(57)【要約】【課題】対物レンズにレンズシフト等が生じても、それによってレーザ光に生じる収差を効果的に抑制することができ、且つ、収差補正素子の大型化および複雑化を回避できる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】位相補正素子を用いてレーザ光の波面を調整する。位相補正素子は、電極層１４３と、これに対向して配置された電極層１４４と、これら電極層１４３、１４４の対向面に配された配向膜１４５と、配向膜１４５の間に充填された液晶層１４６とを備える。電極層１４３には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく電極パターンが配される。このとき、ビーム入射径（対物レンズの有効径に対応するもの）の外側には、混合関数に基づく電極は配されず、区切れのない一様なリング状電極Ｅ１４が一つだけ配される。【選択図】図２
2007149200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記レーザ光源と前記対物レンズの間に介挿され、且つ、前記レーザ光に球面収差を補正するための光学作用を付与する位相補正素子とを備え、
前記位相補正素子には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための手段が配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記位相補正素子は、
第１の電極層と、
該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、
前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、
前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、
前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記電極パターンは、前記対物レンズの有効径に対応するビーム入射範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１の電極は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
第１の電極層と、
該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、
前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、
前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、
前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されている、
ことを特徴とする位相補正素子。
【請求項８】
請求項７において、
前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されている、
ことを特徴とする位相補正素子。
【請求項９】
請求項７において、
前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする位相補正素子。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする位相補正素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置およびこれに用いる位相補正素子に関し、特に、球面収差を抑制する際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの高密度化に伴い、高開口数の対物レンズが用いられるようになっている。しかし、高開口数の対物レンズを用いると、光ディスクの基板厚誤差等によってレーザ光に収差が発生し易くなる。したがって、この場合には、球面収差補正手段が光ピックアップ装置に必要となる。
【０００３】
以下の特許文献１には、球面収差補正素子として液晶パネルを用いる技術が示されている。この先行技術では、補正しようとする球面収差に対して逆位相となる球面収差が液晶パネルによってレーザ光に導入される。ここで、液晶パネルには、逆位相の球面収差を導入するための電極パターンが配される。この電極パターンは、３次の球面収差関数に基づいて設定される。
【０００４】
また、以下の特許文献２にも、球面収差補正素子として液晶パネルを用いる技術が示されている。この先行技術では、液晶パネルによって平面波を球面波に変換する位相がレーザ光に導入される。これにより、レーザ光の波面状態が、補正しようとする球面収差を相殺する状態に変換される。ここで、液晶パネルには、平面波を球面波に変換する位相をレーザ光に付与するための電極パターンが配される。この電極パターンは、球面波関数に基づいて設定される。
【０００５】
なお、以下の特許文献３および４には、非点収差補正素子およびコマ収差補正素子として液晶パネルを用いることが示されている。
【特許文献１】特開平１０−２６９６１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１０９７７６号公報
【特許文献３】特開２０００−４０２４９号公報
【特許文献４】特開平１０−２８９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明によれば、上記の如く、液晶パネルによる位相補正作用によって、球面収差が抑制される。しかし、その一方、対物レンズのレンズシフトや取り付け誤差等によって液晶パネルと対物レンズの間に光軸ずれが生じると、これに応じてレーザ光に収差が発生するとの問題が生じる。この場合、液晶パネルと対物レンズの間に光軸ずれが生じないよう、液晶パネルを対物レンズアクチュエータに取り付け、液晶パネルと対物レンズを一体で変位させるとの構成が用いられ得る。しかし、そうすると、対物レンズアクチュエータが大型化し、また、対物レンズの駆動レスポンスや動特性に悪影響を及ぼすとの問題が生じる。さらに、対物レンズアクチュエータに対する液晶パネルの取り付け誤差が生じると、対物レンズと液晶パネルとの間の光軸ずれが固定化され、その結果、光軸ずれに基づく収差が、対物レンズのシフト位置に拘わらず定常的に発生するとの問題が生じる。
【０００７】
これに対し、特許文献２の発明によれば、平面波を球面波に変換することによって球面収差を補正するものであるため、液晶パネルと対物レンズの間に光軸ずれが生じても、レーザ光に大きな収差が発生することはない。しかし、その反面、補正位相量が大きくなることから、液晶層の厚みがかなり大きくなり、液晶パネルの信頼性と応答速度が低下するとの問題が生じる。また、平面波を球面波に変換するために微細なピッチで多数のリング状電極を配する必要があるため、液晶パネルの構造が複雑になるとの問題が生じる。
【０００８】
本発明は、かかる問題を解決するものであり、対物レンズにレンズシフト等が生じても、それによってレーザ光に生じる収差を効果的に抑制することができ、且つ、収差補正素子（液晶パネル）の信頼性および応答速度の低下、複雑化を回避できる光ピックアップ装置およびそれに用いる位相補正素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
【００１０】
請求項１の発明は、光ピックアップ装置において、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記レーザ光源と前記対物レンズの間に介挿され、且つ、前記レーザ光に球面収差を補正するための光学作用を付与する位相補正素子とを備え、前記位相補正素子には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための手段が配されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記位相補正素子は、第１の電極層と、該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されている
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記電極パターンは、前記対物レンズの有効径に対応するビーム入射範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の光ピックアップ装置において、前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５に記載の光ピックアップ装置において、前記第１の電極は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、位相補正素子において、第１の電極層と、該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７に記載の位相補正素子において、前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項７に記載の位相補正素子において、前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の位相補正素子において、前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、球面収差補正素子として、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための手段が配された位相補正素子を用いるため、対物レンズと位相補正素子の間で光軸ずれが生じても、球面波関数が寄与することにより、レーザ光に生じる波面収差を抑制することができる。
【００２１】
また、このように混合関数に基づいて位相補正素子が構成されるため、たとえば、請求項２に示すように、液晶層とこれを挟む２つの電極層（第１および第２の電極層）から位相補正素子を構成する場合、第１の電極層に配する電極パターンのリング状電極の個数を、パワー関数のみをもとに電極パターンを設定する場合（特許文献２）に比べ、顕著に抑制することができる。よって、位相補正素子の簡素化を図ることができる。
【００２２】
さらに、本発明によれば、請求項３に記載のように、第１の電極層に配する電極パターンを、対物レンズの有効径に対応するビーム入射範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、請求項４に記載のように、第１の電極層に配する電極パターンを、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定することができる。
【００２４】
このとき、請求項５に記載のように、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を配することができる。たとえば、請求項６に記載のように、この電極を、非点収差補正作用を導入するための電極とすることができる。この場合、一つの電極層に配した電極パターンによって、球面収差補正作用と非点収差補正作用を同時に発現させることができる。
【００２５】
なお、請求項７ないし１０の発明は、上記請求項１ないし６における特徴の内、位相補正素子の特徴を抽出したものである。よって、請求項７ないし１０の発明によれば、請求項１ないし６と同様の効果が奏される。
【００２６】
本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明によって、より明らかに理解され得る。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、基板厚０．６ｍｍの次世代ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に使用する光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。
【００２８】
図１に、実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図には、便宜上、当該光ピックアップ装置を駆動制御するための回路構成（再生回路２０１、サーボ回路２０２および駅用駆動回路２０３）が示されている。
【００２９】
図示の如く、光ピックアップ装置は、半導体レーザ１１と、偏光ビームスプリッタ（偏光ＢＳ）１２と、コリメータレンズ１３と、位相補正素子１４と、ミラー１５と、λ／４板１６と、対物レンズ１７と、対物レンズアクチュエータ１８と、検出レンズ１９と、光検出器２０を備えている。
【００３０】
半導体レーザ１１は、青色波長（本実施の形態では４０７ｎｍ）のレーザ光を出射する。偏光ＢＳ１２は、半導体レーザ１１から入射されるレーザ光を略全透過し、コリメータレンズ１３から入射されるレーザ光を略全反射する。コリメータレンズ１３は、偏光ＢＳ１２からのレーザ光を平行光に変換する。位相補正素子１４は、コリメータレンズ１３からのレーザ光の波面状態を調整する。なお、位相補正素子１４の詳細については後述する。
【００３１】
ミラー１５は、位相補正素子１４からのレーザ光を対物レンズ１７に向かうように立ち上げる。λ／４板１６は、ミラー１５からのレーザ光を円偏光に変換するとともに、対物レンズ１７からのレーザ光を、ミラー１５からのレーザ光の偏光面に直交する直線偏光に変換する。対物レンズ１７は、λ／４板１６からのレーザ光をディスク上に収束させる。対物レンズアクチュエータ１８は、サーボ回路２０２からの駆動信号に応じて対物レンズ１７をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。
【００３２】
検出レンズ１９は、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の生成を可能とするべく、偏光ＢＳ１２からのレーザ光に非点収差を導入する。光検出器２０は、検出レンズ１９によって収束されたレーザ光をもとに検出信号を出力する。なお、光検出器２０には、再生ＲＦ信号、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を生成するためのセンサーパターンが配されている。
【００３３】
再生回路２０１は、光検出器２０から入力される検出信号をもとに再生ＲＦ信号を生成し、さらにこれを復調して再生データを生成する。サーボ回路２０２は、光検出器２０から入力される検出信号をもとにトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を生成し、さらにこれらをもとにトラッキングサーボ信号とフォーカスサーボ信号を生成して対物レンズアクチュエータ１８に出力する。液晶駆動回路２０３は、光検出器から入力される検出信号をもとに位相補正素子１４を駆動するための信号を生成し位相補正素子１４に出力する。ここで、液晶駆動回路２０３は、再生ＲＦ信号が良好な状態へと収束するようなサーボ信号を生成して位相補正素子１４に出力する。
【００３４】
次に、図２を参照して、位相補正素子１４の構成を説明する。
【００３５】
同図（ａ）は、位相補正素子１４をレーザ光の通過方向に切断したときの側断面図である。図示の如く、位相補正素子１４は、ガラス基板１４１、１４２と、電極層１４３、１４４と、配向膜１４５と、液晶層１４６と、シール材１４７から構成されている。
【００３６】
ガラス基板１４１は、一定の厚さを有する正方形の板形状となっている。電極層１４３、１４４は、レーザ光を透過し得る導電性材料から構成され、その外周が円形となっている。電極層１４３、１４４の液晶層１４６側表面には、配向膜１４５、１４５が配されている。これら配向膜１４５、１４５の間に液晶を充填することにより、液晶層１４６が構成されている。液晶層１４６は、電極層１４３、１４４を介して電位が印加されることにより液晶分子の配向方向が変化する。シール材１４７は、液晶の漏出を防止するためのものである。
【００３７】
電極層１４４は、全面に亘って区切れのない一様なフィルム形状となっている。これに対し、電極層１４３には、図２（ｂ）に示すような電極パターンが形成されている。すなわち、電極層１４３には、円形電極Ｅ１１と、リング状電極Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４が、同心円状に配置されている。
【００３８】
電極層１４４を一定電位（例えばアース電位）としつつ電極Ｅ１１〜Ｅ１４にそれぞれ異なる電位を印加すると、電極Ｅ１１〜Ｅ１４と電極層１４４の間にある液晶分子の配向方向が印加電位に応じて変化する。これにより、液晶層１４６の屈折率が電極Ｅ１１〜Ｅ１４の位置において変化し、電極Ｅ１１〜Ｅ１４の位置を通過するレーザ光に位相の変化が生じる。その結果、液晶層１４６を通過した後のレーザ光の波面状態は、かかる位相の変化の状態に応じて変化する。したがって、電極Ｅ１１〜Ｅ１４に印加する電位を制御することにより、レーザ光の波面状態を調整することができる。
【００３９】
図３に、電極層１４３の電極パターンの設定方法を示す。
【００４０】
図示の如く、電極層１４３には、同図（ａ）に示す３次の球面収差関数と、同図（ｂ）に示す球面波関数を一定の比率で混合した混合関数に基づく電極パターン（同図（ｃ）参照）が配される。このとき、ビーム入射径（対物レンズ１７の有効径に対応するもの）の外側には、混合関数に基づく電極は配されず、区切れのない一様なリング状電極Ｅ１４が一つだけ配される。同図の電極パターンでは、３次の球面収差関数と球面波関数が４対６の割合となるよう混合されている。なお、パワー関数の比率を高める程、対物レンズ１７と位相補正素子１４の間の光軸ずれに対する収差発生量を抑制することができるが、その一方で、リング状電極の数が増大する。
【００４１】
＜検証１＞
本願発明者は、本実施形態に係る図２の位相補正素子を用いた場合と、従来例に係る位相補正素子（電極層１４３のパターンを図３（ｂ）のものに変更したもの）を用いた場合について、ビーム収束位置における波面収差の発生状況の比較検証を行った。以下、これについて説明する。
【００４２】
図４に、検証結果（シミュレーション）を示す。なお、本検証の条件は以下の通りである。
・対物レンズ開口数  ：０．６５
・対物レンズ焦点距離：２．３ｍｍ
・ディスクの基板厚  ：０．５８５ｍｍ（基準厚に対する誤差＝０．０１５ｍｍ）
・使用レーザの波長  ：４０７ｎｍ
【００４３】
同図（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）は、電極層１４３のパターンを図３（ｂ）のように構成したときのシミュレーション結果（従来例）、同図（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、電極層１４３のパターンを図３（ｃ）のように構成したときのシミュレーション結果（実施形態）である。
【００４４】
また、同図（ａ−１）および（ｂ−１）は、位相補正素子と対物レンズの間に光軸ずれ（位相補正素子の光軸に対する対物レンズのレンズシフト）が生じていない場合の補正前波面（位相補正素子にて波面補正を行わない場合の波面）と、補正後波面（位相補正素子にて波面補正を行った場合の波面）と、液晶位相（位相補正素子によってレーザ光に導入される位相の分布）の関係を示すものであり、同図（ａ−２）および（ｂ−２）は、位相補正素子と対物レンズの間に０．５ｍｍの光軸ずれ（レンズシフト）が生じた場合の補正前波面と、補正後波面と、液晶位相の関係を示すものである。これらの図において、横軸は、位相補正素子の光軸に対する対物レンズ光軸のシフト量（対物レンズに対する液晶位相の相対シフト量）を示し、縦軸は、波面と位相の分布状態を標準化して表している。
【００４５】
また、同図（ａ−３）および（ｂ−３）は、レンズシフト量と波面収差の関係を示す検証結果である。なお、（ａ−３）および（ｂ−３）には、トータルの波面収差（実線）の他、３次の球面収差の変化（破線）のみを抽出して示している。
【００４６】
なお、本検証において、従来例に係る位相補正素子と実施形態に係る位相補正素子には、同図（ａ−１）および（ｂ−１）に示す液晶位相が生じるような電位が、それぞれの電極層１４３の電極Ｅ２１〜Ｅ２７と電極Ｅ１１〜Ｅ１４を介して印加されている。ここで、同図（ａ−１）に示す液晶位相は、滑らかな曲線状に分布しているように見えるが、実際は、電極パターンのピッチに応じた微細な階段状の分布となっている。また、同様に、同図（ａ−１）に示す補正後波面も、微細な鋸歯状となっている。
【００４７】
まず、同図（ａ−１）および（ｂ−１）を参照して、対物レンズに光軸ずれ（レンズシフト）が生じていない場合には、従来例に係る位相補正素子を用いると、略全範囲においてレーザ光の波面状態が補正され、他方、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合にも、ビーム径外周部の波面状態にやや変動が見られるものの、全範囲を通して略波面状態が補正されていることが分かる。この場合、ビーム収束位置における波面収差を求めると、従来例に係る位相補正素子を用いた場合の波面収差が１７．４ｍλｒｍｓであるのに対し、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合の波面収差は７．６ｍλｒｍｓとなる。したがって、レンズシフトが生じていない場合の収差補正能力は、実施形態に係る位相補正素子の方が優れているといえる。
【００４８】
これに対し、対物レンズに０．５ｍｍの光軸ずれ（レンズシフト）が生じた場合は、同図（ａ−２）に示すとおり、従来例に係る位相補正素子を用いた場合には、補正後の波面は全体的に傾くものの、殆ど球面化せず、略平坦の状態が維持される。その一方、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合は、同図（ｂ−２）に示す如く、波面状態がビーム径方向において大きく変化する。この場合、ビーム収束位置における波面収差を求めると、従来例に係る位相補正素子を用いた場合が１７．１ｍλｒｍｓとレンズシフト前と略同程度であるのに対し、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合の波面収差は４４．７ｍλｒｍｓとレンズシフト前よりもかなり大きくなり、従来例の位相補正素子を用いた場合よりも大きくなる。したがって、レンズシフトが比較的大きい範囲の収差補正能力は、従来例に係る位相補正素子の方が優れているといえる。
【００４９】
さらに、同図（ａ−３）および（ｂ−３）を参照して、レンズシフト量に対する収差補正能力を従来例に係る位相補正素子と実施形態に係る位相補正素子とで対比すると、トータルの波面収差に関しては、レンズシフト量が０．１ｍｍをやや越えたときに両位相補正素子の収差補正能力が同程度となり、さらにレンズシフトが大きくなると、従来例の位相補正素子の方が実施形態の場合よりも収差補正能力が高くなることが分かる。また、基板厚誤差等に基づく３次の球面収差成分については、レンズシフト量が０．３ｍｍ程度までは本実施形態に係る収差補正素子の方が従来例に係る収差補正能力よりも高く、レンズシフト量が０．３ｍｍを過ぎたあたりから、従来例の位相補正素子の方が実施形態の場合よりも収差補正能力が高くなることが分かる。この比較結果から、レンズシフトが増大するほど、従来例の方が収差補正能力が高くなることが分かる。
【００５０】
以上、検証したとおり、レンズシフトに対しては、本実施形態に係る位相補正素子よりも従来例に係る位相補正素子の方が有利であると言える。しかし、レンズシフトが小さい範囲では、本実施例の方が従来例に比べてより効果的に波面収差を抑制することができ、また、レンズシフトが大きい範囲でも、本実施形態によれば、発生する波面収差を０．０５λｒｍｓ程度に抑制することができ、記録再生を十分満足に行い得るレベルの収差補正効果を達成することができる。
【００５１】
本実施形態では、図３（ｂ）（ｃ）を比較して明らかな通り、従来例に比べ、電極層１４３上に配する電極パターンを顕著に簡素化することができる。本実施形態は、このように簡素な電極パターンによっても、記録再生を十分満足に行い得る程度の収差補正効果を達成できる点に技術上の効果を有している。さらには、レンズシフトが比較的小さい範囲では、このように簡素な電極パターンによって、従来例よりも数段優れた収差補正効果を達成でき、この点においても顕著な効果を奏する。本実施形態は、収差補正素子の簡素化と、レンズシフトに基づく収差の発生の抑制を同時に達成できるものである。
【００５２】
なお、ここには検証例を示していないが、図３（ａ）に示す電極パターン（３次の球面収差関数に基づく電極パターン）を電極層１４３に配した場合にも、本実施形態と同程度の収差補正効果が達せられる。ただし、対物レンズにレンズシフトが生じた場合は、上記のように本実施形態に係る電極パターンがレンズシフトに強い球面波関数を混合した混合関数に基づいて設定されている関係から、図３（ａ）に示す電極パターンを適用した場合よりも本実施形態の方により高い波面収差の抑制効果が見込まれる。
【００５３】
なお、図３（ａ）に示す従来の電極パターンでは、ビーム入射径のやや内側に極めて微細なピッチにてリング状電極が配されるため、このリング状電極間に存在する絶縁膜部分の影響によってレーザ光に回折現象が生じ、その結果、レーザ光に、回折による高次成分が発生するとの問題が生じる。この点、本実施形態によれば、図３（ｃ）に示すように、ビーム入射径のやや内側にこのような微細なピッチのリング状電極が存在しないため、上記のような回折による問題が生じることはない。
【００５４】
なお、上記実施の形態では、図２（ｂ）に示す如く、電極Ｅ１３の他に、電極Ｅ１４を配するようにしたが、図５に示す如く、電極Ｅ１４を省略し、電極Ｅ１２の外側には、Ｅ１３のみを配するようにすることもできる。
【００５５】
＜検証２＞
かかる場合の検証例を図６に示す。
【００５６】
なお、この検証例は、図３（ｃ）の混合関数に基づいて電極パターンを構成し、さらに、Ｅ１２より外側の電極を区切れのない電極Ｅ１３に置き換えたものである。その他の検証条件は、上記検証例１と同様である。
【００５７】
図６の（ｂ−３）と図４の（ｂ−３）とを比較すると、レンズシフトが小さい範囲（０．０５ｍｍ程度まで）では検証例１の方がやや優れた収差補正効果を発揮するが、その後は略同程度の収差補正効果が達成される。したがって、電極層１４３の電極パターンを図５に示すものに置き換えても、上記検証例１と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
なお、図５に示す電極パターンを用いた場合には、電極Ｅ１４を省略した分、電極層１４３の電極パターンをさらに簡素化することができる。加えて、この場合には、電極Ｅ１３の領域に、球面収差以外の収差を補正するための電極をさらに追加することもできる。
【００５９】
図７は、リング状の電極Ｅ１２の外側に、非点収差補正用の電極Ｅ３１〜Ｅ３８を配置した場合の構成例である。なお、非点収差の収差関数と球面収差の収差関数は互いに影響しあわないため、このようにリング状の電極Ｅ１２の外側に非点収差補正用の電極Ｅ３１〜Ｅ３８を配置して非点収差補正作用を同時に施すようにしても、電極Ｅ１１およびＥ１２による球面収差の補正作用に影響はない。
【００６０】
なお、非点収差の補正時には、電極Ｅ３１〜Ｅ３８のうち、互いに対角線位置にある電極に同じ電位を印加する。たとえば、図８（ａ）に示すように、Ｅ３１とＥ３５のペアと、Ｅ３４とＥ３８のペアに電位Ｖ１を印加し、Ｅ３２とＥ３６のペアと、Ｅ３３とＥ３７のペアに電位Ｖ１と異なる電位Ｖ２を印加する。これにより、位相の山と谷がビーム周方向に９０度毎に現れるような位相分布を位相補正素子に生ぜしめることができる。その結果、位相補正素子を通過するレーザ光に非点収差補正作用を導入することができる。
【００６１】
また、図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、電位が印加される電極を適宜変化させることにより、ビーム周方向における非点収差の方向を変化させることができる。図５に示すように電極が周方向に８等分されている場合には、非点収差の方向を２２．５度ずつ変化させることができる。
【００６２】
なお、非点収差補正用の電極Ｅ３１〜Ｅ３８をさらに放射方向に２分割するようにしても良い。こうすると、放射方向においても位相の変化を持たせることができ、より緻密な球面収差補正作用および非点収差補正作用の導入が行える。
【００６３】
ところで、上記では、２つの電極層１４３、１４４のうち、一方の電極層１４３のみに、球面収差の補正作用あるいは球面収差と非点収差の補正作用を導入するための電極パターンを配するようにしたが、他方の電極層１４４の方にも、他の収差を補正するための電極パターンを配することもできる。
【００６４】
たとえば、電極層１４４に、図９（ａ）に示すような電極パターンを配すれば、電極Ｅ４１〜Ｅ４５の印加電位を制御することにより、位相補正素子に、コマ収差補正作用を付与するための位相分布を持たせることができる。なお、コマ収差の収差関数と、非点収差の収差関数および球面収差の収差関数は互いに影響しあわないため、このように電極層１４４にコマ収差補正用の電極Ｅ４１〜Ｅ４５を配置してコマ収差補正作用を同時に施すようにしても、球面収差の補正作用および非点収差の補正作用に影響はない。
【００６５】
この他、電極層１４３の電極パターンとして図２（ｂ）または図５（ｂ）の電極パターンを適用し、電極層１４４の電極パターンを、たとえば、図９（ｂ）に示す如く、非点収差とコマ収差の補正作用を同時に行える電極パターンとすることもできる。この場合、電極Ｅ３１〜Ｅ３８への印加電圧を制御することによって非点収差が補正され、電極Ｅ４１〜Ｅ４３への印加電圧を制御することによってコマ収差が補正される。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その実施形態はこの他にも種々の変更が可能である。
【００６７】
たとえば、上記実施形態では、次世代ＤＶＤ用の光ピックアップ装置に本発明を適用した例を示したが、この他、ＤＶＤ用の光ピックアップや、次世代ＤＶＤとＤＶＤの互換型光ピックアップ装置に適用することもできる。また、上記実施の形態では、半導体レーザ１０１から対物レンズ１７の光路上に位相補正素子１４を配置して光ディスク上における収差を補正するようにしたが、光検出器２０上における収差を補正するために、さらに別の収差補正素子を光路上に配するようにしても良い。
【００６８】
また、上記実施の形態では、たとえば図３に示すように、３次の球面収差関数と球面波関数が４対６の割合となるような混合関数に基づいて電極パターンを設定したが、両関数の混合比率はこれに限られるものではない。なお、球面波関数の混合比率を高める程、対物レンズ１７と位相補正素子１４の間の光軸ずれに対する収差発生量を抑制することができるが、その一方で、リング状電極の数が増大する。
【００６９】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図２】実施の形態に係る位相補正素子の構成を示す図
【図３】実施の形態に係る電極パターンの設定方法を説明する図
【図４】実施の形態に係る検証結果（検証例１）を示す図
【図５】実施の形態に係る電極パターンの変更例を示す図
【図６】変更例に係る検証結果（検証例２）を示す図
【図７】実施の形態に係る電極パターンの他の変更例を示す図
【図８】実施の形態に係る非点収差補正作用を説明する図
【図９】実施の形態に係る電極パターンの変更例を示す図
【符号の説明】
【００７１】
１１  半導体レーザ
１４  液晶補正素子
１７  対物レンズ
１４３  電極層
１４４  電極層
１４５  配向膜
１４６  液晶層
E11〜E14  電極（球面収差補正用）
E31〜E38  電極（非点収差補正用）
【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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