、第１の対物レンズ１２ａと第２の対物レンズ１２ｂとで構成されており、これらの組合せとして開口数ＮＡが０．８５となる。もちろん、一枚のレンズで開口数ＮＡが０．８５となる対物レンズでも使用可能である。

このように、半導体レーザ１６から放射された光ビームはコリメータレンズ１７により平行光ビームとされる。続いて、この平行光ビームは回折格子１８でメインビームとトラッキング用の２つのサブビームの３つのビームに分割される。さらに、１／２波長板１９、ビームスプリッタ２０、ビームエキスパンダ２８、液晶素子３０、１／４波長板２３をそれぞれ通過して、対物レンズ１２によって光ディスク１１上に集光される。

半導体レーザ１６から放射された光ビームの一部は、ビームスプリッタ２０にて反射された後、集光レンズ２１によって光検出器２２に集光される。光検出器２２の出力は、光ディスク１１上でのレーザ出力を制御する目的に使用される。光検出器２２への入射光量は、１／２波長板１９を回転することによって調整する。

以上、光ディスク１１に入射されるレーザ光の経路について説明したが、光ディスク１１からの反射光は、入射する場合と逆の経路をたどる。すなわち、光ディスク１１からの反射光は、再び対物レンズ１２に入射して、１／４波長板２３、液晶素子３０、ビームエキスパンダ２８を通過し、ビームスプリッタ２０で反射されて、集光レンズ２４、円柱レンズ２５を通過して光検出器２７に集光される。ただし、この反射光は、１／４波長板２３によって入射光に対して９０度向きが異なる直線偏光とされる。

光検出器２７ではフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、情報再生信号が検出される。光検出器２７は、低ノイズ化のためにアンプが内蔵されており、入射光は光電変換後に電流電圧変換がなされて出力される。本実施の形態では、フォーカス誤差信号は、非点収差法、トラッキング誤差信号は差動プッシュプル法を用いて検出するようになっている。

図３は、光検出器２７の構成を示した図である。図３に示すように、光検出器２７は、３つの分割素子３２・３３・３４を備え、各分割素子は８個の受光部２７ａ〜２７ｈを有している。中央の４分割素子３２は、トラック横断方向（Ｘ方向）とトラック接線方向（Ｙ方向）との２つの分割線で分割されておりメインビームＭＢに対応するスポットＳＰ１が入射する。４分割素子３２は、受光部２７ａ〜２７ｄを有している。上側の２分割素子３３は、トラック横断方向（Ｘ方向）の分割線で分割されており、サブビームＳＢ１に対応するスポットＳＰ２が入射する。２分割素子３３は、受光部２７ｅ・２７ｆを有している。下側の２分割素子３４は、トラック横断方向の分割線で分割されており、サブビームＳＢ２に対応するスポットＳＰ３が入射する。２分割素子３４は、受光部２７ｇ・２７ｈを有している。

円柱レンズ２５の母線方向は、トラック横断方向（Ｘ方向）およびトラック接線方向（Ｙ方向）と４５度の角度をなすように配置されている。そのため、受光部上の回折パターンが９０度回転するので、受光部２７ではトラック横断方向の分割線で分割された２つの領域からの差信号でプッシュプル信号が検出される。ここで、受光部２７ａ〜２７ｈの出力信号をそれぞれＡ〜Ｈとすると、フォーカス誤差信号ＦＥ、トラッキング誤差信号ＴＥ、情報再生信号ＲＦはそれぞれ次式（１）〜（３）の演算で求められる。
ＦＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）（１）
ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝−α｛（Ｅ−Ｆ）＋β（Ｇ−Ｈ）｝（２）
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ（３）
ここで、αとβは回折格子１８の分光比で決まる定数であり、光ディスク１１の偏心等により対物レンズ１２が光軸中心から位置ずれしても、トラッキング誤差信号にオフセットが発生しないように設定する。

次に、本実施形態の光ピックアップ装置における球面収差の補正について説明する。前述のように、光ディスク１１の厚み誤差が生じると、球面収差が発生する。また、対物レンズ１２などの光学系に残存する球面収差もある。このため、光ピックアップ装置では、この球面収差を補正することが必須となる。

本実施形態の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ２８と、液晶素子３０とによって球面収差を補正する。本実施形態では、液晶素子３０の収差補正量の収差補正量は調節でき、球面収差の程度によって変動可能である。これに対して、ビームエキスパンダ２８の収差補正量は、固定された一定の量である。

ビームエキスパンダ２８は、第１のレンズ２８ａおよび第２のレンズ２８ｂから形成されている。そして、このレンズ間の間隔を調節して、ビームエキスパンダ２８からの出射波面を制御することにより、球面収差を補正できる。

次に、液晶素子３０における球面収差補正の動作を図４と図５のフローチャートを用いて説明する。図４は、光ディスク１１が記録層を１層備えた場合の球面収差補正の動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、ステップＳ１で透明基板１１ａに厚み誤差Δｔを有する記録層を１層備えた光ディスク１１をスピンドルモータ（図示せず）に取り付ける。次に、ステップＳ２で液晶素子３０を初期状態（全体に均一な電圧を印加した非補正状態）にする。そして、ステップＳ３で記録層にフォーカスサーボとトラッキングサーボをかけて記録信号のジッタ測定を行う。続いて、ステップＳ４でステップＳ３において測定したジッタの測定値と、予め設定している許容値とを比較する。ジッタの測定値が許容値より大きい場合は、ステップＳ５に進み、液晶素子駆動回路２９からの液晶素子３０への印加電圧を調整して、再度ステップＳ３でジッタを測定する。一方、ジッタの測定値が許容値より小さい場合はステップＳ６に進み、液晶素子３０への印加電圧をメモリー（図示せず）に記憶する。実際に光ディスク１１に記録再生をする場合には、メモリーから読み出した印加電圧を液晶素子駆動回路２９から液晶素子３０に供給する。

図５は、光ディスク１１が記録層を２層備えた場合の球面収差補正の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ７で光ディスク１１をスピンドルモータ（図示せず）に取り付ける。次に、ステップＳ８で液晶素子３０を初期状態（全体に均一な電圧を印加した非補正状態）にする。そして、ステップＳ９で第１の記録層にフォーカスサーボとトラッキングサーボをかけて記録信号のジッタ測定を行う。続いて、ステップＳ１０でステップＳ９において測定したジッタの測定値と、予め設定している許容値とを比較する。ジッタの測定値が許容値より大きい場合はステップＳ１１に進み、液晶素子駆動回路２９からの液晶素子３０への印加電圧を調整して、再度ステップＳ９でジッタを測定する。ジッタの測定値が許容値より小さい場合はステップＳ１２に進み、液晶素子３０への印加電圧をメモリー（図示せず）に記憶する。引き続きステップＳ１３で層間ジャンプをした後、第２の記録層にフォーカスサーボとトラッキングサーボとをかけてステップＳ１４で記録信号のジッタ測定を行う。続いて、ステップＳ１５でステップＳ１４において測定したジッタの測定値と、予め設定している許容値とを比較する。ジッタの測定値が許容値より大きい場合はステップＳ１６に進み、液晶素子駆動回路２９からの液晶素子３０への印加電圧を調整して、再度ステップＳ１４でジッタを測定する。ジッタの測定値が許容値より小さい場合はステップＳ６ｂに進み、液晶素子３０への印加電圧をメモリー（図示せず）に記憶する。実際に光ディスク１１に記録再生をする場合には、各記録層に対応する印加電圧をメモリーから読み出して液晶素子駆動回路２９により所定の印加電圧を液晶素子３０に供給する。

液晶素子３０への印加電圧を設定する方法は、特に限定されるものではなく、ジッタの測定値を用いる他にも、例えば、再生信号振幅を用いることも可能である。

本実施の形態の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ２８は、第１および第２のレンズ２８ａおよび２８ｂから構成されている。第１のレンズ２８ａと第２のレンズ２８ｂとの間隔は、固定されている。そのため、装置内に光学部品を移動するため機械的な駆動機構を設ける必要が無い。

これに対して、第１の従来技術（特許文献１）では、本実施形態の第１および第２レンズに相当する２つの補正レンズの間隔を移動させて球面収差を補正している。このため、補正レンズを移動するための駆動機構が備えられている。

したがって、本実施形態の光ピックアップ装置は、駆動機構を備える必要がないので、従来よりも小型化が可能になる。また、装置に衝撃や振動が加わった時の影響を受けにくく、安定した球面収差補正が可能になる。

また、本実施形態の光ピックアップ装置は、ビームエキスパンダ２８と、液晶素子３０とを用いて球面収差を補正する。すなわち、球面収差の補正は、ビームエキスパンダ２８と液晶素子３０とで分担して行う。ビームエキスパンダ２８の収差補正量は固定されているが、光ピックアップ装置の製造時に調整することができる。したがって、液晶素子３０による収差補正量を小さくしたとしても、ビームエキスパンダ２８による収差補正量を調節することにより、確実に球面収差を補正できる。したがって、液晶素子３０の厚さを従来よりも薄くできるので、光ピックアップ装置を小型化できる。さらに、液晶素子３０の厚さが薄いので、応答速度を速くできる。

さらに、液晶素子３０では印加電圧を調整するだけで球面収差補正量が制御できるので、機械的な振動が発生しない。それゆえ、球面収差補正量を調整する際にフォーカスサーボやトラッキングサーボに影響を与えない。また、対物レンズ１２などの光学系に残存する球面収差等による球面収差補正量のオフセット成分は、ビームエキスパンダ２８が分担して補正するので、液晶素子３０の消費電力が小さくて済む。その上、液晶素子３０の球面収差補正範囲をプラス方向とマイナス方向とで対称になるように設定できる。したがって、液晶素子３０に必要な球面収差補正量が最小限で済むので、液晶層の厚さを薄くすることができるので応答速度が速くなる。

ところで、液晶素子３０を用いて球面収差を補正する方法としては、光路差を制御して液晶素子３０によって球面収差成分を直接補正する方法と、液晶素子３０によって球面波を発生させ、対物レンズ１２で球面収差を発生させることによって球面収差を補正する方法とがある。

液晶素子３０として、球面収差成分を直接補正するタイプの素子を用いて補正する場合は、光学系倍率の変化を伴わずに球面収差が補正できる。したがって、再生パワーや記録パワーが変化せずＲＩＭ強度も変化しないので、再生特性や記録特性が劣化しない。なお、ＲＩＭ強度とは、対物レンズに入射する光ビームの強度分布を表す指標であり、光ビームの強度ピークを１とした時の対物レンズの有効径外縁部の強度比で表される。

また、光ディスク１１上でメインビームＭＢとサブビームＳＢ１、ＳＢ２との間隔が変化しないので、トラッキング誤差信号のゲインが変化せず、安定したトラッキングサーボが可能になる。ただし、光ディスク１１の偏心により対物レンズ１２と、ビームエキスパンダ２８および液晶素子３０との中心ずれが発生した場合に、ビームエキスパンダ２８は中心ずれの影響は小さいが、液晶素子３０が球面収差成分を直接補正するタイプだと中心ずれの影響が大きく、中心ずれによりコマ収差成分が発生する。このため、球面収差成分を直接補正するタイプの液晶素子３０の場合、球面収差補正特性が劣化する場合もある。

一方、液晶素子３０が球面波を発生するタイプだとビームエキスパンダ２８と同じ原理で補正するので、中心ずれの影響は小さい。すなわち、球面収差補正特性が劣化することなく、確実に球面収差を補正できる。したがって、本実施の形態では、液晶素子３０は球面波を発生するタイプの方が好ましい。

〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置を図６に基づいて説明する。図６において図１と共通する部分については同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態では、前記実施形態１との相違点について説明するものとする。

図６は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を説明する図である。

図６の光ピックアップ装置が図１の光ピックアップ装置と異なるのは、対物レンズ（集光手段）１２、１／４波長板２３、および液晶素子（第１の収差補正手段）３０が対物レンズユニット１３として一体化されている点である。この対物レンズユニット１３は、図示しない駆動機構によりフォーカス方向とトラッキング方向に一体駆動されて、光ディスク１１上の集光スポットの位置制御がなされる。

したがって、図６の光ピックアップ装置は、光ディスク１１に偏心があっても対物レンズ１２と液晶素子３０との中心ずれが発生しない。このため、液晶素子３０として、球面収差成分を直接補正するタイプのものを採用できる。一般に、液晶素子３０は、球面収差成分を直接補正するタイプの方が球面波を発生させるタイプより液晶素子に必要な位相変化が小さくて済む。それゆえ、本実施形態の光ピックアップ装置によれば、より高速での収差補正が可能になる。

〔実施の形態３〕
本発明の第３の実施形態に係る光ピックアップ装置を図７に基づいて説明する。図７において図１と共通する部分については同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態では、前記実施形態１との相違点についてのみ説明するものとする。

図７は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を説明する図である。

図７の光ピックアップ装置が図１の光ピックアップ装置と異なるのは、ビームエキスパンダ（第２の収差補正手段）２８が第３のレンズ（光学部品）２８ｃのみで構成されている点である。具体的には、第３のレンズは、凹レンズから構成されているが、対物レンズの色収差補正を考慮して２つの異なる材質の部材を接合したダブレットレンズとすることも可能である。

前述のように、ビームエキスパンダ２８の球面収差補正量は固定されている。したがって、前記実施の形態１および実施の形態２のように、第１のレンズ２８ａおよび第２のレンズ２８ｂを用いて球面収差補正量を調整可能に構成する必要がない。光ディスク１１の個体差には、第３のレンズ２８ｃとして球面収差補正量が異なる部品を幾つか用意しておき、部品交換で対応すればよい。

また、例えば、対物レンズ１２の球面収差がほぼ同一傾向でずれていることが明らかな場合には、所定量の球面収差補正量を有する第３のレンズ２８ｃを無調整で組み込むことも可能である。

このように、本実施形態の光ピックアップ装置によれば、完全に球面収差補正量が固定されており、第２の収差補正手段において、経時変化がまったく生じ無い。すなわち、時間経過による光学部品の位置ずれ、角度ずれが生じないので、その影響による光学特性や記録再生信号特性の劣化も発生しない。

〔実施の形態４〕
本発明の第４の実施形態に係る光ピックアップ装置を図８に基づいて説明する。図８において図１と共通する部分については同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態では、前記実施形態１との相違点についてのみ説明するものとする。

図８は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を説明する図である。

図８の光ピックアップ装置が図１の光ピックアップ装置と異なるのは、液晶素子３０（第１の収差補正手段）と液晶の配向方向が、ほぼ直交する別の液晶素子３１（第３の収差補正手段）を備えた点である。

光ディスク１１の記録層から反射された光は、１／４波長板２３によって、光ディスク１１の記録層に入射する光とは９０度向きが異なる直線偏光とされる。すなわち、半導体レーザ１６の光は、往路と復路とでは、偏光方向が９０度異なっている。

本実施形態の光ピックアップ装置では、液晶素子３１の液晶の配向方向は、液晶素子３０のそれとほぼ直交している。したがって、半導体レーザ１６から光ディスク１１への往路の光の球面収差は液晶素子３０によって、また復路の光の球面収差は液晶素子３１によって補正することができる。

これに対して、前記実施の形態１〜３では、液晶素子３１を備えていないので、往路のみの球面収差を補正することができる。

以上のように、本実施形態の光ピックアップ装置は、往路と復路の両方の光路で球面収差が補正されるので、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号への球面収差の影響が除去される。その結果、オフセットが発生しなくなる。

また、液晶素子３０、３１としては球面収差を直接補正するタイプと、球面波を発生するタイプとの両方に適用可能である。しかし、特に球面波を発生するタイプの液晶素子は、球面収差と同時にフォーカス誤差（デフォーカス）が発生する。したがって、本実施の形態の光ピックアップ装置は、そのようなフォーカス誤差信号のオフセット除去に対して効果的である。

〔実施の形態５〕
本発明に係る光ピックアップ装置の製造方法を図９および図１０に基づいて説明する。図９において図１と共通する部分については同じ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の光ピックアップ装置の製造方法は、以下（ａ）および（ｂ）の工程を含んでいる。すなわち、
（ａ）対物レンズ１２によって集光され、所定の厚さの調整用光ディスク１０を透過した光の収差を測定する工程と、
（ｂ）前記工程で測定した収差がゼロに近づくようにビームエキスパンダ２８を設置する工程とを含んでいる。

図９は、本実施形態の光ピックアップ装置の製造装置の構成図であり、図１０は、本実施形態の光ピックアップ装置の製造方法のフローチャートである。

図１と異なる点は、光ディスク１１の代わりに透明基板１０ａの厚みｔが標準値（ここではｔ＝１００μｍとする）であるダミー基板の接合されていない調整用光ディスク１０を備える点、調整用光ディスク１０を透過した対物レンズ１２集光スポットの波面収差を測定するシェアリング干渉計１５を備える点、およびビームエキスパンダ２８を構成する第１のレンズ２８ａを移動可能に支持する保持機構１４を備えた点である。

以下に図１０のフローチャートを説明する。まず、ステップＳ１８で透明基板（基板）１０ａの厚みｔが標準値（ここではｔ＝１００μｍとする）であるダミー基板１０ｂの接合されていない調整用光ディスク１０を対物レンズ１２の光軸と垂直になるように取り付ける。

次に、ステップＳ１９で液晶素子３０を初期状態にする。初期状態とは電圧を印加しない状態、または全体に均一な電圧を印加した非補正状態を指すが、液晶素子３０自体の特性ばらつきを考えると、全体に均一な電圧を印加した非補正状態の方が好ましい。

そして、ステップＳ２０でシェアリング干渉計１５を用いて、調整用光ディスク１０を透過した光の球面収差を測定する（工程（ａ））。

続いて、ステップＳ２１はステップＳ２０で測定した球面収差の測定値を予め設定した許容値と比較する。球面収差の測定値が設定値より大きければステップＳ２２に進み、ビームエキスパンダ２８を構成する第２のレンズ２８ｂを製造装置に組み込まれた保持機構１４で保持して光軸方向に移動させてレンズ間隔を調整し、再度ステップＳ２０で球面収差測定を行う。球面収差の測定値が許容値より小さければステップＳ２３に進み、ビームエキスパンダ２８のレンズ間隔を接着固定し保持機構から解放する（工程（ｂ））。

最後に、ステップＳ２４で回折格子１８を光軸回りに回転して３ビーム調整を行い、光ピックアップ装置の組み立てを終了する。光ピックアップ装置として１ビームでトラッキング誤差信号を生成する方式を採用する場合には、ステップＳ２４は省略する。

上記手順では球面収差の測定値を予め設定した許容値と比較して、球面収差補正量を設定しているが、球面収差が最小となる位置を探索する方法を用いてもよい。この場合には、所定範囲内でレンズ間隔を変えながら球面収差を測定し、メモリー手段（図示せず）にレンズ間隔と球面収差測定値の対応関係を記憶していき、測定完了後に球面収差測定値が最小値となるレンズ間隔に設定する。

本実施の形態では、球面収差の測定時にフォーカスサーボやトラッキングサーボをかける必要がないので、フォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号の残留誤差の影響を受けずに正確な調整が可能である。また、フォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号を調整する前段階にビームエキスパンダ２８の調整しておくことも可能である。

〔実施の形態６〕
本発明に係る光ピックアップ装置の別の製造方法を図１１および図１２に基づいて説明する。図１１において図１と共通する部分については同じ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の光ピックアップ装置の製造方法は、以下（ｃ）および（ｄ）の工程を含んでいる。すなわち、
（ｃ）収差調整用の光ディスク１０で反射された反射光により記録層に記録された情報信号の再生特性を測定する工程と、
（ｄ）前記工程の再生特性に含まれる収差の影響がゼロに近づくようにビームエキスパンダ２８を設置する工程とを含んでいる。

図１１は、本実施形態の光ピックアップ装置の製造装置の構成図であり、図１２は本実施形態の光ピックアップ装置の製造方法のフローチャートである。

図１と異なる点は、光ディスク１１の代わりに、ダミー基板１０ｂと透明基板１０ａの厚みｔが標準値（ここではｔ＝１００μｍとする）である調整用光ディスク１０を用いることと、ビームエキスパンダ２８を構成する第１のレンズ２８ａを移動可能に支持する保持機構１４を備えたことである。

以下に図１２のフローチャートを説明する。まず、ステップＳ２５で、ピット信号等により予め情報が記録された透明基板１０ａの厚みｔが標準値（ここではｔ＝１００μｍとする）である調整用光ディスク１０を対物レンズ１２の光軸に垂直となるように取り付ける。

次に、ステップＳ２６で液晶素子３０を初期状態にする。

そして、ステップＳ２７で調整用の光ディスク１０にフォーカスサーボとトラッキングサーボをかけて情報再生信号を再生してジッタを測定する（工程（ｃ））。

続いて、ステップＳ２８でステップＳ２７において測定したジッタの測定値を予め設定した許容値と比較する。測定値が許容値より大きければステップＳ２９に進み、ビームエキスパンダ２８を構成する第１のレンズ２８ａを製造装置に組み込まれた保持機構１４により光軸方向に移動させてレンズ間隔を調整し、再度ステップＳ２７のジッタ測定を行う。測定値が許容値より小さければステップＳ３０に進み、ビームエキスパンダ２８のレンズ間隔を接着固定し保持機構から解放する（工程（ｄ））。

最後に、ステップＳ３１で回折格子１８を光軸回りに回転して３ビーム調整を行い、光ピックアップ装置の組み立てを終了する。光ピックアップ装置として１ビームでトラッキング誤差信号を生成する方式を採用する場合には、ステップＳ３１は省略する。

上記手順ではジッタの測定値を予め設定した許容値と比較して、球面収差補正量を設定しているが、ジッタが最小となる位置を探索する方法を用いてもよい。この場合には、所定範囲内でレンズ間隔を変えながらジッタを測定し、メモリー手段（図示せず）にレンズ間隔とジッタ測定値の対応関係を記憶していき、測定完了後にジッタ測定値が最小値となるレンズ間隔に設定する。

また、測定にはジッタに代えて再生信号振幅を用いてもよい。

実施の形態５と実施の形態６で説明した光ピックアップ装置の製造方法では、記録層を１層だけ備えた光ディスク１１を対象に説明してきたが、複数の記録層を備えた光ディスク１１に対しても適用可能である。例えば、記録層を２層備えた光ディスク１１に対しては透明基板１０ａの厚みｔが、ｔ＝（ｔ_１＋ｔ_２）／２を満足する調整用の光ディスク１０を用いれば、同様の手順で製造できる。ただし、ｔ_１は第１記録層の透明基板の標準厚み、ｔ_２は第２記録層の透明基板の標準厚みである。その結果、液晶素子３０の球面収差補正の範囲が、プラス方向とマイナス方向で対称となるように設定することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

４グルーブ
５ランド
１０調光用光ディスク
１０ａ透明基板（基板）
１０ｂダミー基板
１１光ディスク
１１ａ透明基板
１１ｂダミー基板
１２対物レンズ（集光手段）
１２ａ第１の対物レンズ
１２ｂ第２の対物レンズ
１３対物レンズユニット
１４保持機構
１５シュアリング干渉計
１６半導体レーザ（光源）
１７コリメータレンズ
１８回折格子
１９１／２波長板
２０ビームスプリッタ
２１集光レンズ
２２光検出器
２３１／４波長板
２４集光レンズ
２５円柱レンズ
２７光検出器
２８ビームエキスパンダ（第２の収差補正手段）
２９液晶素子駆動回路
３０液晶素子（第１の収差補正手段）
３１液晶素子（第３の収差補正手段）
３２４分割素子
３３２分割素子
３４２分割素子

Claims

光源からの出射光を記録媒体の記録層に集光する集光手段と、光源から記録層に至る光路中で発生した球面収差を補正する収差補正手段とを備えた光ピックアップ装置において、
上記収差補正手段は、上記光ピックアップ装置の光学系と所定の厚さの基板とにおいて発生する球面収差を補正した状態で上記光ピックアップ装置内における位置が固定された１つまたは２つのレンズからなる収差補正量が所定の量に固定された第２の収差補正手段と、球面収差を補正する補正手段であって、印加される電圧の大きさによって位相変化が制御される液晶からなる位相変化層を備えている第１の収差補正手段と、から構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
上記第１の収差補正手段は、当該第１の収差補正手段に入射する光に、平面波を球面波に変換する位相変化を与えることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
上記第１の収差補正手段と上記集光手段とが一体構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
上記収差補正手段は、さらに、上記第１の収差補正手段に入射する光の偏光方向とほぼ直交する偏光方向の光に対して収差の補正を行う第３の収差補正手段を備え、上記第１の収差補正手段及び上記第３の収差補正手段と、上記集光手段との間に１／４波長板を配置していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
上記第１の収差補正手段の収差補正量と、上記第３の収差補正手段の収差補正量とがほぼ一致することを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
上記第２の収差補正手段は、上記第１の収差補正手段の上記液晶からなる位相変化層を非補正状態とした状態で上記光ピックアップ装置の光学系と上記所定の厚さの基板とにおいて発生する球面収差を補正するよう、該第２の収差補正手段の収差補正量が所定の量に固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置の製造方法であって、上記集光手段によって集光され、所定の厚さの基板を透過した光の収差を測定する工程と、前記工程で測定した収差がゼロに近づくように上記第２の収差補正手段を設置する工程とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置の製造方法。
請求項１から６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置の製造方法であって、所定の厚さの基板を透過して記録層に記録された情報信号のジッタ量または再生信号振幅を測定する工程と、前記工程の再生特性に基づいて上記第２の収差補正手段を設置する工程とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置の製造方法。