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JP2003067966A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

光学ピックアップ装置

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Publication number
JP2003067966A
JP2003067966A JP2001272388A JP2001272388A JP2003067966A JP 2003067966 A JP2003067966 A JP 2003067966A JP 2001272388 A JP2001272388 A JP 2001272388A JP 2001272388 A JP2001272388 A JP 2001272388A JP 2003067966 A JP2003067966 A JP 2003067966A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
optical
light source
objective lens
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001272388A
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English (en)
Inventor
Kenji Yamamoto
健二 山本
Kiyoshi Osato
潔 大里
Yoshiaki Kato
義明 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001272388A priority Critical patent/JP2003067966A/ja
Priority to US10/166,601 priority patent/US6992966B2/en
Publication of JP2003067966A publication Critical patent/JP2003067966A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源から発せられる光の損失を極力抑えつ
つ、光学素子の種々の製造誤差により発生する波面収差
を良好に補正し、特に光学記録媒体の厚み誤差や傾き誤
差などによる収差をも良好に補正する。 【解決手段】 光源１と、この光源１から発せられた光
束を光学記録媒体１０１の信号記録面１０１ａに集光し
て照射する対物レンズ２と、これら光源１及び対物レン
ズ２間の光路中に配設され表裏両表面が平面であって透
過光に対し所定の位相分布を与える液晶素子３とを備
え、この液晶素子３は、一対の透明基板によって液晶分
子層を挟み込んで構成され、各透明基板の液晶分子層を
挟んでいる側の面は、この液晶分子層の厚み分布を所定
の収差による位相分布に対する相似形状とする形状とな
っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる光ディス
クシステム、光磁気ディスクシステム、光カードシステ
ム等の光学式記録再生装置を構成する光学ピックアップ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学記録媒体として、例えば「Ｃ
Ｄ（Compact Disc）（商標）」や「ＤＶＤ（Digital Ve
rsatile Disc）（商標）」の如き光ディスクが提案さ
れ、このような光ディスクに対して情報信号の書込みま
たは読出しを行う光学ピックアップ装置が提案されてい
る。
【０００３】そして、近年、このような光ディスクにお
ける記録容量の増大を図るために、光学ピックアップ装
置において光源から発せられる光束の短波長化及びこの
光束を光ディスクの信号記録面上に集光させる対物レン
ズの高ＮＡ（開口数）化が行われている。
【０００４】例えば、光学ピックアップ装置における光
源となる半導体レーザ（ＬＤ）の発光波長としては、
「ＣＤ（商標）」用の光学ピックアップ装置においては
７８０ｎｍであるが、より記録容量の大きな「ＤＶＤ
（商標）」用の光学ピックアップ装置においては６５０
ｎｍである。また、光学ピックアップ装置の対物レンズ
の開口数（ＮＡ）としては、「ＣＤ（商標）」用の光学
ピックアップ装置においては０．４５であるが、「ＤＶ
Ｄ（商標）」用の光学ピックアップ装置においては０．
６０である。
【０００５】さらに、発光波長が４０５ｎｍ（青紫色）
の半導体レーザや、開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レ
ンズも提案されており、これらを光学ピックアップ装置
に使用することにより、光ディスクの記録容量のさらな
る増大が図られることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、光源となる半導体レーザの発光波長を短波長化し、
対物レンズの高ＮＡ化を図ると、種々の製造誤差による
光学系における波面収差の増大に対する影響が大きくな
る。すなわち、製造誤差が同程度であった場合、半導体
レーザの発光波長を短波長化するほど、また、対物レン
ズが高ＮＡ化するほど、波面収差は増大する。光学系に
おける波面収差が増大すると、光学性能が劣化し、情報
信号の良好な書込み及び読出しが行えなくなる。
【０００７】そのため、例えば、従来の「ＤＶＤ（商
標）」用の光学ピックアップ装置においては、光ディス
クにスキューが生じた場合にこの光ディスクの読取り面
に対して常に光軸を垂直とするように、光学ピックアッ
プ装置と光ディスクとの相対的な傾きを変化させる機構
を備えたものが提案されている。
【０００８】しかしながら、このように、光学ピックア
ップ装置全体の光ディスクに対する傾きを調整するのみ
では、光学素子の種々の製造誤差により発生する種々の
波面収差を良好に補正することはできず、特に、光学記
録媒体の厚み誤差や傾き誤差などによる波面収差を良好
に補正することはできない。
【０００９】そして、光学ピックアップ装置における波
面収差を補正するための構成としては、従来、他にもさ
まざまなものが提案されている。その一つに、液晶素子
を用いたものがある。これは、光源と対物レンズとの間
の光路上に液晶素子を挿入しておき、この液晶素子によ
って、透過光に対して所望の位相分布を与えるという構
成である。すなわち、この構成は、発生する波面収差と
逆の位相を液晶素子により入射光にあらかじめ与え、結
像面において無収差にするというものである。
【００１０】液晶素子において、液晶分子を挟み込む基
板は、通常、ガラスの平面基板からなる。この基板に
は、液晶に電圧を加えるための電極が形成されている。
液晶分子は、ガラス基板に形成された配向膜に沿って並
んでおり、基板に形成された電極により印加される電圧
により動かされる。このような液晶分子の移動に伴っ
て、液晶素子全体の屈析率がかわるので、この液晶素子
の透過光の位相を変えることが可能である。そして、透
過光に位相分布を与えるには、電極により印加する電圧
に電圧分布を作ればよい。そのための簡単な構成として
は、電極を少なくとも２つ以上に分割して形成すること
が挙げられる。これら分割された電極に、所望の位相分
布に対応した電圧を個々別々に加えることによって、電
極数と印加電圧に見合った電圧分布が形成され、近似的
に所望の位相分布の透過光に得ることができる。もちろ
ん、電極の分割数を多くして細かく分割するほど、理想
的な位相分布を発生させることができる。
【００１１】しかし、このような液晶素子において、電
極の分割数を多くすればするほど、電極同士の間に形成
される無電極部の面積が大きくなる。そして、無電極部
の液晶は、電極部の液晶に対して屈析率が異なるので、
結像に悪影響を与えるのみならず、電極部の液晶との境
界で光の回折などの現象を生じさせ、光量の損失の原因
となる。光源となる半導体レーザのパワーに余裕があれ
ば、このような回折光による光量損失は問題とならない
が、半導体レーザの寿命を伸ばすためには、液晶素子に
おける光量の損失は少ないほうがよい。
【００１２】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されたものであって、光源から発せられる光の損失を
極力抑えつつ、光学素子の種々の製造誤差により発生す
る波面収差を良好に補正することができ、特に光学記録
媒体の厚み誤差や傾き誤差などによる収差をも良好に補
正することができる光学ピックアップ装置を提供しよう
とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、こ
の光源から発せられた光束を光学記録媒体の信号記録面
に集光して照射する対物レンズと、これら光源及び対物
レンズ間の光路中に配設され表裏両表面が平面であって
透過光に対し所定の位相分布を与える液晶素子とを備え
る光学ピックアップ装置である。そして、液晶素子は、
一対の透明基板によって液晶分子層を挟み込んで構成さ
れ、各透明基板の液晶分子層を挟んでいる側の面は、こ
の液晶分子層の厚み分布を光学記録媒体において信号記
録面を覆う透明層の厚み誤差により生じる球面収差の位
相分布に対する相似形状とする形状となっていることを
特徴とするものである。
【００１４】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
において、液晶素子は、一対の透明基板によって液晶分
子層を挟み込んで構成され、各透明基板の上記液晶分子
層を挟んでいる側の面は、この液晶分子層の厚み分布を
多層光学記録媒体における信号記録面の選択に応じて異
なる選択された信号記録面を覆う透明層の厚さに応じた
球面収差の位相分布に対する相似形状とする形状となっ
ていることを特徴とするものである。
【００１５】さらに、本発明に係る光学ピックアップ装
置において、液晶素子は、一対の透明基板によって液晶
分子層を挟み込んで構成され、各透明基板の上記液晶分
子層を挟んでいる側の面は、この液晶分子層の厚み分布
を光学記録媒体の対物レンズの光軸に対する傾きにより
生じるコマ収差の位相分布に対する相似形状とする形状
となっていることを特徴とするものである。
【００１６】このような本発明に係る光学ピックアップ
装置においては、液晶分子層を挟み込む一対の透明基板
には、電極が分割されることなく全面に亘って形成され
る。そして、この電極には、一様の電圧が印加される。
すなわち、透過光の位相分布は、透過する液晶分子の厚
みで決まる。
【００１７】このように、本発明に係る光学ピックアッ
プ装置においては、液晶素子における電極が分割されて
いないので、回折などによる透過光量の損失が招来され
ない。
【００１８】また、この液晶素子の透過光の位相分布
は、液晶素子を透過する光路長で決まるので、液晶の厚
み分布できまる。液晶の厚み分布は、透明基板の形状で
決まるので、所望の位相分布に対する相似形状を透明基
板の表面に形成することができれば、透過光に理想的な
位相分布を与えることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】本発明に係る光学ピックアップ装置は、図
１に示すように、光源となる半導体レーザ１と、この半
導体レーザ１から発せられた光束を光学記録媒体である
光ディスク１０１の信号記録面１０１ａに集光して照射
する対物レンズ２と、これら半導体レーザ１及び対物レ
ンズ２間の光路中に配設された液晶素子３とを備えてい
る。
【００２１】光ディスク１０１は、基材１０２及び保護
層１０３が積層されて構成され、基材１０２の表面であ
って保護層１０３に覆われた面が信号記録面１０１ａと
なっている。光学ピックアップ装置からの光束は、保護
層１０３を透過して、信号記録面１０１ａに照射され
る。液晶素子３は、表裏両表面が平面であって、後述す
るように、透過光に対し所定の位相分布を与えるもので
ある。
【００２２】この光学ピックアップ装置において、半導
体レーザ１から発せられた直線偏光である光束は、コリ
メータレンズ４によってコリメートされ、平面波とな
る。この平面波は、ビームスプリッタ５に入射する。こ
の平面波は、ビームスプリッタ５の反射面５ａに対して
Ｐ偏光となっており、この反射面５ａを透過し、液晶素
子３を透過する。そして、この平面波は、四分の一波長
（λ／４）板６を経て円偏光となされ、対物レンズ２に
至る。この対物レンズ２は、入射された光束を、光ディ
スク１０１の信号記録面１０１ａに集光して照射する。
【００２３】対物レンズ２は、２軸アクチュエータ７に
よって、図１中矢印Ｆで示すフォーカス方向（対物レン
ズ２の光軸方向）及び図１中矢印Ｔで示すトラッキング
方向（対物レンズ２の光軸に直交する方向）に移動操作
可能に支持されている。この２軸アクチュエータ７の動
作により、フォーカシング調整及びトラッキング調整が
行われる。
【００２４】そして、光ディスク１０１の信号記録面１
０１ａに集光された光束は、この信号記録面１０１ａに
より反射され、往路光と反対方向の円偏光となって、対
物レンズ２及び四分の一波長（λ／４）板６を経て、往
路光の偏光方向に直交する方向の直線偏光となり、液晶
素子３を透過し、ビームスプリッタ５に戻る。光ディス
ク１０１より戻った光は、このビームスプリッタ５にお
いては、このビームスプリッタ５の反射面５ａに対して
Ｓ偏光となっているためにこの反射面５ａにより反射さ
れる。ビームスプリッタ５において反射された光束は、
検出レンズ８によって収束され、マルチレンズ９を経
て、光検出器１０によって受光される。マルチレンズ９
は、入射面が円筒面となされ、出射面が凹面となされた
レンズである。
【００２５】この光学ピックアップ装置において、液晶
素子３は、信号記録面１０１ａに照射される光束につい
て信号記録面１０１ａにおいて生ずる収差をうち消すよ
うな所定の位相分布を透過光束に与えるものである。
【００２６】すなわち、液晶素子３が透過光に対して与
えるべき位相分布は、対物レンズ２により信号記録面１
０１ａ上に結像された光スポットにおける波面収差の位
相分布と逆極性の分布となる。
【００２７】例えば、補正したい収差が、光ディスク１
０１の保護層１０３の厚み誤差ｄｔとスキューθによる
ものである場合を考える。厚み誤差ｄｔは球面収差、ス
キューθはコマ収差を発生させる。それぞれの低次の収
差は、収差に関する次式で与えられ、対物レンズ２の開
口数（ＮＡ）が大きく、半導体レーザ１から発せられる
光束の波長が短いほど、影響は大きくなる。
【００２８】すなわち、３次の球面収差係数は、次式で
与えられる。
【００２９】 Ｗ４０＝ｄｔ／８×（ｎ２−１）／ｎ３×ＮＡ４ また、３次のコマ収差係数は、次式で与えられる。
【００３０】Ｗ３１＝ｔ／２×（ｎ２−１）×ｎ２×si
nθ×cosθ／（ｎ２−sin２θ）５ ／２×ＮＡ３ （∵ｔ：光ディスクの保護層の厚み） （∵ｄｔ：光ディスクの保護層の厚み誤差） （∵ｎ：光ディスクの保護層の屈析率） （∵θ：光ディスクの傾き） これらの収差を、対物レンズ２の瞳面上の瞳半径で規格
化された座標（ｘ，ｙ）で表すと、次式が得られる。
【００３１】 ３次の球面収差 ｗ（ｘ，ｙ）＝ｗ４０（ｘ２＋ｙ２）２・・・・（式１） ３次のコマ収差 ｗ（ｘ，ｙ）＝ｗ３１ｘ（ｘ２＋ｙ２）・・・・（式２） 対物レンズ２の開口数（ＮＡ）が大きい場合には、低次
の収差のみでは、収差に対応した位相分布を十分正確に
表現することができない。高次の収差は、次式で与えら
れる。
【００３２】すなわち、５次の球面収差係数は、次式で
与えられる。
【００３３】Ｗ６０＝ｄｔ／４８×（ｎ２−１）×（ｎ
２＋３）／ｎ５×ＮＡ６ また、５次のコマ収差係数は、次式で与えられる。
【００３４】Ｗ５１＝ｔ／８×（ｎ２−１）×ｎ２×si
nθ×cosθ／（ｎ２−sin２θ）９ ／２×ＮＡ５×（ｎ
４＋（３cos２θ−５sin２θ）ｎ２＋４sin２θ−sin４
θ） これらの収差を対物レンズ２の瞳面上の瞳半径で規格化
された座標（ｘ，ｙ）で表すと、次式が得られる。
【００３５】 ５次の球面収差 ｗ（ｘ，ｙ）＝ｗ６０（ｘ２＋ｙ２）３・・・・（式３） ５次のコマ収差 ｗ（ｘ，ｙ）＝ｗ５１ｘ（ｘ２＋ｙ２）２・・・・（式４） しかしながら、実用上は、高次収差は、対物レンズ２に
より集光された光のスポットセンタの近傍に与える影響
は微少であるため、光ディスクの記録再生に与える影響
も少ない。したがって、補正すべき収差は、低次の収差
のみを考慮すれば十分である。
【００３６】そして、液晶素子３は、図２及び図３に示
すように、一対の透明基板である２枚のガラス基板１
１，１２で液晶分子層１３を挟み込んで構成されてい
る。この液晶素子３は、入射面及び出射面、すなわち、
表面及び裏面が平面となされて構成されている。そし
て、この液晶素子３において、液晶層１３の厚み分布
は、この液晶素子３の透過光に対して与えたい位相分布
に対する相似形状となされている。すなわち、各ガラス
基板１１，１２の互いに対向して液晶層１３を挟んでい
る面１１ａ，１２ａは、一方が平面となされ、他方が所
望の位相分布に対する相似形状となされている。
【００３７】この液晶素子３においては、図４及び図５
に示すように、各ガラス基板１１，１２の互いに対向す
る面１１ａ，１２ａの全面に亘って、それぞれ１つの電
極１４，１５が形成されている。さらに、これら電極１
４，１５上には、配向膜１６，１７が形成されている。
液晶層１３の液晶分子は、配向膜１６，１７に沿って並
んでいる。これら液晶分子は、図４に示すように、電極
１４，１５間に電圧が印加されていない状態において
は、長軸方向をガラス基板１１，１２の面１１ａ，１２
ａに平行として配向されている。そして、これら液晶分
子は、図５に示すように、電極１４，１５間に電圧が印
加されると、長軸方向をガラス基板１１，１２の面１１
ａ，１２ａに対して垂直とする状態に移動する。液晶層
１３の屈折率は、入射光の偏光方向が液晶分子の長軸方
向に一致している場合と、入射光の偏光方向が液晶分子
の長軸方向に一致していない場合とで異なる。ここで、
液晶分子の長軸方向がガラス基板１１，１２の面１１
ａ，１２ａに平行で入射光の偏光方向が液晶分子の長軸
方向に一致している場合の液晶層１３の屈折率をｎ１と
する。また、液晶分子の長軸方向がガラス基板１１，１
２の面１１ａ，１２ａに垂直である場合の液晶層１３の
屈折率をｎ２とする。そして、液晶分子の長軸方向がガ
ラス基板１１，１２の面１１ａ，１２ａに対して斜めに
なっている状態では、液晶層１３の屈折率は、液晶分子
の角度に応じて、ｎ１とｎ２との間の値となる。
【００３８】この光学ピックアップ装置においては、液
晶素子３の透過光に対して位相分布を与える必要のない
場合、すなわち、この光学ピックアップ装置及び光ディ
スク１０１に製造誤差が無く、結像面で無収差である場
合は、図６に示すように、液晶素子３の電極１４，１５
間に印加する電圧を調整して、液晶層１３の屈折率が各
ガラス基板１１，１２の屈折率ｎ３に等しくなるように
しておく。
【００３９】そして、液晶素子３の透過光に対して位相
分布を与えたい場合には、図７に示すように、電極１
４，１５間に印加する電圧を変化させることにより、液
晶層１３の屈析率を変化させる。
【００４０】液晶素子３の透過光の位相分布は、液晶素
子３における光路長で決まる。すなわち、液晶素子３の
透過光の位相分布は、液晶層１３の厚み分布ｄ（ｘ）
と、液晶層１３及び各ガラス基板１１，１２間の屈析率
差Δｎとの積（ｄ（ｘ）・Δｎ）で決まる。したがっ
て、電極１４，１５間に印加する電圧を変化させて液晶
層１３及び各ガラス基板１１，１２間に屈析率差Δｎを
生じさせることにより、液晶素子３の透過光に、液晶層
１３の厚み分布に対して相似の位相分布を与えることが
できる。
【００４１】球面収差を生じているときの波面は、図８
に示すように、光束の中央部と周辺部とに位相差が生じ
ている波面となる。また、コマ収差を生じているときの
波面は、図９に示すように、光束の一側側と他側側とで
徐々に位相差が生じている波面となる。したがって、液
晶素子３の透過光の波面に対し、予めこれらの位相分布
と逆極性の位相分布を与えておけば、対物レンズ２によ
って結像したときに、無収差となる。
【００４２】したがって、液晶素子３における液晶層１
３の厚み分布は、球面収差を補正するためには、図１０
に示すように、前記（式１）によって示される形状とす
る。また、液晶素子３における液晶層１３の厚み分布
は、コマ収差を補正するためには、図１１に示すよう
に、前記（式２）によって示される形状とする。
【００４３】そして、このような球面収差を補正するた
めの液晶素子とコマ収差を補正するための液晶素子と
は、図１に示すように、それぞれを対物レンズ２に向か
う光路中に重ねて配置してもよく、または、いずれか一
方のみを配置してもよい。球面収差を補正する液晶素子
とコマ収差を補正する液晶素子とを重ねて配置する場合
においては、重ねる順序はいずれであってもよく、いず
れを対物レンズ２に近い側として重ねてもよい。
【００４４】なお、この光学ピックアップ装置におい
て、液晶素子３における液晶層１３の厚み分布が、球面
収差やコマ収差の位相分布に相似の形状でなくとも、収
差の補正は可能である。例えば、球面収差にデフォーカ
スによる収差が加えられた位相分布に対応した形状とし
ても、二軸アクチュエータ７によるフォーカスサーボ動
作がデフォーカス分を補正するので、収差の補正ができ
る。しかし、そのような形状にすることにはあまり意味
がなく、最小の位相補正によって収差の補正を達成する
には、収差そのものによる位相分布と振幅について逆極
性の位相分布を与えればよいので、上述のような、図１
０及び図１１に示した形状が最適である。
【００４５】また、本発明は、いわゆる多層ディスクに
対して用いる光学ピックアップ装置においても有効であ
る。多層ディスクにおいては、複数の積層された信号記
録面の各面間に透明な保護層が介在しているので、信号
記録面ごとに、光ディスクの表面からの厚みが異なり、
発生する球面収差が異なる。
【００４６】例えば「ＤＶＤ（商標）」の場合において
は、２層ディスクが採用されており、光学ピックアップ
装置は、球面収差が許容される範囲として２層の間隔を
設定して設計されており、特に球面収差の補正機構を有
していない。
【００４７】ところが、「ＤＶＤ（商標）」において信
号記録面を２層よりさらに増やしたい場合や、２層であ
っても対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくした場合に
は、許容できない大きな球面収差が発生する。
【００４８】ここで、球面収差を低減させるためには、
層間を薄く、すなわち、信号記録面同士を接近させれば
良いようにも思えるが、層間を薄くすると、ある信号記
録面について記録、再生を行っているときに他の信号記
録面からの迷光が光学ピックアップ装置に戻ってしま
い、正確な記録、再生ができなくなる。したがって、層
間を薄くすることには限界がある。この限界は、光学系
を含むシステムの設計や光源の発光波長などによって異
なる。しかし、他の信号記録面からの迷光が問題となら
ない層間隔の下限値が、球面収差が許容できる層間隔の
上限値を上回っている場合には、なんらかの手段で球面
収差を効率良く補正することが必要となる。
【００４９】そこで、分割された電極を有する従来の液
晶素子を用いて球面収差を補正しようとすると、近似的
な補正しかできないので、残留収差が大きく、多層ディ
スクにおけるような大きな球面収差の補正をすることが
できない。また、球面波を発生させて対物レンズに入射
させることによっても、近似的な補正しかできず、残留
収差が大きいため、多層ディスクにおける大きな球面収
差の補正をすることはできない。
【００５０】それに対して、本発明における球面収差の
補正は、球面収差による波面の形状の変化そのものを補
正するので、多層ディスクを用いる場合に発生する大き
な球面収差を補正する場合においても、残留収差の少な
い良好な補正が行える。
【００５１】なお、上述した実施の形態においては、液
晶素子において液晶層を挟んでいるガラス基板の面のう
ちの一方のみの形状を所望の位相分布に相似の形状とし
ているが、本発明はこれに限らず、液晶層を挟んでいる
ガラス基板の面の両面の形状を所望の位相分布に相似の
形状としてもよい。
【００５２】すなわち、液晶素子の透過光に与えたい位
相分布は、ガラス基板により挟み込まれた液晶層の厚み
分布ｄ（ｘ）と、液晶層及び各ガラス基板間の屈析率差
Δｎとの積（ｄ（ｘ）・Δｎ）で決まるので、ガラス基
板の形状に依らず、液晶層の厚み分布が所望の位相分布
に対する相似形になっていればよいのである。
【００５３】また、各ガラス基板の液晶層を挟み込む面
の面形状は、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化剤によって所
定の面形状を形成し、これを平面のガラス基板に貼付け
ることによって形成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る光学ピック
アップ装置は、光源と、この光源から発せられた光束を
光学記録媒体の信号記録面に集光して照射する対物レン
ズと、これら光源及び対物レンズ間の光路中に配設され
表裏両表面が平面であって透過光に対し所定の位相分布
を与える液晶素子とを備える光学ピックアップ装置であ
って、液晶素子は、一対の透明基板によって液晶分子層
を挟み込んで構成され、各透明基板の液晶分子層を挟ん
でいる側の面は、この液晶分子層の厚み分布を所定の収
差による位相分布に対する相似形状とする形状となって
いることを特徴とする。
【００５５】そして、この光学ピックアップ装置におい
ては、液晶分子層を挟み込む一対の透明基板には、電極
が分割されることなく全面に亘って形成される。そし
て、この電極には、一様の電圧が印加される。すなわ
ち、透過光の位相分布は、透過する液晶分子の厚みで決
まる。
【００５６】このように、本発明に係る光学ピックアッ
プ装置においては、液晶素子における電極が分割されて
いないので、回折などによる透過光量の損失が招来され
ない。
【００５７】また、この液晶素子の透過光の位相分布
は、液晶素子を透過する光路長で決まるので、液晶の厚
み分布できまる。液晶の厚み分布は、透明基板の形状で
決まるので、所望の位相分布に対する相似形状を透明基
板の表面に形成することができれば、透過光に理想的な
位相分布を与えることが可能となる。
【００５８】すなわち、本発明は、光源から発せられる
光の損失を極力抑えつつ、光学素子の種々の製造誤差に
より発生する波面収差を良好に補正することができ、特
に光学記録媒体の厚み誤差や傾き誤差などによる収差を
も良好に補正することができる光学ピックアップ装置を
提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を一
部を破断して示す側面図である。
【図２】上記光学ピックアップ装置において収差補正を
行う液晶素子の構成を示す縦断面図である。
【図３】上記液晶素子の構成を示す正面図である。
【図４】上記液晶素子の電圧を印加していない状態にお
ける要部の構成を示す縦断面図である。
【図５】上記液晶素子の電圧を印加している状態におけ
る要部の構成を示す縦断面図である。
【図６】上記液晶素子において印加電圧を調整して液晶
層の屈折率をガラス基板の屈折率に等しくした状態にお
ける要部の構成を示す縦断面図である。
【図７】上記液晶素子において印加電圧を変化させて液
晶層の屈折率をガラス基板の屈折率と異ならせた状態に
おける要部の構成を示す縦断面図である。
【図８】球面収差により発生する波面を示すグラフであ
る。
【図９】コマ収差により発生する波面を示すグラフであ
る。
【図１０】球面収差を補正するための液晶素子の要部の
形状を示す縦断面図である。
【図１１】コマ収差を補正するための液晶素子の要部の
形状を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ、２ 対物レンズ、３ 液晶素子、１
１，１２ ガラス基板、１３ 液晶層、１４，１５ 電
極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/125 Ｇ１１Ｂ 7/125 Ｂ (72)発明者 加藤 義明 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA06 BA46 BC21 2H088 EA47 HA01 HA24 MA20 5D119 AA17 BB13 EC01 EC04 JA09 5D789 AA17 BB13 EC01 EC04 JA09

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、この光源から発せられた光束を
    光学記録媒体の信号記録面に集光して照射する対物レン
    ズと、これら光源及び対物レンズ間の光路中に配設され
    表裏両表面が平面であって透過光に対し所定の位相分布
    を与える液晶素子とを備える光学ピックアップ装置であ
    って、 上記液晶素子は、一対の透明基板によって液晶分子層を
    挟み込んで構成され、 上記各透明基板の上記液晶分子層を挟んでいる側の面
    は、該液晶分子層の厚み分布を、光学記録媒体において
    信号記録面を覆う透明層の厚み誤差により生じる球面収
    差の位相分布に対する相似形状とする形状となっている
    ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 各透明基板の液晶分子層を挟んでいる側
    の面のうちの一方は、平面であることを特徴とする請求
    項１記載の光学ピックアップ装置。
  3. 【請求項３】 光源と、この光源から発せられた光束を
    多層光学記録媒体の複数の信号記録面のうちの一に選択
    的に集光して照射する対物レンズと、これら光源及び対
    物レンズ間の光路中に配設され表裏両表面が平面であっ
    て透過光に対し所定の位相分布を与える液晶素子とを備
    える光学ピックアップ装置であって、 上記液晶素子は、一対の透明基板によって液晶分子層を
    挟み込んで構成され、 上記各透明基板の上記液晶分子層を挟んでいる側の面
    は、該液晶分子層の厚み分布を、多層光学記録媒体にお
    ける信号記録面の選択に応じて異なる選択された信号記
    録面を覆う透明層の厚さに応じた球面収差の位相分布に
    対する相似形状とする形状となっていることを特徴とす
    る光学ピックアップ装置。
  4. 【請求項４】 各透明基板の液晶分子層を挟んでいる側
    の面のうちの一方は、平面であることを特徴とする請求
    項３記載の光学ピックアップ装置。
  5. 【請求項５】 光源と、この光源から発せられた光束を
    光学記録媒体の信号記録面に集光して照射する対物レン
    ズと、これら光源及び対物レンズ間の光路中に配設され
    表裏両表面が平面であって透過光に対し所定の位相分布
    を与える液晶素子とを備える光学ピックアップ装置であ
    って、 上記液晶素子は、一対の透明基板によって液晶分子層を
    挟み込んで構成され、 上記各透明基板の上記液晶分子層を挟んでいる側の面
    は、該液晶分子層の厚み分布を光学記録媒体の対物レン
    ズの光軸に対する傾きにより生じるコマ収差の位相分布
    に対する相似形状とする形状となっていることを特徴と
    する光学ピックアップ装置。
  6. 【請求項６】 各透明基板の液晶分子層を挟んでいる側
    の面のうちの一方は、平面であることを特徴とする請求
    項５記載の光学ピックアップ装置。
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