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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aberrations-Korrektureinheit
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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EP-A-0446949
beschreibt eine Aberrations-Korrektureinheit, umfassend ein Flüssigkristallelement
mit Elektrodenschichten, welche einen Flüssigkristall dazwischen sandwichartig
aufnehmen, wobei der Flüssigkristall
als ein Polarisationsfilter funktioniert, welcher Licht durchtritt
entlang einer Ebene ermöglicht.
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US-A-5787061
beschreibt eine Korrektureinheit, umfassend ein die Polarisationsrichtung änderndes
Element, eine Linse und einen Polarisationsfilter.
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US-A-4572616
beschreibt eine Flüssigkristalllinse,
welche elektrisch für
externe Aberrationen korrigiert werden kann, wobei eine erste Zelle
angeordnet ist, um ein erstes Richtungs-polarisiertes Licht zu beeinflussen,
während
eine zweite Zelle das zweite Richtungs-polarisierte Licht beeinflusst.
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Es
gibt optische Scheiben, wie eine CD (Compact Disc) und eine DVD
(Digital Video Disc oder Digital Versatile Disc) als wohlbekannte
Informations-Aufzeichnungsmedien für optische Aufzeichnung und
Reproduktion von Information. Ferner sind die optischen Scheiben
von verschiedenen Arten, beispielsweise optische Scheiben nur für Wiedergabe,
einmal beschriebene optische Scheiben, auf welchen nur zusätzliche
Aufzeichnung ausgeführt
werden kann, und wieder beschreibbare optische Scheiben, auf welche
Information gelöscht
und wieder auf gezeichnet werden kann. Ein Aufzeichnungsmedium mit
einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten auf derselben Aufzeichnungsoberfläche, wie
eine 2-Schicht-pro-Seite-DVD
wurde ebenfalls entwickelt.
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Zusätzlich sind
Forschung und Entwicklung im Gang zur Erzeugung einer hochdichten
optischen Scheibe und optischen Aufnehmervorrichtung und Informations-Aufzeichnungs- und/oder
-Wiedergabevorrichtung (nachfolgend als Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung
bezeichnet), welche auf die hochdichten optischen Scheiben anwendbar
sind.
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Um
mit den hochdichten optischen Scheiben zurechtzukommen, gibt es
ein Verfahren des Abstrahlens eines Laserstrahls kleinen Durchmessers auf
die optische Scheibe durch Erhöhen
einer numerischen Apertur (NA) einer Objektivlinse, welche auf der
optischen Aufnehmervorrichtung vorgesehen ist. Ein anderes Verfahren
ist es, einen Lichtstrahl mit einer kürzeren Wellenlänge zu verwenden.
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Die
Aberration des Lichtstrahls, welche durch die optische Scheibe bewirkt
wird, wird jedoch vergrößert, wenn
die numerische Apertur NA der Objektivlinse erhöht wird oder ein Lichtstrahl
mit einer kürzeren
Wellenlänge
verwendet wird. Dies macht es schwierig, die Genauigkeit der Informations-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Funktion
zu verbessern.
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Wenn
zum Bespiel eine Objektivlinse mit einer großen numerischen Apertur NA
verwendet wird, wird die Menge von Doppelbrechungsverteilung, welche
von dem Einfallswinkel abhängt,
an der Pupillenoberfläche
der optischen Scheibe vergrößert, da der
Bereich des Einfallswinkels des Lichtstrahls auf die optische Scheibe
vergrößert wird.
Dies bewirkt ein Problem von Aberration infolge der Doppelbrechung,
welche einflussreicher wird. Außerdem
ist, wenn eine Objektivlinse mit einer großen numerischen Apertur und
ein Lichtstrahl mit einer kürzeren Wellenlänge verwendet
werden, der Einfluss von Koma-Aberration nicht vernachlässigbar,
wenn der Einfallswinkel des Lichtstrahls zu der Normalrichtung (Neigungswinkel) der
optischen Scheibe während der
Aufzeichnung oder während
der Wiedergabe sich neigt.
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Obwohl
die Aberration auch in Abhängigkeit von
einer Dicke eines transparenten Substrats (oder einer transparenten
Schicht) geändert
wird, durch welche der Laserstrahl hindurchtritt, ändert sich,
da die Dicke einer transparenten Substratschicht im Allgemeinen
eine Verteilung in der Ebene (in-plane distribution) aufweist, die
Aberration während
der Aufzeichnung oder der Wiedergabe der optischen Scheibe. Insbesondere
unterscheidet sich die Dicke der transparenten Schicht zwischen
der Scheibenoberfläche
und der Aufzeichnungsschicht in Übereinstimmung
mit den Aufzeichnungsschichten in der optischen Scheibe, welche
eine Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten auf derselben Aufzeichnungsoberfläche aufweist.
Deshalb ändert
sich nicht nur eine Magnitude bzw. ein Betrag der Aberration, sondern auch
die Verteilungsform der Aberration in der Ebene senkrecht zu der
optischen Achse erheblich, wenn die Leseposition oder die Aufzeichnungsposition
von einer Aufzeichnungsschicht zu einer anderen geändert wird.
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Eine
Aberrations-Flüssigkristall-Korrektureinheit
mit einem Flüssigkristall,
wie einem nematischen Flüssigkristall
oder dergleichen, wurde vorgeschlagen, um den Einfluss der Aberration
auf die Aufzeichnung oder die Wiedergabe der optischen Scheibe,
wie vorstehend beschrieben, zu reduzieren. Es wurde ein Flüssigkristall
beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Kokai H10-20263
als die Flüssigkristalleinheit
für Aberrations-Korrekturen,
wie vorstehend erwähnt,
offenbart.
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1 zeigt
schematisch ein Beispiel der Aberrations-Korrektureinheit. Die Aberrations-Korrektureinheit
weist einen Aufbau derart auf, dass ein Flüssigkristall C, wie ein nematischer
Flüssigkristall
oder dergleichen, zwischen transparenten Elektrodenschichten A und
B gehalten wird, welche einander gegenüberliegen. Der Orientierungszustand
des Flüssigkristalls
C kann durch Einstellen einer Spannung geändert werden, welche entlang
der transparenten Elektrodenschichten A und B angelegt wird. Eine Änderung
der Doppelbrechung gemäß dem Orientierungszu stand
wird für
ein Licht bereitgestellt, wenn das von einer transparenten Elektrode
A (oder B) eintretende Licht durch den Flüssigkristall C hindurchtritt,
und das Licht zu der anderen transparenten Elektrode B (oder A)
austritt.
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Ferner
sind die transparenten Elektrodenschichten A und B in geteilter
Weise ausgebildet, beispielsweise ist jede in eine Mehrzahl von
transparenten Elektroden (a1, a2 und a3) und (b1, b2 und b3) geteilt.
Die transparenten Elektroden a1, a2 und a3 werden elektrisch voneinander
getrennt, und die transparenten Elektroden b1, b2 und b3 werden ebenso
elektrisch voneinander getrennt.
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Der
Flüssigkristall
C kann derart eingestellt werden, dass dieser eine Mehrzahl von
unterschiedlichen Orientierungszuständen in sich aufweist, indem
unterschiedliche Spannungen entlang den transparenten Elektroden
angelegt werden, welche einander gegenüberliegen, beispielsweise jeweils zwischen
den transparenten Elektroden a1 und b2, a2 und b2 bzw. a3 und b3. Änderungen
der Doppelbrechung entsprechend den Orientierungszustands-Änderungen
innerhalb des Flüssigkristalls
C werden simultan mit dem einfallenden Licht vorgesehen. Eine in
einem optischen Pfad bewirkte Aberration kann somit durch ordnungsgemäßes Einstellen der
Mehrzahl der Orientierungszustände
des Flüssigkristallelements
korrigiert werden.
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Wie
vorstehend erwähnt,
wird die Aberration in Abhängigkeit
von der Position in der Ebene (in-plane position) senkrecht zu der
optischen Achse infolge der Änderung
der Dicke der transparenten Schicht auf bzw. bei Aufzeichnung oder
Reproduktion geändert.
Zusätzlich
wird die Aberration geändert,
wenn die Aufzeichnungsschicht geändert
wird.
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Gemäß der herkömmlichen
Aberrations-Korrektureinheit, wie sie vorstehend genannt wird, wird die
in dem optischen Pfad eines optischen Systems bewirkte Aberration
durch Ändern
der Spannung korrigiert, welche an jede Elektrode des Flüssigkristalls angelegt
wird. Es ist jedoch schwierig, die Aberration mit hoher Geschwindigkeit
bei Aufzeichnung oder Wiedergabe zu korrigieren, da eine Ant wortgeschwindigkeit
(response speed) eines Flüssigkristalls,
wie einem nematischen Flüssigkristall
oder dergleichen, niedrig ist, welcher für eine Aberrations-Korrektur verwendet
wird.
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AUFGABEN UND
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen
Probleme zu lösen und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aberrations-Korrektureinheit,
eine optische Aufnehmervorrichtung und eine Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung
von hoher Leistungsfähigkeit
bereitzustellen, durch welche eine Hochgeschwindigkeits-Korrektur
der Aberration durchgeführt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
1 genannten Merkmale erzielt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aberrations-Korrektureinheit
bereitgestellt, welche ferner ein Steuergerät zum Steuern des die Polarisationsrichtung
drehenden Elements umfasst, um die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls
bei vorbestimmter Zeiteinteilung zu drehen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine optische Aufnehmervorrichtung
bereitgestellt, welche die Aberrations-Korrektureinheit aufweist,
welche umfasst: eine Lichtquelle zum Emittieren des Lichtstrahls;
einen Fotodetektor zum Erfassen des Lichtstrahls, welcher durch das
Aufzeichnungsmedium reflektiert wurde und durch die Aberrations-Korrektureinheit
hindurch getreten ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung
bereitgestellt, welche die optische Aufnehmervorrichtung aufweist
und aufgezeichnete Information von einem Aufzeichnungsmedium liest, welche
eine Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten aufweist, um eine Wiedergabe
auszuführen,
wobei die Aufzeichnungs-Wiedergabevorrichtung umfasst: Zwi schenschichtsprungmittel
zum Durchführen
eines Zwischenschichtsprungs um eine Abstrahlung des Lichtstrahls
aus einer Aufzeichnungsschicht zu einer anderen Aufzeichnungsschicht
durchzuführen;
und ein Steuergerät
zum Steuern des die Polarisationsrichtung drehenden Elements, um
die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls bei dem Ausführen des
Zwischenschichtsprungs zu drehen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Aberrations-Korrektureinheit
zum Korrigieren einer Aberration, welche in einem optischen Pfad
eines optischen Systems bewirkt wird, vorgesehen, welche einen Lichtstrahl
auf ein Aufzeichnungsmedium abstrahlt und Reflexionslicht, welches
von dem Aufzeichnungsmedium reflektiert wird, führt, welche umfasst: ein erstes
Flüssigkristallelement
mit ersten Elektrodenschichten, welche einander gegenüberliegen
und ein Flüssigkristall,
welches zwischen den ersten Elektrodenschichten sandwichartig aufgenommen
ist, wobei das erste Flüssigkristallelement
eine erste vorbestimmte Orientierungsrichtung aufweist, und einen
dort hindurch tretenden Lichtstrahl mit einer Phasenänderung
versieht, indem eine Spannung entlang den ersten Elektrodenschichten
angelegt wird; ein zweites Flüssigkristallelement
mit zweiten Elektrodenschichten, welche einander gegenüberliegen
und ein Flüssigkristall,
welcher zwischen den zweiten Elektrodenschichten sandwichartig aufgenommen
ist, wobei das zweite Flüssigkristallelement
eine zweite vorbestimmte Orientierungsrichtung aufweist, welche
im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Orientierungsrichtung ist,
und ein dort hindurch tretendes Licht mit einer Phasenänderung
versieht, indem eine Spannung entlang den zweiten Elektrodenschichten
angelegt wird; und ein die Polarisationsrichtung drehendes Element,
welches in dem optischen Pfad zwischen einer Lichtquelle des Lichtstrahls
und den ersten und zweiten Flüssigkristallelementen
angeordnet ist, um eine Polarisationsrichtung des Lichtstrahls zu
drehen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine optische Aufnehmervorrichtung
mit der Aberrations-Korrektureinheit vorgesehen, welche umfasst:
eine Lichtquelle zum Emittieren des Lichtstrahls; und einen Fotodetektor zum
Erfassen des Lichtstrahls, welcher durch das Aufzeichnungsmedium
reflektiert wird und durch die Aberrations-Korrektureinheit hindurch
tritt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung
bereitgestellt, welche die optische Aufnehmervorrichtung aufweist
und Information auf/von einem Aufzeichnungsmedium mit einer Mehrzahl
von Aufzeichnungsschichten aufzeichnet und/oder wiedergibt, wobei
die Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung umfasst: Instruktionsmittel
zum Erzeugen eines Zwischenschichtsprungbefehls zum Ändern einer
Aufzeichnungsschicht, auf welche der Lichtstrahl abgestrahlt wird,
von einer Aufzeichnungsschicht auf eine andere Aufzeichnungsschicht auf
der Grundlage eines Lesesignals von dem Aufzeichnungsmedium; Zwischenschichtsprungmittel zum
Durchführen
eines Zwischenschichtsprungs in Antwort auf den Zwischenschichtsprungbefehl;
und ein Steuergerät
zum Steuern des die Polarisationsrichtung drehenden Elements zum
Drehen der Polarisationsrichtung des Lichtstrahls zur Zeit der Durchführung des
Zwischenschichtsprungs.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel einer herkömmlichen Aberrations-Korrektureinheit zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Aberrations-Korrekturvorrichtung zeigt,
welche in einer Informations-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung vorgesehen
ist;
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3 ist
eine Explosionsansicht, welche schematisch eine Konfiguration einer
Aberrations-Korrektureinheit in Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Querschnittsansicht, welche schematisch eine Konfiguration
eines Flüssigkristallelements 20 zeigt,
welches in 3 gezeigt ist;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Aufbau einer
2-Schicht-Scheibe zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, welches Verteilungskurven der sphärischen Aberration in einer
Ebene senkrecht zu einer optischen Achse bezüglich L0- und L1-Schichten
der 2-Schicht-Scheibe zeigt;
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7 ist
eine Draufsicht, welche schematisch ein Beispiel eines Elektrodenaufbaus
zur Korrektur einer sphärischen
Aberration zeigt, welche bewirkt wird, wenn ein Laserstrahl auf
eine Schicht L0 gestrahlt wird;
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8 ist
eine Querschnittsansicht, welche schematisch eine Konfiguration
eines die Polarisationsrichtung ändernden
Elements zeigt;
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9 ist
ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur einer Aberrations-Korrektur-Servosteuerung zeigt,
wenn die 2-Schicht-Scheibe beschrieben oder abgespielt wird; und
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10 ist
eine Explosionsansicht, welche eine Konfiguration einer Aberrations-Korrektureinheit gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
im Detail beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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2 ist
ein Diagramm, welches schematisch eine Konfiguration einer Aberrations-Korrekturvorrichtung 10 zeigt,
welche in einer Informations-Aufzeichnungs- /Wiedergabe-Vorrichtung vorgesehen ist.
Die Aberrations-Korrekturvorrichtung 10 zur Aufzeichnung
oder zur Wiedergabe einer 2-Schicht-Scheibe mit zwei Aufzeichnungsschichten auf
derselben Oberfläche
oder Aufzeichnungsseite wird nun als ein Beispiel nachfolgend beschrieben.
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In 2 enthält ein optischer
Aufnehmer (PU): eine Lichtquelle 1 zur Emission eines Laserstrahls
H1; eine Kollimatorlinse 2; einen Strahlteiler 3; eine
Aberrations-Korrektureinheit 4; eine Objektivlinse 5;
eine Kondensorlinse 6; und einen Fotodetektor 7.
Die optischen Elemente 1 bis 7 sind entlang einer optischen
Achse OA angeordnet.
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Der
Laserstrahl H1, welcher von der Laserlichtquelle 1 in dem
optischen Aufnehmer emittiert wird, wird durch eine optische Scheibe 9 reflektiert. Das
Reflexionslicht wird durch den Fotodetektor 7 erfasst,
so dass ein RF-Signal erzeugt wird. Das erzeugte RF-Signal wird
an einen RF-Umhüllungs-Amplitudendetektor
(nachfolgend einfach als ein RF-Amplitudendetektor bezeichnet) 11 gesandt.
Der RF-Amplitudendetektor 11 erfasst eine Umhüllende des
empfangenen RF-Signals, um es als ein RF-Amplitudensignal zu einem
Steuergerät 12 zu
senden. Das Steuergerät 12 führt ein
Steuersignal zu einem Flüssigkristalltreiber 14 zum
Betreiben einer Aberrations-Korrektureinheit 4 auf der
Grundlage des empfangenen RF-Amplitudensignals. Der Flüssigkristalltreiber 14 erzeugt
eine Antriebsspannung, welche zu der Aberrations-Korrektureinheit 4 in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal zuzuführen
ist, und führt sie
der Aberrations-Korrektureinheit 4 zu. Ein optischer Aufnehmertreiber 8 führt eine
Fokussierungs-/Spurtührungs-Servosteuerung des
optischen Aufnehmers auf der Grundlage eines Steuersignals aus dem
Steuergerät 12 durch.
Das Steuergerät 12 umfasst
einen Polarisationsrichtungs-Änderungsdiskriminator 13 auf
und steuert den Flüssigkristalltreiber 14 und
den Treiber 8 für
den optischen Aufnehmer auf der Grundlage eines Diskriminations-
bzw. Unterscheidungsergebnisses durch den Polarisationsrichtungs-Änderungsdiskriminator 13.
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Eine
Konfiguration der Aberrations-Korrektureinheit 4 wird nun
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 3 ist
eine Explosionsansicht, welche schematisch die Konfiguration der
Aberrations-Korrektureinheit 4 zeigt. Wie in dem Diagramm
gezeigt, ist die Aberrations-Korrektureinheit 4 mit Flüssigkristallelementen 20, 30 und
einem Polarisationsrichtungs-Änderungselement 40 aufgebaut.
Der Bestrahlungslaserstrahl, welcher aus der Lichtquelle 1 emittiert
und in den Strahlteiler 3 übertragen wird, tritt durch
das die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 und durch die Flüssigkristallelemente 20, 30,
und wird zu der Objektivlinse 5 geführt.
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Das
Flüssigkristallelement 20 enthält einen Flüssigkristall,
welcher einen elektrooptischen Effekt durch ein angelegtes elektrisches
Feld bewirkt, wie in der Querschnittsansicht von 4 gezeigt
ist. Genauer enthält
das Flüssigkristallelement 20 einen Flüssigkristall 21 wie
einen nematischen Flüssigkristall
oder dergleichen, welcher eine Änderung
der Doppelbrechung in Übereinstimmung
mit einer Magnitude einer angelegten Spannung durch den Flüssigkristalltreiber 14 bereitstellt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt,
weist das Flüssigkristallelement 20 eine
Konfiguration derart auf, dass der Flüssigkristall 21 zwischen
zwei Elektrodenabschnitten 22A und 22B sandwichartig
zwischengelegt und abgedichtet wird, welcher einander gegenüberliegen.
Genauer sind Flüssigkristall-Orientierungsfilme 23A und 23B, Isolierschichten 24A und 24B,
Elektroden 25A und 25B, und Isoliersubstrate 26A und 26B,
wie transparente Glassubstrate oder dergleichen, nacheinander auf
beiden Seiten des Flüssigkristalls 21 jeweils
ausgebildet. Wie in 3 gezeigt, ist das Flüssigkristallelement 20 derart
ausgebildet, dass dies eine Orientierungsrichtung (P1) in annähernd derselben
Richtung wie die Polarisationsrichtung des einfallenden Laserstrahls
(P) in die Aberrations-Korrektureinheit 4 (d.h. P1//P)
aufweist. Es sollte bemerkt werden, dass die "Orientierungsrichtung" des Flüssigkristallelements
dahingehend definiert ist, die Richtung der Flüssigkristallorientierung zu
enthalten, welche auf eine Ebene senkrecht zu der optischen Achse
projiziert wird.
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Zumindest
eine der Elektroden 25A und 25B ist dahingehend
aufgebaut, eine Mehrzahl von Teilungs- oder unterteilten Elektroden
zur Korrektur der Aberration aufzuweisen, welche in dem optischen Pfad
bewirkt wird. Eine Spannung gemäß einer
Magnitude und einer Verteilungsform der Aberration wird an jede
Teilungselektrode angelegt. Wie vorstehend erwähnt, ändert sich die Magnitude von
Aberration und/oder eine Verteilungsform in der Ebene senkrecht
zu der optischen Achse erheblich, wenn die Aufzeichnungsschicht
von/auf welcher der Lese- oder Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird,
sich ändert
(nachfolgend als Zwischenschichtsprung (inter-layer jump) bezeichnet),
da die Dicke der transparenten Schicht zwischen der Scheibenoberfläche und der
Aufzeichnungsschicht in Abhängigkeit
von der Aufzeichnungsschicht differiert.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Aufbau einer
2-Schicht-Scheibe 50 zeigt.
Die 2-Schicht-Scheibe 50 weist einen Aufbau derart auf,
dass zwei spritzgegossene Substrate derart verbunden sind, dass
diese aufeinander weisen. Von der Leseseite aus gesehen wird die
erste Schicht als Schicht 0 (L0) genannt und die zweite Schicht
wird als Schicht 1 (L1) bezeichnet. Genauer sind ein L0-Substrat 52,
ein L0-Reflexionsfilm 53, eine Abstandsschicht 54,
ein L1-Reflexionsfilm 55 und ein L1-Substrat 56 hintereinander
in Reihenfolge von der Leseseite aus ausgebildet.
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Der
L0-Reflexionsfilm 53 ist als ein semitransparenter Film
derart ausgebildet, dass der Laserstrahl durch die Schicht 0 (L0)
hindurchgeht und ein Signal der Schicht 1 (L1) gelesen werden kann.
Der L0-Reflexionsfilm 53 ist aus Gold (Au), einer dielektrischen
Substanz, oder dergleichen hergestellt. Andererseits weist der L1-Reflexionsfilm 55 eine
hohe Reflektanz auf und ist beispielsweise aus Aluminium (Al) oder
dergleichen in einer Weise ähnlich
zu einer 1-Schicht-Scheibe hergestellt. Die Abstandsschicht 54 ist
zwischen der Schicht L0 und der Schicht L1 vorgesehen, um die Signaloberflächen mit
einer vorbestimmten Dicke oder einem vorbestimmten Abstand zu trennen.
Die Abstandsschicht 54 ist aus einem Material mit hoher
Transmittanz in einem Wellenlängenband
von Lese-/Schreib-Licht und einem Brechungsindex in der Nähe eines
Brechungsindex des Substrats, bei spielsweise aus einem Ultraviolett-härtenden
Kunststoffmaterial, hergestellt, da das Lese-/Schreib-Licht durch
die Abstandsschicht 54 hindurchtritt. Beide Signale von
L0 und L1 können daher
durch Bewegen eines Fokuspunkts (Zwischenschichtsprung) des Laserstrahls
in der Tiefenrichtung ausgelesen werden.
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6 zeigt
Verteilungskurven der sphärischen
Aberration in einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse bezüglich der
Substratdicke (d.h. der Tiefe der Aufzeichnungsschicht). Die sphärische Aberration
ist eine Haupt-Aberration unter den Aberrationen, welche durch die
optische Scheibe bewirkt wird, wenn eine Aufzeichnung oder Wiedergabe auf/von
der 2-Schicht-Scheibe 50 durchgeführt wird. Die Aberration ist
in dem mittleren Abschnitt des optischen Pfads klein und vergrößert sich,
sowie die radiale Position sich dem Äußeren nähert, mit Ausnahme des äußersten
Randabschnitts, wenn der Laserstrahl auf den L1-Reflexionsfilm 55 abgestrahlt
wird (d.h. wenn das Substrat dick ist). Andererseits sinkt die Aberration,
sowie sich die radiale Position dem Äußeren von dem mittleren Abschnitt
des optischen Pfads nähert,
wenn der Laserstrahl auf den L0-Reflexionsfilm 53 abgestrahlt
wird (d.h. wenn das Substrat dünn
ist).
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Die
Elektrode 25A des Flüssigkristallelements 20 ist
geteilt, um so die sphärische
Aberration zu korrigieren, welche bewirkt wird, wenn der Laserstrahl
auf die Schicht L0 gestrahlt wird, und es kann eine vorbestimmte
Spannung an jede Teilungselektrode angelegt werden.
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7 ist
eine Draufsicht, welche schematisch ein Beispiel der Elektrode 25A zur
Korrektur der sphärischen
Aberration zeigt, welche bewirkt wird, wenn der Laserstrahl auf
die Schicht L0 der optischen Scheibe 9 gestrahlt wird.
Die Elektrode 25A weist eine Mehrzahl von transparenten
Elektroden A1 bis Ai entsprechend Aberrations-Korrekturbereichen
(AR1 bis ARi) auf. Die Elektrode 25A weist einen Aufbau
mit den transparenten Elektroden A1 bis Ai auf, welche derart ausgebildet
sind, dass diese elektrisch voneinander isoliert sind und eine Mehrzahl
von Spalten Wj (j = 1 bis i) jeweils zwischen den transparenten
Elektroden (d.h. zwischen Aj und Aj+1), wie in 4 und 8 gezeigt,
vorliegen. Genauer ist die transparente Elektrode A1 in einer Form (Kreisform
in 7) gemäß dem Aberrations-Korrekturbereich
AR1 ausgebildet. Die transparenten Elektroden A2 bis Ai sind in
Formen (Ringformen in 7) gemäß den Aberrations-Korrekturbereichen AR2
bis ARi ausgebildet. Die Spalten W1 bis Wi, welche die transparenten
Elektroden A1 bis Ai trennen, sind in Ringformen ausgebildet. Jede
der transparenten Elektroden A1 bis Ai können beispielsweise aus einer
ITO (indium tin oxide = Indium/Zinn-Oxid)-Schicht hergestellt sein.
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Die
Elektrode 25B weist einen ebenso ähnlichen Aufbau auf, welcher
transparente Elektroden B1 bis Bi aufweist, welche derart ausgebildet
sind, dass diese elektrisch voneinander isoliert sind und mit einer
Mehrzahl von Spalten W'j
(j = 1 bis i), welche alle zwischen den transparenten Elektroden
(d.h. zwischen Bj und Bj+1)
vorliegen.
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Durch
Anlegen einer Antriebsspannung VN1 (= VN1(j), j = 1 bis i) an die Elektroden 25A und 25B ändert sich
ein Orientierungszustand von Flüssigkristallmolekülen in dem
Flüssigkristall 21 in Übereinstimmung
mit dem elektrischen Feld EN1, welches durch
die angelegte Antriebsspannung VN1 erzeugt wird.
Das durch den Flüssigkristall 21 durchtretende Licht
wird somit einer Doppelbrechung unterzogen und die Phase des Lichts
wird geändert.
Die Phase des Laserstrahls, welche durch den Flüssigkristall 21 hindurchtritt,
kann durch die Antriebsspannung VN1 gesteuert
werden, welche an den Flüssigkristall 21 angelegt
wird. Das Flüssigkristallelement 20 weist eine
bidirektionale Lichtpermeabilität
bzw. -durchlässigkeit
und doppelbrechende Eigenschaften auf, so dass jedes der Isoliersubstrate 26A und 26B auf
die Objektivlinse 5 weisend angeordnet werden kann.
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Wenn
eine der Elektroden, beispielsweise die Elektrode 25A,
dahingehend ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Teilelektroden aufzuweisen,
muss die Elektrode 25B nicht geteilt werden. Beispielsweise kann
sie als eine "Gesamt"-Elektrode ausgebildet werden,
wobei sich die Elektrode über
die gesamte Oberfläche
erstreckt, oder sie kann in einer erforderlichen Form ausgebildet
werden, oder in eine erforderliche Anzahl von Teilelektroden in Übereinstimmung
mit der Charakteristik und/oder der Verteilungsform von zu kompensierender
Aberration.
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Ein
Flüssigkristallelement 30 weist
eine Konfiguration ähnlich
der des Flüssigkristallelements 20 auf.
Genauer weist das Element 30 eine Konfiguration derart
auf, dass der Flüssigkristall 31 wie
ein nematischer Flüssigkristall
oder dergleichen zwischen zwei Elektrodenabschnitten 32A und 32B sandwichartig
zwischengelegt und abgedichtet wird, welche einander gegenüberliegen.
Zumindest eine der Elektroden 32A und 32B weist
eine Mehrzahl von Teilelektroden zur Korrektur der Aberration auf,
welche in dem optischen Pfad bewirkt wird. Die Elektroden 32A und 32B des
Flüssigkristallelements 30 sind mit
einer Mehrzahl von Teilelektroden ausgebildet, welche zur Korrektur
der sphärischen
Aberration geeignet sind, welche bewirkt wird, wenn der Laserstrahl
auf die Schicht L1 abgestrahlt wird. Eine vorbestimmte Spannung
kann an jede Teilelektrode angelegt werden. Wenn eine Antriebsspannung
VN2 (= VN2(j)),
j = 1 bis k) auf die Elektrode 32A und 32B angelegt
wird, ändert
sich daher ein Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle in dem
Flüssigkristall 31 in Übereinstimmung
mit einem elektrischen Feld EN2, welche
durch die Antriebsspannung VN2 bewirkt wird.
Der Laserstrahl, welcher durch den Flüssigkristall 31 hindurchtritt,
wird somit einer Doppelbrechung des Flüssigkristalls 31 unterzogen,
und die Phase des Lichts wird geändert.
Die Phase des Laserstrahls, welcher durch den Flüssigkristall 21 hindurchtritt,
kann durch die Antriebsspannungen VN2 gesteuert
werden, welche an den Flüssigkristall 31 angelegt
werden.
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Ein
Flüssigkristallelement 30 wird
angeordnet, um so eine Orientierungsrichtung (P2) senkrecht zu der
Polarisationsrichtung des einfallenden Laserstrahls (P) in der Aberrations-Korrektureinheit 4,
somit senkrecht zu der Orientierungsrichtung des Flüssigkristallelements 20 (P1)
aufzuweisen, wie in 3 gezeigt ist (d.h. P1 P1).
Deshalb ist es beispielsweise möglich,
ein Flüssigkristallelement
zu verwenden, welches dem Flüssigkristallelement 20 ähnlich ist, wobei
das Flüssigkristallelement
um etwa 90° um
die optische Achse (OA) des optischen Pfads bezüglich des Flüssigkristallelements 20 rotiert
wird.
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Wie
in einer Querschnittsansicht von 8 gezeigt,
weist das die Polarisationsrichtung ändernde Element 40 einen
Flüssigkristall 41 auf,
welcher zwischen zwei Elektrodenabschnitten 42A und 42B gehalten
wird, welche einander gegenüberliegen. Der
Flüssigkristall 41 ändert die
Polarisationsrichtung des einfallenden Laserstrahls, wenn ein elektrisches Feld
angelegt wird. Der Flüssigkristall 41 ist
ein ferrodielektrischer Flüssigkristall,
dessen Antwortgeschwindigkeit höher
als die des nematischen Flüssigkristalls
oder dergleichen ist, welcher in den Flüssigkristallelementen 20 und 30 verwendet
wird. Flüssigkristall-Orientierungsfilme 43A und 43B,
Isolierschichten 44A und 44B, Elektroden 45A und 45B und
Isoliersubstrate 46A und 46B, wie transparente Glassubstrate
oder dergleichen, werden nacheinander auf dem ferrodielektrischen
Flüssigkristall 41 jeweils
ausgebildet. Die Elektroden 45A und 45B sind durchgehende
Elektroden, welche in Bereichen ausgebildet sind, welche sich über die
gesamte Oberfläche
des Flüssigkristalls 41 erstrecken.
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Das
die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 ist dahingehend konstruiert, dass die Polarisationsrichtung
des einfallenden Laserstrahls um etwa 90° durch Anlegen einer vorbestimmten
Spannung (VF) entlang den Elektroden 45A und 45B gedreht
wird. Genauer wird die Polarisationsrichtung des Laserstrahls, welcher
in das die Polarisationsrichtung ändernde Element 40 eingetreten
ist, nicht geändert,
wenn keine Spannung auf die Elektroden 45A und 45B angelegt
wird. Der Laserstrahl tritt durch das die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40, so wie er ist, hindurch. Andererseits wird
die Polarisationsrichtung des einfallenden Laserstrahls, welcher
durch das die Polarisationsrichtung ändernde Element 40 hindurchtritt,
um ungefähr
90° gedreht,
wenn die vorbestimmte Spannung VF auf die Elektroden 45A und 45B angelegt
wird.
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Die
Aberrations-Korrektur der Ausführungsform
wird nun im Detail, unter Bezugnahme auf das in 9 gezeigte
Flussdiagramm, beschrieben.
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Das
Flussdiagramm zeigt eine Prozedur für eine Aberrations-Korrektur-Servosteuerung
in einem Aufzeichnungs- oder Wiedergabebetrieb einer 2-Schicht-Scheibe. Die Prozedur
wird unter Steuerung des Steuergeräts 12 beispielsweise
nach dem Ende eines Set-up auf eine Aufzeichnung oder Wiedergabe
der optischen Scheibe 9 durchgeführt. Zur Erleichterung der
Erläuterung
wird ein Fall des Startens der Servosteuerung von der Schicht 0
(L0) als ein Beispiel beschrieben.
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Das
Steuergerät 12 legt
die vorbestimmten Spannungen VN1 (= VN1(j), J 0 1 bis i) und VN2 (=
VN2 (j), j = 1 bis k) an die Flüssigkristallelemente 20 bzw. 30 (Schritt
S11).
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Anschließend wird
die Aberrations-Korrektureinheit 4 so eingestellt, dass
diese für
die Servosteuerung der Schicht L0 angepasst ist (Schritt S12). Genauer
wird die Spannung, welche an das die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 angelegt wird, ausgeschaltet (VF =
0). Der Laserstrahl (der Laserstrahl, welcher auf der Laserlichtquelle
emittiert wird), welcher in das die Polarisationsrichtung ändernde Element 40 eintritt,
tritt wie es ist durch das die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 hindurch, ohne der Rotation der Polarisationsrichtung
unterzogen zu werden.
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Durch
das vorstehende Einrichten (Set-up) tritt der reflektierte Laserstrahl
von der optischen Scheibe, ohne einer Phasenänderung durch das Flüssigkristallelement 30 unterzogen
zu werden, welches in der Richtung annähernd senkrecht zu der Polarisationsrichtung
angeordnet ist, durch. Der reflektierte Laserstrahl, welcher durch
das Flüssigkristallelement 30 hindurch
getreten ist, wird einer Phasenänderung
durch das Flüssigkristallelement 20 unterzogen,
welches in der Richtung angeordnet ist, welche annähernd die
gleiche wie die Polarisationsrichtung ist, so dass die Aberration
des Laserstrahls korrigiert wird. Deshalb wird die Aberration, welche
durch die Reflexion an der Schicht L0 bewirkt wird, durch das Flüssigkristallelement 20 korrigiert,
welches so konfiguriert oder eingestellt ist, dass dieses an die
Aberrationskorrektur für
die Schicht L0 angepasst ist.
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Anschließend wird
ein RF-Amplitudenwert von dem RF-Amplitudendetektor 11 (Schritt
S13) eingefangen und eine Fokussierungssteuerung und eine Spurführungssteuerung
werden auf der Grundlage einer Magnitude der eingefangenen RF-Amplitudenwerte
durchgeführt
(Schritt S14).
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Der
Polarisationsrichtungs-Änderungsdiskriminator 13,
welcher in dem Steuergerät 12 vorgesehen
ist, bestimmt auf der Basis von Daten aus einer (nicht gezeigten)
RF-Signalverarbeitungseinheit zur Verarbeitung des RF-Datensignals,
welches aus der optischen Scheibe ausgelesen wurde, ob ein Zwischenschichtsprung
durchgeführt
wurde oder nicht (Schritt S15). Wenn durch den Polarisationsrichtungs-Änderungsdiskriminator 13 festgestellt
wird, dass der Zwischenschichtsprung nicht durchgeführt wurde,
bestimmt das Steuergerät 12 weiter,
ob die Servosteuerung beendet ist oder nicht (Schritt S16). Wenn
die Servosteuerung nicht beendet ist, wird die Steuerung zu Schritt
S13 zurückgeleitet
und die Fokussierungssteuerung und die Spurführungssteuerung werden wiederholt.
Diese Verarbeitungsroutine wird übersprungen,
wenn die Servosteuerung beendet wird. Es ist hinreichend, dass der
Polarisationsrichtungs-Änderungsdiskriminator 13 ein
Mittel ist, welches eine Fähigkeit
zur Bestimmung einer Zeiteinteilung für den Zwischenschichtsprung
aufweist. Zum Beispiel ist es möglich,
die Zeiteinteilung des Zwischenschichtsprungs auf der Grundlage
von Daten zu bestimmen, welche zuvor als TOC (Table of Contents
= Inhaltstabelle) Information oder als Daten, welche den Zwischenschichtsprung
aufscheinend in dem gelesenen Datensignal anzeigen, gelesen und
gespeichert werden.
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Wenn
in Schritt S15 festgestellt wird, dass der Zwischenschichtsprung
durchgeführt
wird, dann wird bestimmt, ob der Zwischenschichtsprung von der Schicht
L0 zu der Schicht L1 ist oder nicht (Schritt S17). Wenn festgestellt
wird, dass der Zwischenschichtsprung von der Schicht L0 zu der Schicht
L1 geht, wird die Aberrations-Korrektureinheit 4 so eingestellt,
dass sie an die Servosteuerung für
die Schicht L1 angepasst ist (Schritt S18). Spezieller wird die
Polarisationsrichtung des Laserstrahls, welcher in das die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 eintritt, um etwa 90° durch Anlegen einer vorbestimmten
Spannung an das die Polarisationsrichtung ändernde Element 40 gedreht
(VF: EIN). Der reflektierte Laserstrahl
von der optischen Scheibe, welcher die Polarisationsrichtung annähernd senkrecht
zu der Richtung des Laserstrahls aufweist, wird daher der Phasenänderung
durch das Flüssigkristallelement 30 unterzogen
und die Aberration wird korrigiert. Der durch Aberration korrigierte
Laserstrahl tritt durch, ohne der Phasenänderung durch das Flüssigkristallelement 20 unterzogen
zu werden. Die infolge der Reflexion des Lichts von der Schicht
L1 bewirkte Aberration wird durch das Flüssigkristallelement 30 korrigiert,
welches so konfiguriert oder eingestellt ist, dass dieses an die
Korrektur der Aberration angepasst ist.
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Wenn
in Schritt S17 bestimmt wird, dass der Sprung nicht der Zwischenschichtsprung
von der Schicht L0 zu der Schicht L1 ist (d.h. es ist der Zwischenschichtsprung
von der Schicht L1 zu der Schicht L0), wird die Steuerung zu Schritt
S12 zurückgeführt. Die
nachfolgenden Verarbeitungsschritte werden wiederholt.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Prozedur kann Hochgeschwindigkeit-Aberrations-Korrektur durch Umschalten
der Polarisationsrichtung des abgestrahlten Laserstrahls in Übereinstimmung mit
dem Zwischenschichtsprung durchgeführt werden.
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Zweite Ausführungsform
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10 ist
eine Explosionsansicht, welche schematisch eine Konfiguration einer
Aberrations-Korrektureinheit gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in dem Diagramm gezeigt ist,
enthält
die Aberrations-Korrektureinheit 4 das
die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 und ein Flüssigkristallelement 60.
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Das
Flüssigkristallelement 60 weist
eine Konfiguration ähnlich
der des Flüssigkristallelements 20 auf.
Genauer wird ein Flüssigkristall 61,
wie ein nematischer Flüssigkristall
oder dergleichen, zwischen den zwei Elektrodenabschnitten 62a und 62b gehalten,
welche einander gegenüberliegen.
Zumindest eine der Elektroden 62a und 62b weist
eine Polarität
von Teilelektroden auf, welche zur Korrektur der Aberration angepasst
sind, welche in dem optischen Pfad bewirkt wird. Es ist ausreichend,
dass die Teilelektroden in Formen gemäß einer Charakteristik einer
gewünschten
zu korrigierenden Aberration ausgebildet sind, oder in die notwendige
Anzahl von Elektroden mit gewünschten
Formen unterteilt sind. Der Flüssigkristall 61 des
Flüssigkristallelements 60 weist
eine Orientierungsrichtung (PN) annähernd senkrecht
zu der Polarisationsrichtung (P) des einfallenden Laserstrahls auf.
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Eine
Hochgeschwindigkeits-Aberrations-Korrektur kann durch Falten der
vorbestimmten Spannung (VF) zu dem die Polarisationsrichtung ändernden
Element 40 zwischen dem AUS- und EIN-Zustand durchgeführt werden,
während
Spannungen an die Teilelektroden des Flüssigkristallelements 60 zur
Korrektur der gewünschten
Aberration angelegt werden.
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Gemäß der Ausführungsform
ist eine Vorrichtung bereitgestellt, in welcher die Steuerung 12 das
die Polarisationsrichtung ändernde
Element 40 steuert, um die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls zu
der Richtung zu ändern,
welche im Wesentlichen senkrecht zu der Polarisationsrichtung ist,
bevor der Zwischenschichtsprung durchgeführt wird. In diesem Fall stoppt
das Steuergerät 12 in
Antwort auf den Zwischenschichtsprung eine Zufuhr der an das Flüssigkristallelement
angelegten Spannung, welches eine Orientierungsrichtung aufweist,
welche im Wesentlichen identisch zu der Polarisationsrichtung des Laserstrahls
ist, bevor der Zwischenschichtsprung durchgeführt wird, und legt eine Spannung
an das andere Flüssigkristallelement.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind, obwohl die
Schichten in einem Bereich von der Oberfläche der Leseseite zu der Aufzeichnungsschicht "transparentes Substrat" oder lediglich "Substrate" für die DVD-optische
Scheibe als ein Beispiel genannt werden, sind die Schichten generell
nicht auf Substrate beschränkt.
Mit anderen Worten, bezeichnet "Substrat" in der Beschreibung Schichten,
wie eine Abdeckschicht, eine transparente Schicht und dergleichen,
welche auf der Aufzeichnungsschicht auf der Leseseite der optischen
Scheibe ausgebildet sind, insbesondere die Schichten, durch welche
der Laserstrahl auf seine Abstrahlung hin durchtritt.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich verstanden wird,
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung die Aberrations-Korrektureinheit, die optische Aufnehmervorrichtung
und die Aufzeichnungs-(Wiedergabe-Vorrichtung mit hoher Leistungsfähigkeit,
welche die Fähigkeit
des Durchführens
von Hochgeschwindigkeits-Aberrations-Korrektur aufweist, realisiert
werden.
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Die
Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
derselben beschrieben. Es sollte durch Fachleute verstanden werden, dass
eine Vielzahl von Änderungen
und Modifikationen an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
durchgeführt
werden können.
Es ist daher beabsichtigt, dass die anliegenden Ansprüche alle
derartige Änderungen
und Modifikationen umfassen.