(57)【要約】【課題】  メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制可能な光学部品、光ピックアップ及び調整方法を提供する。【解決手段】  従来例と異なる点は、コリメートレンズ２００２として固体レンズと液体レンズからなる前述のレンズを用いている点である。また光学部品としては、半導体レーザ２００１と、半導体レーザ２００１より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ２００２と、三角形状をしたビーム整形プリズム２００３と、偏光ビームスプリッタ２００４と、１／４波長板２００５と、偏向ミラー２００６と、対物レンズ２００７と、光記録媒体２００８と、検出レンズ２００９と、受光素子２０１０により構成される。【選択図】  図１９
2006302367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、を備えた光ピックアップにおいて、
前記コリメートレンズ及び前記対物レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記コリメートレンズを前記液体レンズにより構成した場合、前記光源及び前記コリメータレンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記光源を固定するホルダ及び前記コリメートレンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、前記対物レンズと受光素子の間に配置され、前記受光素子へ向かう前記光記録媒体からの反射光を集光させる検出レンズと、を備えた光ピックアップにおいて、
前記コリメートレンズ、前記対物レンズ及び前記検出レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
前記検出レンズを前記液体レンズにより構成した場合、前記光源、前記検出レンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記検出レンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記液体レンズは、前記導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体が該導電性液体を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、
前記コリメートレンズが前記液体レンズにより構成された場合、該コリメートレンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度を変化させて前記対物レンズ入射ビームの非点収差量を調整すると共に、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させて前記対物レンズ入射ビームを傾角調整した状態で前記導電性液体を紫外線照射、或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする調整方法。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、
前記対物レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該対物レンズのチルト調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、前記対物レンズが集光するスポット像のコマ収差量が調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする調整方法。
【請求項８】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、
前記検出レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該検出レンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度、及び当該導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、トラックエラー信号若しくはフォーカスエラー信号の振幅値が略最大となるように調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする調整方法。
【請求項９】
光記録媒体に情報の記録、或いは再生を行う光情報処理装置であって、該光情報処理装置は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップを搭載していることを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ、調整方法及び光情報処理装置に関し、さらに詳しくは、液体レンズを使用して各レンズの調整を容易とした光ピックアップとその調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体に情報の記録あるいは再生を行う光ピックアップには、半導体レーザ、コリメートレンズ、対物レンズ、受光素子などが搭載されており、これらの部品の調整・組付に際しては高い精度が要求される。このため、半導体レーザについては、例えば、特許文献１や、特許文献２に示されるような半導体レーザを位置調整するための調整機構が提案されている。或いはコリメートレンズについては特許文献３に示されるようなコリメートレンズを位置調整するためのレンズセルやその調整機構が提案されている。また、対物レンズについては特許文献４に示されるような調整機構が提案されている。以上のような各種調整機構による微調整が行われないと、対物レンズによって集光されるスポットに非点収差やコマ収差が発生し、光記録媒体への記録が行えず、また光記録媒体からの情報信号が読み取れないなどの不具合が生じる。
図２６は従来の光ピックアップ装置の構成を示す構成図である。この光ピックアップ装置１００は、アルミやマグネシウムなどを材料とするハウジング１０３０に各種の光学部品が搭載されて構成される。また一部の光学部品については、ホルダやセルなどの部材に固定された状態で、ハウジング１０３０上に設置されている。またホルダやセルは光学部品の位置調整を行うためのものであり、組付治具で移動可能なように孔などが形成されている。
光学部品としては、半導体レーザ１００１と、半導体レーザ１００１より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ１００２と、三角形状をしたビーム整形プリズム１００３と、偏光ビームスプリッタ１００４と、１／４波長板１００５と、偏向ミラー１００６と、対物レンズ１００７と、光記録媒体１００８と、検出レンズ１００９と、受光素子１０１０により構成されている。
そして半導体レーザ１００１の放射光は、コリメートレンズ１００２によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム１００３によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ１００４を透過し、１／４波長板１００５を通過し円偏光とされ、偏向ミラー１００６に光路９０°偏向され、対物レンズ１００７に入射し、光記録媒体１００８上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。一方光記録媒体１００８から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板１００５を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１００４で反射され、検出レンズ１００９で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子１０１０に至る。受光素子１０１０からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【０００３】
次に従来の光ピックアップ装置の組付調整のための各種機構について説明する。光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図２６および図２７の組付フローにより組付手順を説明する。
まずハウジング１０３０にビーム整形プリズム１００３、偏光ビームスプリッタ１００４、１／４波長板１００５、偏向ミラー１００６を接着固定する（工程１０１）。これらはハウジング１０３０に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。次に半導体レーザ１００１を半導体レーザホルダ１０１１ａに接着固定（工程１０２）し、コリメートレンズ１００２をレンズセル１０１２ａに接着固定（工程１０４）する。そして、ホルダ１０１１ａとセル１０１２ａをハウジング１０３０に仮止めする（工程１０３、１０５）。同様に、受光素子１０１０を受光素子ホルダ１０１５ａに接着固定（工程１０８）し、検出レンズ１００９をレンズセル１０１４ａに接着固定（工程１０６）する。そして、ホルダ１０１５ａとセル１０１４ａをハウジング１０３０に仮止めする（工程１０７、１０９）。
尚、ホルダ１０１１ａ、１０１５ａは、光軸垂直面内で半導体レーザ１００１、受光素子１０１０と接着されるものであり、板状の部材に窓が空いており、そこにレーザ１００１や受光素子を挿入した状態で固定される。さらに各ホルダには孔１０１１ｂ、ｃ、１０１５ｂ、ｃが設けられているが、これは組付治具の先端をこの孔に挿入してホルダを光軸垂直面内で、ハウジング１０３０に対して移動させるように使用する。またレンズセル１０１２ａ、１０１４ａは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。さらに各セルには孔１０１２ｂ、１０１４ｂが設けられているが、これは組付治具、例えば偏芯ピンの先端をこの孔に挿入してセルを光軸方向で、ハウジング１０３０に対して移動させるように使用する。
【０００４】
図２８は、一般的なレーザ光源として半導体レーザを用いたパッケージの構成例とレーザ光の様子を示す図である。半導体レーザ１のレーザチップ２はベース３上に実装されて、窓ガラス付きキャップ４で封止されている。レーザチップ２の発光点２６の位置はベース３の中心線３５に対して８０μｍくらいまでのばらつきを持っている。さて、このような発光点の位置ずれは、コリメートレンズ１００２の光軸に対するずれとなり、コリメートレンズ１００２通過後のビームはコリメートレンズの光軸に対してずれた角度で進行することとなる。さて、このようなずれた傾きをもったビームが、対物レンズに入射すると図２９のような収差が発生することが知られている。すなわち、図２９は像高と波面収差の関係を示すものであるが、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、コリメートレンズと半導体レーザの光軸を調整することにより、例えばハウジングの図２６紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する（工程１１０）。
具体的にはハウジング１０３０を設置する治具（不図示）の設置面上をオートリメータ（不図示）などで観測しておき、その後、ハウジング１０３０を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。垂直立上光を確保した状態で、ホルダ１０１１ａをネジや接着によりハウジング１０３０に固定する。
なお、半導体レーザ１００１の移動については、半導体レーザホルダ１０１１ａ上に孔１０１１ｂ、ｃを設けておき、その孔上に半導体レーザ調整用アーム１０２１ａとして２本棒状部材の先端断面形状がＶ字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをＸＹ面内で移動させればよい。
【０００５】
引き続いて、半導体レーザ１００１を発光させ、コリメートレンズ１００２を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μｍ〜数１０μｍの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム１００３は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図２６のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ１００２と半導体レーザ１００１の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われている。
またハウジング１０３０にはコリメートレンズ用のレンズセル１０１２ａが光軸に沿って動くように取付基準面が設けられている。半導体レーザ１００１を発光させ、コリメートレンズ１００２を通過したレーザ光が、平行光になるようにコリメートレンズ１００２の光軸方向位置を調整し、接着固定する（工程１１１）。具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ（不図示）により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置していてもよい。そして非点収差が最小となるように調整された状態でセル１０１２ａを接着や板バネを介してネジ締めなどしてやればよい。
なお、コリメートレンズ１００２の移動については、レンズセル１０１２ａ上に孔１０１２ｂを設けておき、その孔上にセル調整用アームとして偏芯ピン１０２２を挿入、ハウジング１０３０に押圧されている状態でピンを回転させればセル１０１２ａは光軸方向に移動する。
なお、半導体レーザとコリメートレンズの調整はシリアルに１度ずつ行わずに、各工程を繰り返した後に半導体レーザとコリメートレンズを固定させてもよい。
次に対物レンズ１００７をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定（工程１１２）する。そして、アクチュエータの支持基台である１０１３ａと仮組みしたものを、ハウジング上に仮設置する（工程１１３、１１４）。
【０００６】
図２８から半導体レーザ１のレーザチップ２はベース３上に実装されて、窓ガラス付きキャップ４で封止されている。レーザチップ２から出射されるレーザ光５の出射方向（強度分布中心）６は、ベース３の垂線に対して約３°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図２６において、半導体レーザ１００１の出射方向（強度分布中心）が対物レンズ１００７とコリメートレンズ１００６の共通の光軸に対してずれていると受光素子１０１０に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子１０１０における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向（強度分布中心）を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズ支持基台１０１３ａをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで支持基台１０１３ａを保持しながら光軸垂直面内でハウジング１０３０に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、支持基台１０１３ａをハウジングに接着してやればよい（工程１１５）。
図３０は、アクチュエータ１０１３ｂ、支持基台１０１３ａの模式的な斜視図である。アクチュエータ１０１３ｂには孔部５５が設けられている。この孔部５５は、後述する角度調整ネジ１１を挿通するために設けられるものであり、これら孔部５５の位置は、例えば、それぞれの孔部５５が、アクチュエータ１０１３ｂの開口部２７の中心点を内心にもつ正三角形の頂点となるようにされる。このアクチュエータ１０１３ｂには後述のようにして球面座金６が取り付けられる。光学ピックアップでは、孔部５５が上述したように設けられることで、角度調整ネジ１１によるアクチュエータ１０１３ｂと支持基台１０１３ａとの固定が３点で行われる。
また球面座金６は、中央にボビン２３の開口部２６と同等の直径の開口部２８を有するリング状の金属であり、外形に球面の一部である取付基準面４９を有する。また、この球面座金６は、開口部２８の中心とアクチュエータ１０１３ｂの開口部２６の中心とが一致するように位置決めされ固定される。この固定は、例えば接着による。
【０００７】
次に、支持基台１０１３ａは、開口部２９、取付基準面４８、ネジ穴５６を有する。開口部２９は、鉛直下方より入射するレーザ光と同等の直径を有する。取付基準面４８は、球面座金６の取付基準面４９と同一の球面を有する凹部によって形成され、これにより凸とされる球面座金６の取付基準面４９と、凹とされる取付基準面４８が一致するようにされる。また、ネジ穴５６は、角度調整ネジ１１を螺合するために設けられるものであり、支持基台１０１３ａに対してアクチュエータ１０１３ｂが、上述したように球面座金６の取付基準面４９と支持基台１０１３ａの取付基準面４８で接して配置された際に、上述した孔部５５に対応する位置となるようにされる。
このように構成されるアクチュエータ１０１３ｂと支持基台１０１３ａとは、図３０に示すようにして角度調整ネジ１１によって取り付けられる。図示するように、角度調整ネジ１１はアクチュエータ１０１３ｂの孔部５５に挿通された後、アクチュエータ１０１３ｂの下面側でスプリング７０を挿通した状態で支持基台１０１３ａのネジ穴５６に螺合される。
以上のようにすることで、３つの角度調整ネジ１１のそれぞれの締め具合を変えることによって、球面座金６の取付基準面４９が、対物レンズ１００７の例えば主点を中心とする球面内において、支持基台１０１３ａの取付基準面４８上を摺動するようになり、支持基台１０１３ａに対するアクチュエータ１０１３ｂの傾き角を調整することが可能となる。そして、この角度調整ネジの螺合される位置は、上述したアクチュエータ１０１３ｂの孔部５５の位置、つまり、開口部２６、２９の中心点を内心とする正三角形の頂点とされるため、この３本のネジを調整することにより、アクチュエータ１０１３ｂと支持基台１０１３ａとの傾き角をいかなる方向にも自由に調整することが可能となるのである。そして、このように角度調整ネジ１１を調節してアクチュエータ１０１３ｂと支持基台１０１３ａとの傾きを調整できる。
【０００８】
また対物レンズ１００７はそれ自体が収差をもつことが知られている。そのうち、コマ収差成分については、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルさせることが可能である。これについては、前記の支持基台１０１３ａとアクチュエータ１０１３ｂとから構成される傾き調整機構を用いてやればよく、観測方法としては干渉計によるコマ収差測定や、顕微鏡によるディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい（工程１１６）。
一般に、光記録媒体１００８は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ１００７と光記録媒体１００８の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体１００８上の記憶密度を高めるため、光記録媒体１００８上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体１００８からの反射光の光路中には、受光素子１０１０への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ１００９が設けられている。光記録媒体１００８の位置が対物レンズ１００７によって結ばれる半導体レーザ１００１の像の位置からずれると、受光素子１０１０の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子１０１０上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから、変化する。公知の方法で受光素子１０１０上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ１００７の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体１００８は対物レンズ１００７によって結ばれる半導体レーザ１００１の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子１０１０が正確に半導体レーザ１００１と共役な位置になくてはならず、組み立て誤差などによる影響を補正するための調整機構が設けられているのが一般的である。すなわち、図２６においては、検出レンズ１００９はレンズセル１０１４に保持され、レンズセル１０１４の光軸方向の移動により、受光素子１０１０が半導体レーザ１００１の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
【０００９】
また受光素子は、複数のセグメント（不図示）を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があり、受光素子を光軸垂直面内に移動可能なように受光素子ホルダに設置されてなる。
検出レンズ１００９と受光素子１０１０の調整は同時に行ってやればよく、光記録媒体１００８からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル１０１４ａと受光素子ホルダ１０１５ａを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。最良位置において、セル１０１４ａ、ホルダ１０１５ａをネジや接着によりハウジング１０３０に固定する（工程１１７）。
なおレンズセル１０１４ａは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。組付治具である偏芯ピンを孔１０１４ｂに挿入して回転させることでセルを光軸方向で、ハウジング１０３０に対して移動させる。また受光素子ホルダ１０１５ａついては、ホルダ１０１５ａ上に孔１０１５ｂ、ｃを設けておき、その孔上に調整用アーム１０２４ａとして２本棒状部材の先端断面形状がＶ字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをＸＹ面内で移動させればよい。
【特許文献１】特許第２６１６５５９号
【特許文献２】特開２００４−３７８６５公報
【特許文献３】特開２００４−１２７４６９公報
【特許文献４】特開２００３−３０８５８公報
【特許文献５】特開２００３−５０３０３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の光ピックアップ装置における調整機構（セルやホルダ）は光ピックアップの大型化を招くばかりでなく、各種部品を微細かつ高精度に動かすための大掛かりな調整治具が必要とされる。また治具ごとにピックアップを配置し直さなければならないなどの調整のために多くの手間と時間が費やされる。
本発明は、かかる課題に鑑み、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制可能な光学部品、光ピックアップ及び調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、を備えた光ピックアップにおいて、前記コリメートレンズ及び前記対物レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする。
本発明の光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、或いは対物レンズは、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されている。
請求項２は、前記コリメートレンズが前記液体レンズにより構成された場合、前記光源及び前記コリメータレンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記光源を固定するホルダ及び前記コリメートレンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする。
コリメートレンズが液体レンズにより構成されていると、光源の位置調整が不要となり、コリメートレンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となる。そのためメカ的には光源とコリメートレンズはハウジングに直接固定が可能となり、ホルダやセルが不要となる。
請求項３は、光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、前記対物レンズと受光素子の間に配置され、前記受光素子へ向かう前記光記録媒体からの反射光を集光させる検出レンズと、を備えた光ピックアップにおいて、前記コリメートレンズ、前記対物レンズ及び前記検出レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする。
本発明の光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、対物レンズ、或いは検出レンズの少なくともいずれか一は、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に、複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されている。
【００１２】
請求項４は、前記検出レンズを前記液体レンズにより構成した場合、前記光源、前記検出レンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記検出レンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする。
検出レンズが液体レンズにより構成されていると、光源の位置調整が不要となり、検出レンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となる。そのためメカ的には光源と検出レンズはハウジングに直接固定が可能となり、セルが不要となる。
請求項５は、前記液体レンズは、前記導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体が該導電性液体を覆うように配置されていることを特徴とする。
液体レンズは、導電性液体の小滴と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体が小滴を覆うような構成であってもよい。
請求項６は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、前記コリメートレンズが前記液体レンズにより構成された場合、該コリメートレンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度を変化させて前記対物レンズ入射ビームの非点収差量を調整すると共に、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させて前記対物レンズ入射ビームを傾角調整した状態で前記導電性液体を紫外線照射、或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする。
コリメートレンズが固体レンズと液体レンズからなり、この液体レンズ部は、導電性液体の小滴と複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、導電性液体の小滴と固体レンズとの接触面間の接触角度を変化させることで対物レンズ入射ビームの非点収差量を調整し、導電性液体の小滴の光軸垂直面内位置変化により対物レンズ入射ビームの傾角調整した状態で小滴を紫外線照射、或いは加熱により硬化させる。
【００１３】
請求項７は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、前記対物レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該対物レンズのチルト調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、前記対物レンズが集光するスポット像のコマ収差量が調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする。
対物レンズが固体レンズと液体レンズからなり、この液体レンズ部は、導電性液体の小滴と複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、導電性液体の小滴の光軸垂直面内位置を変化させながら、対物レンズが集光するスポット像のコマ収差量が調整された状態で導電性液体の小滴を紫外線照射或いは加熱により硬化させる。
請求項８は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、前記検出レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該検出レンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度、及び当該導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、トラックエラー信号若しくはフォーカスエラー信号の振幅値が略最大となるように調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする。
検出レンズが固体レンズと液体レンズからなり、この液体レンズ部は、導電性液体の小滴と複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、導電性液体の小滴と固体レンズとの接触面間の接触角度、及び導電性液体の小滴の光軸垂直面内位置を変化させながら、トラックエラー信号若しくはフォーカスエラー信号の振幅値が略最大となるように調整された状態で導電性液体の小滴を紫外線照射、或いは加熱により硬化させる。
請求項９は、光記録媒体に情報の記録、或いは再生を行う光情報処理装置であって、該光情報処理装置は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップを搭載していることを特徴とする。
光記録媒体に情報の記録、或いは再生を行う光情報処理装置として、この光情報処理装置は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップを搭載してなる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、或いは対物レンズは、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に、複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されるので、光記録媒体に情報の記録或いは再生を行う光ピックアップとして、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制できるため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。
また請求項２では、コリメートレンズが液体レンズにより構成されるので、光源の位置調整が不要となり、コリメートレンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、光源とコリメートレンズをハウジングに直接固定することができるためホルダやセルが不要となる。
また請求項３では、請求項１と同様の効果を奏する。
また請求項４では、検出レンズが液体レンズにより構成されるので、検出レンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、メカ的には検出レンズをハウジングに直接固定することができるためセルが不要となる。
また請求項５では、液体レンズは、導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体がこの導電性液体を覆うように配置されているので、絶縁性液体により導電性液体を封止することができ、安定した動作を保証することができる。
【００１５】
また請求項６では、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの非点収差、或いは対物レンズ入射前ビームの非点収差を抑制できる。より具体的には、半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また請求項７では、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットのコマ収差を抑制できる。より具体的には、対物レンズのあおり調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに対物レンズあおり調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また請求項８では、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、検出レンズによって集光される受光素子上のスポットが最適化できる。より具体的には、検出レンズの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに検出レンズ位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また請求項９では、小型に構成された光ピックアップが搭載されるため、例えばハーフハイトやノートＰＣ用途への搭載が困難であったものが、これが可能となるなどの効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明の基本的な考え方は、電気毛管現象を利用した液体レンズと固体レンズを貼り合せたレンズを実現することにより、前記課題を達成するものである。電気毛管現象とは、導電性液体小滴と電極との間に電圧を印加すると、小滴の接触角が変化する現象をいい、本発明はこの電気毛管現象を用いて、焦点距離、レンズ位置を移動することを可能とした公知技術（特許文献５：特開２００３−５０３０３公報）の原理構成に基づき、それを応用したものである。
図１は液体レンズを説明する図である。液体レンズは、数ミクロンから数ミリメートルの直径を有する水のような透明液体の小滴８００１からなる。小滴８００１は、透明基板８００２の上に配置されてなる。基板は一般的に撥水性のものか、撥水性のコーティングがされている。そして液体と基板は、使用範囲の波長の光に対して透明であり、光路は参照光線８００３によって示されている。即ち、液体レンズを透過した参照光線８００３は、小滴８００１と基板８００２の間の接触面から焦点距離ｆの焦点８００４に集光する。
そして、図２は、絶縁層８００６と小滴８００５の間の角度と、電気毛管現象を説明する図である。電極８００７は、絶縁層８００６を介して小滴８００５から絶縁されている。小滴８００５は、例えば水滴のようなものであればよいが、本発明においてはＵＶ（紫外線）や熱により硬化できる材料を使用している。よく知られるポリイミドやアゾベンゼンなどの接着剤などに用いられる材料で導電性のあるものを選べばよい。電極８００７と小滴８００５の間に電圧Ｖが印加されると、電気毛管現象に従って、導電性の小滴８００５の接触領域が広がり、このことによって、小滴８００５は破線８００５ａのように変形する。当技術を用いると、電気エネルギを直接レンズの形状変化に用いることができるため、レンズを機械的に移動させること無く焦点調節が可能となることが知られている。また、特許文献５においては電極８００７以外に、小滴を光軸垂直面内に移動させる電極を配する旨、記載されている。この部分については、以下に記載する本発明の実施例の中で説明する。
【００１７】
図３は本発明の一実施形態に係るレンズの断面図である。液体レンズ８０１１と固体レンズ８０１２との貼りあわせ構造となっている。固体レンズ８０１２は、ガラス或いはプラスチックで形成されたものである。液体レンズ８０１１は、レンズ形状を形成する透明な液体である導電性液体の小滴８０１３、基板８０１６と、その両面に形成された透明電極８０１５、８０１７、さらに透明電極８０１５の小滴側には光学透明性を有する薄膜絶縁層８０１４が形成されてなる。絶縁層と小滴８０１３の間には撥水コーティング（図示せず）がされている。電極８０１５、８０１７は制御回路（図示せず）と接続できるようパターン配線されている。
図４はガラス基板８０１６の両面に形成される透明電極の分割パターンを説明する図である。ガラス基板８０１６の両面に形成される電極は、８０１７は光学有効径内においてベタ電極であるのに対し、８０１５は図４に示されるように円を４分割されたパターン８０１５ａ、８０１５ｂ、８０１５ｃ、８０１５ｄとなっている。ベタ電極８０１７（Ｖ０）の印加方法としては、グランドあるいは等電圧を印加する方法であればよい。そして電極８０１５ａ、８０１５ｂ、８０１５ｃ、８０１５ｄへの入力電圧のコントロールにより、小滴形状、具体的には曲率半径コントロールにより焦点距離、小滴光軸垂直面内ＸＹ方向位置を変化させられる。そして、本実施形態のレンズは、この液体レンズ８０１１と固体レンズ８０１２が１素子化されており、レンズ全体としての焦点距離の変更や、レンズ透過ビームの傾角調整、コマ収差補正などに利用できる。
図５は焦点距離変化を説明する図であり、図６は電極上面から見た様子を示す図である。８０１５ａ、８０１５ｂ、８０１５ｃ、８０１５ｄ、８０１７の各電極間が等電位の場合、小滴８０１３は光軸略中央位置にある。この初期状態を図５では状態Ａ（太い実線）としている。これに対し、電極８０１５ａ、８０１５ｂ、８０１５ｃ、８０１５ｄが等電位で、８０１７との電位がずれた場合は、状態Ｂ（太い破線）のように小滴８０１３ａは広がり、小滴と絶縁層８００４の間のθが小さくなっている。即ち、θの変化は、液体レンズ８０１１の曲率半径を変化させ、液体レンズ８０１１の焦点距離を変化させる。液体レンズ８０１１の曲率半径変化は、さらに固体レンズ８０１２への透過光路にも変化を及ぼし、その結果、レンズ全体としての焦点距離変化をもたらす。
【００１８】
図７は液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。図８は電極上面から見た様子を示す図である。電極８０１５ａ、８０１５ｂ、８０１５ｃ、図７は８０１５ｄを選択的にコントロールすることにより、小滴８０１３がＸＹ方向に位置変化できることを説明する図である。Ｖ４を他に比べ大きくした場合は図７のような小滴８０１３ａの方向に移動する。液体レンズのＸＹ方向移動は、固体レンズ８０１２を通過する透過波面に光軸からずれた球面形状の変化を及ぼし、結果、レンズ全体としてのコマ収差変化発生を来たす。このコマ収差変化を利用して、レンズを任意の光学系、本発明においては光ピックアップに搭載した際に光学系がもつコマ収差の補正が行える。
尚、図４では４電極であるが、希望のレンズ駆動に応じた電極数、電極パターン、その組合せを決めればよく、例えば半径方向のみの精度が要求されるのであればＸ軸方向に２分割のみの電極パターンを用いればよい。
図９は液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。図１０は電極上面から見た様子を示す図である。電極８０１５ａ、８０１５ｂ、８０１５ｃ、８０１５ｄを選択的にコントロールすることにより、小滴８０１３がＸＹ方向に位置変化できることは上記のとおりである。図７、８においてはレンズに平行光が入射した場合を説明したが、図９、１０では、例えば半導体レーザから出射した光がレンズによってカップリングした場合の説明に相当する。即ち、液体レンズのＸＹ方向移動は、固体レンズ８０１２に対しては光軸がずれた状態となり、結果、レンズ透過光ビームを屈折させる。この関係を利用して、コリメートレンズ透過光の傾角調整などが行える。
また図３〜図１０のように、液体レンズの構成としては１液に限定されず、図１１のように導電性液体である小滴８０１３の周辺に絶縁性液体８０２１を保持部材８０２２とガラス基板８０２３により構成されるユニット内に充填したような構成であってもよい。絶縁性液体８０２１と導電性の小滴８０１３は共に透明であり、互いに混合することなく、異なった屈折率をもち、ほぼ等しい密度の値をもっていればよい。また図１２のように導電性液体である小滴８０１３の周辺を、絶縁性液体８０２１を薄膜状に覆うような構成であってもよい。
【００１９】
図１３は本発明の一実施例に係るレンズの集光特性を示す図である。図１３のレンズは、使用波長：４１０ｎｍ、焦点距離ｆ：１．２１８ｍｍである。
図１４は図１３のレンズの数値データを示す図である。図１４中の記号は、以下の通りである。「ＯＢＪ」は物点（光源としての半導体レーザ）を意味するが、光学ユニットへの入射ビームは「無限系」であり、曲率半径：ＲＤＹおよび厚さ：ＴＨＩの「ＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限大）」は光源が無限遠にあることを意味する。なお、特に断らない限り、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。「Ｓ１（ＳＴＯ）」は入射瞳面を表し、「Ｓ２」〜「Ｓ３」は液体レンズ７００１、「Ｓ４」〜「Ｓ５」は固体レンズ７００２を表し、「Ｓ２」は光学ユニットの光源側面、「Ｓ５」は集光側を意味する。「Ｓ２」の厚さ１ｍｍが液体レンズ７００１の小滴厚を意味する。「Ｓ３」の厚さ０．１ｍｍは液体レンズの基板厚を表す。「Ｓ６」は同記録面に合致した面である。「ＷＬ：波長」は使用波長（４１０ｎｍ）を表す。
なお固定レンズ面の非球面形状は、光軸方向の座標：Ｘ、光軸直交方向の座標：Ｙ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、…を用いて、周知の非球面式を、
Ｘ＝（Ｙ2／Ｒ）／［１＋（１−（１＋Ｋ）Ｙ／Ｒ2）1/2］＋ＡＹ4＋ＢＹ6＋ＣＹ8＋ＤＹ10＋・・・・（１）
で表される。
このような光学ユニットにおいて、具体的に焦点距離を変化させた場合を、図１５に示す。横軸に液体レンズ７００１の曲率半径を、縦軸に焦点距離を示す。曲率半径の変化により焦点距離が小さくなることがわかる。
一方、図１６は、コマ収差の変化事例であり、横軸に液体レンズ７００１のＸ方向位置を、縦軸にコマ収差を示す。シフトによりコマ収差が増大している様子がわかる。
さらに、図１８は、図１３のレンズでは集光している様を示しているのに対し、光源からの発散ビームを平行光に変換している様を示している。ここで、図１７は液体レンズ７００１のＸ方向位置を変化させたときの透過ビームの傾斜角変化を示している。以上のような現象を光ピックアップの部品組付に用いる。
【００２０】
図１９は本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。図２６の従来例と異なる点は、コリメートレンズ２００２として固体レンズと液体レンズからなる前述のレンズを用いている点である。これにより、コリメートレンズセルと半導体レーザホルダを不要とするとともに、これらの位置調整を行うための治具装置も不要とすることができた。またセルやホルダの削減によりハウジング自体のサイズダウンも可能となった。図１９の破線２００は図２６のハウジングサイズを示す。
また光学部品としては、半導体レーザ２００１と、半導体レーザ２００１より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ２００２と、三角形状をしたビーム整形プリズム２００３と、偏光ビームスプリッタ２００４と、１／４波長板２００５と、偏向ミラー２００６と、対物レンズ２００７と、光記録媒体２００８と、検出レンズ２００９と、受光素子２０１０により構成される。
そして半導体レーザ２００１の放射光は、コリメートレンズ２００２によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム２００３によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ２００４を透過し、１／４波長板２００５を通過し円偏光とされ、偏向ミラー２００６に光路９０°偏向され、対物レンズ２００７に入射し、光記録媒体２００８上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体２００８から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板２００５を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ２００４で反射され、検出レンズ２００９で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子２０１０に至る。受光素子２０１０からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００２１】
さて、このような光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図１９および図２０のフローにより組付手順を説明する。
まずハウジング２０３０にビーム整形プリズム２００３、偏光ビームスプリッタ２００４、１／４波長板２００５、偏向ミラー２００６、半導体レーザ２００１、コリメートレンズ２００２を接着固定する（工程２０１）。これらはハウジング２０３０に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。
次に受光素子２０１０を受光素子ホルダ２０１５ａに接着固定（工程２０２）し、検出レンズ２００９をレンズセル２０１４ａに接着固定（工程２０４）する。そして、ホルダ２０１５ａとセル２０１４ａをハウジング２０３０に仮止めする（工程２０３、２０５）。ホルダ２０１５ａは、光軸垂直面内で受光素子２０１０と接着されるものであり、板状の部材に窓が空いており、そこに受光素子を挿入した状態で固定される。さらにホルダには孔２０１５ｂ、ｃが設けられているが、これは組付治具の先端をこの孔に挿入してホルダを光軸垂直面内で、ハウジング２０３０に対して移動させるように使用する。
またレンズセル２０１４ａは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。さらにセルには孔２０１４ｂが設けられているが、これは組付治具、例えば偏芯ピンの先端をこの孔に挿入してセルを光軸方向で、ハウジング２０３０に対して移動させるように使用する。
【００２２】
また図２８により、レーザチップ２の発光点２６の位置はベース３の中心線３５に対して８０μｍくらいまでのばらつきを持っている。また図２９により、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、本実施形態では、レンズ２００２として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置（ＸＹ）変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールを行っている。例えばハウジングの図１９紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する（工程２０６）。具体的にはハウジング２０３０を設置する治具（不図示）の設置面上をオートリメータ（不図示）などで観測しておき、その後、ハウジング２０３０を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。
引き続いて、半導体レーザ２００１を発光させ、コリメートレンズ２００２を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μｍ〜数１０μｍの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム２００３は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図１９のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ２００２と半導体レーザ２００１の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われているが、本実施形態では、レンズ２００２として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより透過ビームの平行度をコントロールできる。
具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ（不図示）により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置して非点収差最小となるようにしてもよい。
【００２３】
以上のとおり、対物レンズ入射前ビームの傾角調整と、非点収差調整（コリメートレンズ調整）の実施により求められた、液体レンズ最良位置（ＸＹ）および焦点距離の状態で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、ＵＶ（紫外線）照射により硬化する樹脂を用いていればＵＶ露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
図２６の従来例では半導体レーザとコリメートレンズの２部品の可動が必要であったのに対し、本実施例では、コリメートレンズの液体レンズ部のみの調整で済み、その変位方法もメカニカルな方法ではなく電気的な調整であるため、光ピックアップの小型化、治具不要化などが図れる。
次に対物レンズ２００７をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定（工程２０７）する。そして、アクチュエータの支持基台である２０１３ａと仮組みしたものを、ハウジング上に仮設置する（工程２０８、２０９）。
また図１２により、半導体レーザ１のレーザチップ２はベース３上に実装されて、窓ガラス付きキャップ４で封止されている。レーザチップ２から出射されるレーザ光５の出射方向（強度分布中心）６は、ベース３の垂線に対して約３°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図１９において、半導体レーザ２００１の出射方向（強度分布中心）が対物レンズ２００７とコリメートレンズ２００６の共通の光軸に対してずれていると受光素子２０１０に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子２０１０における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向（強度分布中心）を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズ支持基台２０１３ａをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで支持基台２０１３ａを保持しながら光軸垂直面内でハウジング２０３０に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、支持基台２０１３ａをハウジングに接着してやればよい（工程２１０）。
【００２４】
アクチュエータの構成は前述した図３０を参照し、支持基台１０１３ａを２０１３ａと符号を変えて説明する。アクチュエータ２０１３ｂには孔部５５が設けられている。この孔部５５は、後述する角度調整ネジ１１を挿通するために設けられるものであり、これら孔部５５の位置は、例えば、それぞれの孔部５５が、アクチュエータ２０１３ｂの開口部２７の中心点を内心にもつ正三角形の頂点となるようにされる。このアクチュエータ２０１３ｂには後述のようにして球面座金６が取り付けられる。光学ピックアップでは、孔部５５が上述したように設けられることで、角度調整ネジ１１によるアクチュエータ２０１３ｂと支持基台２０１３ａとの固定が３点で行われる。
また球面座金６は、中央にボビン２３の開口部２６と同等の直径の開口部２８を有するリング状の金属であり、外形に球面の一部である取付基準面４９を有する。また、この球面座金６は、開口部２８の中心とアクチュエータ２０１３ｂの開口部２６の中心とが一致するように位置決めされ固定される。この固定は、例えば接着による。
次に、支持基台２０１３ａは、開口部２９、取付基準面４８、ネジ穴５６を有する。開口部２９は、鉛直下方より入射するレーザ光と同等の直径を有する。取付基準面４８は、球面座金６の取付基準面４９と同一の球面を有する凹部によって形成され、これにより凸とされる球面座金６の取付基準面４９と、凹とされる取付基準面４８が一致するようにされる。また、ネジ穴５６は、角度調整ネジ１１を螺合するために設けられるものであり、支持基台２０１３ａに対してアクチュエータ２０１３ｂが、上述したように球面座金６の取付基準面４９と支持基台２０１３ａの取付基準面４８で接して配置された際に、上述した孔部５５に対応する位置となるようにされる。
このように構成されるアクチュエータ２０１３ｂと支持基台２０１３ａとは、図３０に示すようにして角度調整ネジ１１によって取り付けられる。図示するように、角度調整ネジ１１はアクチュエータ２０１３ｂの孔部５５に挿通された後、アクチュエータ２０１３ｂの下面側でスプリング７０を挿通した状態で支持基台２０１３ａのネジ穴５６に螺合される。
【００２５】
以上のようにすることで、３つの角度調整ネジ１１のそれぞれの締め具合を変えることによって、球面座金６の取付基準面４９が、対物レンズ２００７の例えば主点を中心とする球面内において、支持基台２０１３ａの取付基準面４８上を摺動するようになり、支持基台２０１３ａに対するアクチュエータ２０１３ｂの傾き角を調整することが可能となる。そして、この角度調整ネジの螺合される位置は、上述したアクチュエータ２０１３ｂの孔部５５の位置、つまり、開口部２６、２９の中心点を内心とする正三角形の頂点とされるため、この３本のネジを調整することにより、アクチュエータ２０１３ｂと支持基台２０１３ａとの傾き角をいかなる方向にも自由に調整することが可能となるのである。そして、このように角度調整ネジ１１を調節してアクチュエータ２０１３ｂと支持基台２０１３ａとの傾きを調整できる。
また対物レンズ２００７はそれ自体が収差をもつことが知られている。そのうち、コマ収差成分については、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルさせることが可能である。これについては、前記の支持基台２０１３ａとアクチュエータ２０１３ｂとから構成される傾き調整機構を用いてやればよく、観測方法としてはコマ収差やディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい（工程２１１）。
尚、工程２１１は、対物レンズのみならず、入射ビームがすでに持っているコマ収差も補正することができる。例えば工程２０６でその透過ビームに残留したコマ収差もここで低減できる。
【００２６】
一般に、光記録媒体２００８は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ２００７と光記録媒体２００８の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体２００８上の記憶密度を高めるため、光記録媒体２００８上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体２００８からの反射光の光路中には、受光素子２０１０への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ２００９が設けられている。光記録媒体２００８の位置が対物レンズ２００７によって結ばれる半導体レーザ２００１の像の位置からずれると、受光素子２０１０の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子２０１０上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから変化する。公知の方法で受光素子２０１０上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ２００７の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体２００８は対物レンズ２００７によって結ばれる半導体レーザ２００１の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子２０１０が正確に半導体レーザ２００１と共役な位置になくてはならず、組み立て誤差などによる影響を補正するための調整機構が設けられているのが一般的である。すなわち、図１９においては、検出レンズ２００９はレンズセル２０１４に保持され、レンズセル２０１４の光軸方向の移動により、受光素子２０１０が半導体レーザ２００１の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
【００２７】
また受光素子は、複数のセグメント（不図示）を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があり、受光素子を光軸垂直面内に移動可能なように受光素子ホルダに設置されてなる。
また検出レンズ２００９と受光素子２０１０の調整は同時に行ってやればよく、光記録媒体２００８からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル２０１４ａと受光素子ホルダ２０１５ａを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。最良位置において、セル２０１４ａ、ホルダ２０１５ａをネジや接着によりハウジング２０３０に固定する（工程２１２）。
尚、レンズセル２０１４ａは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。組付治具である偏芯ピンを孔２０１４ｂに挿入して回転させることでセルを光軸方向で、ハウジング２０３０に対して移動させる。また受光素子ホルダ２０１５ａついては、ホルダ２０１５ａ上に孔２０１５ｂ、ｃを設けておき、その孔上に調整用アーム２０２４ａとして２本棒状部材の先端断面形状がＶ字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをＸＹ面内で移動させればよい。
【００２８】
図２１は本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。図１９の第１の実施形態に対して、コリメートレンズの他に対物レンズについても固体レンズと液体レンズを組合せたレンズを用いている。これにより、図２６の従来例や図１９の第１の実施形態に示されていた支持基台とレンズ保持部から形成されていた２部位を１部位にすることができ、ピックアップの薄型化が可能となる。また、図２６の従来例や図１９の第１の実施形態のアクチュエータ構成においては、レンズチルト調整を行うのに３点のネジ締め調整を行う治具が必要であったが、これを無くすことができる。さらに図２６の従来例や図１９の第１の実施形態では治具を挿入するためにハウジング上に十分なスペースが要求されていたが、これも排除できるためピックアップとしての小型化も可能となる。尚、図２１の破線は図２６のハウジングサイズを示す。
光学部品としては、半導体レーザ３００１と、半導体レーザ３００１より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ３００２と、三角形状をしたビーム整形プリズム３００３と、偏光ビームスプリッタ３００４と、１／４波長板３００５と、偏向ミラー３００６と、対物レンズ３００７と、光記録媒体３００８と、検出レンズ３００９と、受光素子３０１０により構成されている。
半導体レーザ３００１の放射光は、コリメートレンズ３００２によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム３００３によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ３００４を透過し、１／４波長板３００５を通過し円偏光とされ、偏向ミラー３００６に光路９０°偏向され、対物レンズ３００７に入射し、光記録媒体３００８上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体３００８から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板３００５を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ３００４で反射され、検出レンズ３００９で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子３０１０に至る。受光素子３０１０からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００２９】
さて、このような光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図２１および図２２のフローにより組付手順を説明する。
ハウジング３０３０にビーム整形プリズム３００３、偏光ビームスプリッタ３００４、１／４波長板３００５、偏向ミラー３００６、半導体レーザ３００１、コリメートレンズ３００２を接着固定する（工程３０１）。これらはハウジング３０３０に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。
次に受光素子３０１０を受光素子ホルダ３０１５ａに接着固定（工程３０２）し、検出レンズ３００９をレンズセル３０１４ａに接着固定（工程３０４）する。そして、ホルダ３０１５ａとセル３０１４ａをハウジング３０３０に仮止めする（工程３０３、３０５）。
ホルダ３０１５ａは、光軸垂直面内で受光素子３０１０と接着されるものであり、板状の部材に窓が空いており、そこに受光素子を挿入した状態で固定される。さらにホルダには孔３０１５ｂ、ｃが設けられているが、これは組付治具の先端をこの孔に挿入してホルダを光軸垂直面内で、ハウジング３０３０に対して移動させるように使用する。
レンズセル３０１４ａは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。さらにセルには孔３０１４ｂが設けられているが、これは組付治具、例えば偏芯ピンの先端をこの孔に挿入してセルを光軸方向で、ハウジング３０３０に対して移動させるように使用する。
【００３０】
また図２８により、レーザチップ２の発光点２６の位置はベース３の中心線３５に対して８０μｍくらいまでのばらつきを持っている。また図２９により、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、本実施例では、レンズ３００２として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置（ＸＹ）変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールを行っている。例えばハウジングの図２１紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する（工程３０６）。
具体的にはハウジング３０３０を設置する治具（不図示）の設置面上をオートリメータ（不図示）などで観測しておき、その後、ハウジング３０３０を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。
引き続いて、半導体レーザ３００１を発光させ、コリメートレンズ３００２を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μｍ〜数１０μｍの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム３００３は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図２１のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ３００２と半導体レーザ３００１の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われているが、本実施例では、レンズ３００２として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより透過ビームの平行度をコントロールできる。
具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ（不図示）により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置して非点収差最小となるようにしてもよい。
【００３１】
以上のとおり、対物レンズ入射前ビームの傾角調整と、非点収差調整（コリメートレンズ調整）の実施により求められた、液体レンズ最良位置（ＸＹ）および焦点距離の状態で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、ＵＶ（紫外線）照射により硬化する樹脂を用いていればＵＶ露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
図２６の従来例では半導体レーザとコリメートレンズの２部品の可動が必要であったのに対し、本実施形態では、コリメートレンズの液体レンズ部のみの調整で済み、その変位方法もメカニカルな方法ではなく電気的な調整であるため、光ピックアップの小型化、治具不要化などが図れる。
次に対物レンズ３００７をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定（工程３０７）し、ハウジング上に仮設置する（工程３０８）。
図２８を参照すると、半導体レーザ１のレーザチップ２はベース３上に実装されて、窓ガラス付きキャップ４で封止されている。レーザチップ２から出射されるレーザ光５の出射方向（強度分布中心）６は、ベース３の垂線に対して約３°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図２１において、半導体レーザ３００１の出射方向（強度分布中心）が対物レンズ３００７とコリメートレンズ３００６の共通の光軸に対してずれていると受光素子３０１０に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子３０１０における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向（強度分布中心）を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズアクチュエータ３０１３ｂをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで３０１３ｂを保持しながら光軸垂直面内でハウジング３０３０に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、アクチュエータ３０１３ｂをハウジングに接着してやればよい（工程３０９）。
【００３２】
また対物レンズ３００７はそれ自体が収差をもつことが知られている。このコマ収差補正方法として、図１９の第１の実施形態においては、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルしていた。結果、図３０のようなアクチュエータ構造を必要とした。しかしながら、本実施形態では、レンズ３００７として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置（ＸＹ）変位を与えることにより、集光スポットのコマ調整を行う。観測方法としてはコマ収差やディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい（工程３１０）。
尚、工程３１０は、対物レンズのみならず、入射ビームがすでに持っているコマ収差も補正することができる。例えば工程３０６でその透過ビームに残留したコマ収差もここで低減できる。
以上の液体レンズ最良位置（ＸＹ）で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、ＵＶ（紫外線）照射により硬化する樹脂を用いていればＵＶ露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
【００３３】
一般に、光記録媒体３００８は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ３００７と光記録媒体３００８の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体３００８上の記憶密度を高めるため、光記録媒体３００８上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体３００８からの反射光の光路中には、受光素子３０１０への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ３００９が設けられている。光記録媒体３００８の位置が対物レンズ３００７によって結ばれる半導体レーザ３００１の像の位置からずれると、受光素子３０１０の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子３０１０上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから、変化する。公知の方法で受光素子３０１０上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ３００７の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体３００８は対物レンズ３００７によって結ばれる半導体レーザ３００１の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子３０１０が正確に半導体レーザ３００１と共役な位置になくてはならず、組み立て誤差などによる影響を補正するための調整機構が設けられているのが一般的である。すなわち、図２１においては、検出レンズ３００９はレンズセル３０１４に保持され、レンズセル３０１４の光軸方向の移動により、受光素子３０１０が半導体レーザ３００１の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
また受光素子は、複数のセグメント（不図示）を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があり、受光素子を光軸垂直面内に移動可能なように受光素子ホルダに設置されてなる。
検出レンズ３００９と受光素子３０１０の調整は同時に行ってやればよく、光記録媒体３００８からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル３０１４ａと受光素子ホルダ３０１５ａを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。最良位置において、セル３０１４ａ、ホルダ３０１５ａをネジや接着によりハウジング３０３０に固定する（工程３１１）。
尚、レンズセル３０１４ａは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。組付治具である偏芯ピンを孔３０１４ｂに挿入して回転させることでセルを光軸方向で、ハウジング３０３０に対して移動させる。また受光素子ホルダ３０１５ａついては、ホルダ３０１５ａ上に孔３０１５ｂ、ｃを設けておき、その孔上に調整用アーム３０２４ａとして２本棒状部材の先端断面形状がＶ字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをＸＹ面内で移動させればよい。
【００３４】
図２３は本発明の第３の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。図１９、図２１の第１、第２の実施形態に対して、コリメートレンズ、対物レンズレンズの他に検出レンズについても固体レンズと液体レンズを組合せたレンズを用いている。これにより、図２６の従来例や図１９、図２１の第１、第２の実施形態に対して、検出レンズセルと受光素子ホルダを不要とするとともに、これらの位置調整を行うための治具装置も不要とできた。またセルやホルダの削減によりハウジング自体のサイズダウンも可能となった。図２３の破線は図２６のハウジングサイズを示す。
光学部品としては、半導体レーザ４００１と、半導体レーザ４００１より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ４００２と、三角形状をしたビーム整形プリズム４００３と、偏光ビームスプリッタ４００４と、１／４波長板４００５と、偏向ミラー４００６と、対物レンズ４００７と、光記録媒体４００８と、検出レンズ４００９と、受光素子４０１０で構成される。図２６の従来例や図１９、図２１の第１、第２の実施形態と異なる点は、検出レンズとして液体レンズと固体レンズを組合せたものを使用している点である。
半導体レーザ４００１の放射光は、コリメートレンズ４００２によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム４００３によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ４００４を透過し、１／４波長板４００５を通過し円偏光とされ、偏向ミラー４００６に光路９０°偏向され、対物レンズ４００７に入射し、光記録媒体４００８上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体４００８から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板４００５を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ４００４で反射され、検出レンズ４００９で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子４０１０に至る。受光素子４０１０からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３５】
さて、このような光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図２３および図２４のフローにより組付手順を説明する。
まずハウジング４０３０にビーム整形プリズム４００３、偏光ビームスプリッタ４００４、１／４波長板４００５、偏向ミラー４００６、半導体レーザ４００１、コリメートレンズ４００２、受光素子４０１０、検出レンズ４００９を接着固定する（工程４０１）。これらはハウジング４０３０に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。
また図２８により、レーザチップ２の発光点２６の位置はベース３の中心線３５に対して８０μｍくらいまでのばらつきを持っている。また図２９により、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、本実施形態では、レンズ４００２として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置（ＸＹ）変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールを行っている。例えばハウジングの図２３紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する（工程４０２）。
具体的にはハウジング４０３０を設置する治具（不図示）の設置面上をオートリメータ（不図示）などで観測しておき、その後、ハウジング４０３０を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。
【００３６】
引き続いて、半導体レーザ４００１を発光させ、コリメートレンズ４００２を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μｍ〜数１０μｍの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム４００３は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図２３のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ４００２と半導体レーザ４００１の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われているが、本実施例では、レンズ４００２として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより透過ビームの平行度をコントロールできる。
具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ（不図示）により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置して非点収差最小となるようにしてもよい。
以上のとおり、対物レンズ入射前ビームの傾角調整と、非点収差調整（コリメートレンズ調整）の実施により求められた、液体レンズ最良位置（ＸＹ）および焦点距離の状態で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、ＵＶ（紫外線）照射により硬化する樹脂を用いていればＵＶ露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
図２６の従来例では半導体レーザとコリメートレンズの２部品の可動が必要であったのに対し、本実施例では、コリメートレンズの液体レンズ部のみの調整で済み、その変位方法もメカニカルな方法ではなく電気的な調整であるため、光ピックアップの小型化、治具不要化などが図れる。
【００３７】
次に対物レンズ４００７をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定（工程４０３）し、ハウジング上に仮設置する（工程４０５）。
図２８により、半導体レーザ１のレーザチップ２はベース３上に実装されて、窓ガラス付きキャップ４で封止されている。レーザチップ２から出射されるレーザ光５の出射方向（強度分布中心）６は、ベース３の垂線に対して約３°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図２３において、半導体レーザ４００１の出射方向（強度分布中心）が対物レンズ４００７とコリメートレンズ４００６の共通の光軸に対してずれていると受光素子４０１０に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子４０１０における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向（強度分布中心）を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズアクチュエータ４０１３ｂをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで４０１３ｂを保持しながら光軸垂直面内でハウジング４０３０に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、アクチュエータ４０１３ｂをハウジングに接着してやればよい（工程４０５）。
【００３８】
また対物レンズ４００７はそれ自体が収差をもつことが知られている。このコマ収差補正方法として、図１９の第１の実施形態においては、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルしていた。結果、図３０のようなアクチュエータ構造を必要とした。しかしながら、本実施形態では、レンズ４００７として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置（ＸＹ）変位を与えることにより、集光スポットのコマ調整を行う。
観測方法としてはコマ収差やディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい（工程４０６）。なお、工程４０６は、対物レンズのみならず、入射ビームがすでに持っているコマ収差も補正することができる。例えば工程４０２でその透過ビームに残留したコマ収差もここで低減できる。
以上の液体レンズ最良位置（ＸＹ）で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、ＵＶ（紫外線）照射により硬化する樹脂を用いていればＵＶ露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
一般に、光記録媒体４００８は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ４００７と光記録媒体４００８の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体４００８上の記憶密度を高めるため、光記録媒体４００８上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体４００８からの反射光の光路中には、受光素子４０１０への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ４００９が設けられている。光記録媒体４００８の位置が対物レンズ４００７によって結ばれる半導体レーザ４００１の像の位置からずれると、受光素子４０１０の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子４０１０上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから、変化する。公知の方法で受光素子４０１０上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ４００７の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体４００８は対物レンズ４００７によって結ばれる半導体レーザ４００１の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子４０１０が正確に半導体レーザ４００１と共役な位置になくてはならない。
【００３９】
本実施形態では、レンズ４００９として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより受光素子４０１０が半導体レーザ４００１の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
また受光素子は、複数のセグメント（不図示）を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があるが、これに対しては固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置（ＸＹ）変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールが行うことで受光素子の各セグメントに所望の光量を割振ることが可能となっている。
これらの調整は、光記録媒体４００８からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル４０１４ａと受光素子ホルダ４０１５ａを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。
以上の信号最良状態にある、液体レンズ位置（ＸＹ）と焦点距離において、液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、ＵＶ（紫外線）照射により硬化する樹脂を用いていればＵＶ露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
【００４０】
図２５は一実施形態に係る光情報処理装置のブロック図である。この光情報処理装置は、第１の実施形態〜第３の実施形態の光学記録媒体に対して、情報信号の記録及び再生を行う装置であり、上述した光ピックアップに相当する９００１を備えて構成されている。そして光記録媒体９００７を回転操作するスピンドルモータ９００８と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ９００１と、光ピックアップ９００１を光記録媒体９００７の内外周に移動操作するための送りモータ９００２と、所定の変調及び復調処理を行う変復調回路９００４と、光ピックアップ９００１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路９００３と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ９００６とを備えている。
次にその動作について説明する。スピンドルモータ９００８は、サーボ制御回路９００３により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体９００７は、スピンドルモータ９００８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路９００３により駆動制御される該スピンドルモータ９００８によって、所定の回転数で回転操作される。
また光ピックアップ９００１は、光記録媒体に対する情報信号の記録及び再生を行うとき、上述したように、回転駆動される光記録媒体９００７に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。この光ピックアップ９００１は、変復調回路９００４に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路９００５から入力され変復調回路９００４によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ９００１に供給される。光ピックアップ９００１は、変復調回路９００４から供給される信号に基づいて、光記録媒体９００７に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ９００１は、回転駆動される光記録媒体９００７に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、当該再生信号が変復調回路９００４に供給される。
また、この光ピックアップ９００１は、サーボ制御回路９００３にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体９００７によって反射されて戻ってきた戻り光から、上述したように、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路９００３に供給される。
【００４１】
また変復調回路９００４は、システムコントローラ９００６及び外部回路９００５に接続されている。この変復調回路９００４は、情報信号を光記録媒体９００７に記録するときには、システムコントローラ９００６による制御のもとで、光記録媒体９００７に記録する信号を外部回路９００５から受け取り、当該信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路９００４によって変調された信号は、光ピックアップ９００１に供給される。また、この変復調回路９００４は、情報信号を光記録媒体９００７から再生するときには、システムコントローラ９００６による制御のもとで、光記録媒体９００７から再生された再生信号を光ピックアップ９００１から受け取り、当該再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路９００４によって復調された信号は、変復調回路９００４から外部回路９００５へ出力される。
また送りモータ９００２は、情報信号の記録及び再生を行うとき、光ピックアップ９００１を光記録媒体９００７の径方向の所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路９００３からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、この送りモータ９００２は、サーボ制御回路９００３に接続されており、サーボ制御回路９００３により制御される。
またサーボ制御回路９００３は、システムコントローラ９００６による制御のもとで、光ピックアップ９００１が光記録媒体９００７に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ９００２を制御する。また、サーボ制御回路９００３は、スピンドルモータ９００８にも接続されており、システムコントローラ９００６による制御のもとで、スピンドルモータ９００８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路９００３は、光記録媒体９００７に対する情報信号の記録及び再生時に、該光記録媒体９００７が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ９００８を制御する。
また、サーボ制御回路９００３は、光ピックアップ９００１にも接続されており、情報信号の記録及び再生時には、光ピックアップ９００１から再生信号及びサーボ信号を受け取り、当該サーボ信号に基づいて、光ピックアップ９００１に搭載された２軸アクチュエータ９０１６によるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を行う。
【００４２】
以上の通り本発明によれば、光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、或いは対物レンズは、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に、複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されるので、光記録媒体に情報の記録或いは再生を行う光ピックアップとして、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制できるため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。
また、コリメートレンズが液体レンズにより構成されるので、光源の位置調整が不要となり、コリメートレンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、光源とコリメートレンズをハウジングに直接固定することができるためホルダやセルが不要となる。
また、検出レンズが液体レンズにより構成されるので、検出レンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、メカ的には検出レンズをハウジングに直接固定することができるためセルが不要となる。
また、液体レンズは、導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体がこの導電性液体を覆うように配置されているので、絶縁性液体により導電性液体を封止することができ、安定した動作を保証することができる。
また、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの非点収差、或いは対物レンズ入射前ビームの非点収差を抑制できる。より具体的には、半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
【００４３】
また、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットのコマ収差を抑制できる。より具体的には、対物レンズのあおり調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに対物レンズあおり調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、検出レンズによって集光される受光素子上のスポットが最適化できる。より具体的には、検出レンズの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに検出レンズ位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また、小型に構成された光ピックアップが搭載されるため、例えばハーフハイトやノートＰＣ用途への搭載が困難であったものが、これが可能となるなどの効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一般的な液体レンズを説明する図である。
【図２】絶縁層と小滴の間の角度と、電気毛管現象を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るレンズの断面図である。
【図４】本発明のガラス基板の両面に形成される透明電極の分割パターンを説明する図である。
【図５】液体レンズの焦点距離変化を説明する図である。
【図６】液体レンズを電極上面から見た様子を示す図である。
【図７】液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。
【図８】液体レンズを電極上面から見た様子を示す図である。
【図９】液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。
【図１０】液体レンズを電極上面から見た様子を示す図である。
【図１１】液体レンズの他の構成図である。
【図１２】液体レンズの他の構成図である。
【図１３】本発明の一実施例に係るレンズの集光特性を示す図である。
【図１４】図１３のレンズの数値データを示す図である。
【図１５】レンズ実施例の焦点距離変化を示す図である。
【図１６】レンズ実施例のコマ収差変化を示す図である。
【図１７】レンズ実施例の傾角変化を示す図である。
【図１８】光源からの発散ビームを平行光に変換している様を示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップの組付けフロー図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップの組付けフロー図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係る光ピックアップの組付けフロー図である。
【図２５】一実施形態に係る光情報処理装置のブロック図である。
【図２６】従来の光ピックアップの構成図である。
【図２７】従来の光ピックアップの組付けフロー図である。
【図２８】一般的な半導体レーザのパッケージ構成を示す図である。
【図２９】対物レンズの像高特性を示す図である。
【図３０】アクチュエータの構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
２００１  半導体レーザ、２００２  コリメートレンズ、２００３  ビーム整形プリズム、２００４  偏光ビームスプリッタ、２００５  １／４波長板、２００６  偏向ミラー、２００７  対物レンズ、２００８  光記録媒体、２００９  検出レンズ、２０１０  受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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