JP2002269797A - 光ピックアップ及び波長板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶素子を波長板として用いる場合に、温度
変化による液晶分子の屈折率変動にかかわらず、安定し
た偏光状態を得る。 【解決手段】 液晶素子を１／２波長板１０４として用
いる場合に、２枚の液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂを各液
晶分子の配向の向きが直交するように配置する。そし
て、一方の液晶素子１０４Ａが配向に直交する偏光に対
して配向と平行な偏光に与える位相差Ａと、他方の液晶
素子１０４Ｂが配向に直交する偏光に対して配向と平行
な偏光に与える位相差Ｂとの差（Ａ−Ｂ）をλ／２＋ｎ
λとする。温度変化が生じた場合でも２つの液晶素子１
０４Ａ、１０４Ｂは、それぞれ配向に直交する偏光に対
して配向と平行な偏光に与える位相差が変動するが、そ
の変動量はほぼ等しい。したがって、２つの配向で与え
られる位相差はλ／２＋ｎλでかわらない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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／再生装置に用いられる光ピックアップ、及び
各種の光学装置に用いられる液晶素子を用いた波長板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の光学式記録／再生装置の
光ヘッドにおいて、光ディスクの記録容量を高めるため
に、短波長の半導体レーザー（ＬＤ）を光源に利用した
ものが実用されている。特に最近は、４０５ｎｍという
青紫色のＬＤが光ディスクの開発用に用いられている。
ここで、ＬＤの出力の上限は、ＬＤの寿命や信頼性によ
って決まっている。また、ＬＤの出力の下限は、一般的
にＬＤのノイズ（以下、ＲＩＮという）により決まる。
すなわち、ＲＩＮは、ＬＤの出力を高めると一般的に下
がるためである。

【０００３】また、このようなＬＤ出力の下限から上限
の範囲で、追記型記録媒体では情報の記録と再生を行え
なければならない。そして、この場合、ＬＤ出力の下限
において再生する記録情報が消えないように、またＬＤ
出力の上限において情報が確実に記録できるように、対
物レンズに入射する光量を調整する必要がある。そのた
め、１／２波長板（以下、λ／２板という）と偏光ビー
ムスプリッタ（以下、ＰＢＳという）との組み合わせ
で、λ／２板の角度によりＰＢＳで分割される光量比を
調整することができる。

【０００４】ところが、従来は、一度、λ／２板の角度
を定めると、ＰＢＳで分割される光量比は固定されてし
まう。したがって、この光量比を、再生時のＲＩＮを十
分に低くできるように設定すると、ＰＢＳで対物レンズ
側に分割される光量は低くなり、再生パワーに対して大
きな記録パワーを必要とするような特性の記録媒体であ
る場合には、記録時にＬＤの特性出力の上限を越える出
力が必要となり、ＬＤの寿命が短くなるなど、ＬＤに関
して信頼性が悪くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上述のような
問題を解決する方法としては、再生時と記録時とで、λ
／２板により透過光に与える位相を変えることにより、
ＰＢＳで分割される光量比を調整して記録時にはＰＢＳ
で対物レンズ側に分割される光量を高め、ＬＤの出力を
小さくできるようにすれば、ＬＤの信頼性を高めること
が可能となる。そして、これを実現するためには、λ／
２板を液晶素子で構成すればよい。

【０００６】図１２は、このような液晶素子によってλ
／２板を構成した光ピックアップの光学系の具体例を示
す説明図である。なお、この構成自体は従来、未公知も
のである。光ディスク８は、例えば相変化型ディスクで
あり、カバーガラス７を透過して信号記録面にレーザー
光が照射され、信号記録面に記録されたピットパターン
が光ピックアップによって読み出される。光ピックアッ
プは、対物レンズ６を搭載した２軸アクチュエータ９を
有し、この２軸アクチュエータ９の駆動制御によって対
物レンズ６をフォーカス方向及びトラッキング方向に移
動し、光ディスク８へのアクセスを行なう。また、レー
ザー光源（ＬＤ）１と対物レンズ６との間の光路には、
コリメータレンズ２、液晶素子４、ＰＢＳ３、及び１／
４波長板５が設けられている。さらに、ＰＢＳ３と光検
出器１３との光路には、フォーカシングレンズ１１、及
びマルチレンズ１２が設けられている。このうち、液晶
素子４が、再生時と記録時とで透過光に与える位相を変
えるための１／２波長板として設けられたものである。

【０００７】次に、液晶素子４の概要について説明す
る。この液晶素子４は、ＬＤ１から光ディスク８へ向か
う直線偏光の液晶配向に平行な偏光成分と直交する偏光
成分との間に位相差を与えるものである。この位相差が
λ／２＋ｎλであれば、λ／２板として働く。図１３
は、本例における液晶素子４の構造を示す説明図であ
り、図１３（Ａ）は液晶素子４の電源オフ時の状態を示
し、図１３（Ｂ）は液晶素子４の電源オン時の状態を示
している。また、図１３（Ｃ）は液晶素子４の電極の正
面構造を示している。図示のように、液晶素子４は、一
対のガラス基板２１、２２によって液晶分子２３を封止
したものである。各ガラス基板２１、２２の対向面に
は、電源２６によって液晶に電圧を印加するための電極
膜２４、２５が設けられており、さらに各電極膜２４、
２５の内側に配向膜２７、２８が形成されている。

【０００８】このような液晶素子４では、図１３（Ａ）
に示すように、電源２６のオフ時において、配向膜２
７、２８に沿った液晶分子の配列を有している。そし
て、電源２６をオンすると、図１３（Ｂ）に示すよう
に、各基板２１、２２の面方向に沿って寝ていた液晶分
子が立ち上がり、屈折率が変わるので、透過光に位相変
化を与えることが可能である。すなわち、この場合、配
向膜に沿った方向の偏光成分に対しては屈折率が変わる
ので、透過光の位相を変えることが可能である。一方、
配向膜と直交方向の偏光に対しては、電圧の印加にかか
わらず、屈折率は一定なので位相変化は起こらない。し
たがって、このような液晶素子４において、配向に直交
する偏光と配向に平行な偏光とで、λ／２＋ｎλ（ｎ＝
０、１、２、……）の位相差を与えるように電圧を調整
すれば、λ／２板の効果を実現できる。そして、再生時
と記録時とで、液晶の印加電圧を調整すれば、偏光が変
わるので、ＰＢＳで分割される光量比が調整できる。

【０００９】図１４は、印加電圧に対する配向に直交す
る偏光成分と配向に平行な偏光成分との位相差の関係を
示す説明図であり、縦軸は位相差（ｎｍ）を示し、横軸
は印加電圧（ｖ）を示している。図１４において、例え
ば波長が４００ｎｍ、温度が２０°Ｃで印加電圧が図１
４に示すＡ１であったときは、位相差は６００ｎｍとな
り、λ／２＋λであるので、λ／２板として作用する。
例えば、この液晶素子４を、図１５に示すように、入射
光線に対して２２．５°の配向として直線偏光を入射す
ると、出射光はＡ２に示す直線偏光となる。したがっ
て、この液晶素子４をＰＢＳ３の手前で回転させると、
偏光が回りＰＢＳ３で分割される光量比を調節できる。
また、記録時と再生時とで、ＰＢＳ３で分割される光量
比を変える場合は、印加電圧を調節すればよい。これに
より偏光が変わり、ＰＢＳ３で分割される光量比が変化
する。また、λ／２板の場合、位相差をλ／２から減ら
しても増やしても入射直線偏光の偏光方向の成分が増加
することになる。したがって、対物レンズ６への光の偏
光を入射直線偏光と同じ偏光にすれば印加電圧調整によ
りＰＢＳ３で対物レンズ６側に分割される光量を高める
ことが可能である。よって記録時にＬＤ１の出力を小さ
くすることが可能である。

【００１０】しかしながら、このような液晶素子によっ
て波長板を構成した場合、液晶素子の屈折率は温度によ
って変化してしまうため、透過光の偏光が温度によって
変わり、ＰＢＳで分割される光量比が安定しないという
欠点がある。そのため、情報記録媒体上での光の盤面パ
ワーが変動し、正確な記録／再生が困難となる。

【００１１】そこで本発明の目的は、液晶素子を波長板
として用いる場合に、温度変化による液晶分子の屈折率
変動にかかわらず、安定した偏光状態を得ることが可能
な光ピックアップ及び波長板を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、光源からの光を光記録媒体に入射させ、その
反射光を光検出器によって検出することにより、前記光
記録媒体に記録された情報の記録及び／または再生を行
なう光ピックアップにおいて、２枚の液晶素子を、それ
ぞれの液晶分子の配向が互いに直交するように光路上に
配置して１つの波長板として設けたことを特徴とする。
また本発明は、光学装置の光路上に設けられる波長板に
おいて、２枚の液晶素子を、それぞれの液晶分子の配向
が互いに直交するように光路上に配置して構成したこと
を特徴とする。また本発明は、光学装置の光路上に設け
られる光量分割装置において、液晶素子により構成した
１／２波長板と偏光ビームスプリッタとの組み合わせに
よって構成したことを特徴とする。さらに本発明は、光
源からの光を光記録媒体に入射させ、その反射光を光検
出器によって検出することにより、前記光記録媒体に記
録された情報の記録及び再生を行なう光ピックアップに
おいて、液晶素子により構成した波長板と偏光ビームス
プリッタとの組み合わせによって光量分割手段を構成
し、前記光記録媒体に対する記録時と再生時とで光量分
割比を変えるために、前記波長板の液晶素子に印加する
電圧を切り換えることを特徴とする。

【００１３】本発明の光ピックアップにおいて、光記録
媒体に対する入射光と反射光の光路上に液晶素子を配置
して波長板として機能させることから、この液晶素子に
対する印加電圧を変えることにより、この液晶素子を透
過する光の位相を変えることが可能となる。したがっ
て、例えば記録時と再生時とで液晶素子に対する印加電
圧を変えることにより、ＰＢＳで分割される光量比を調
整することができ、光記録媒体に対する光のパワーを適
正に制御することが可能となる。

【００１４】また、本発明では、２枚の液晶素子を、そ
れぞれの液晶分子の配向が互いに直交するように配置し
て１つの波長板として構成したことにより、温度変動に
よって２枚の液晶素子の屈折率が変動した場合、それぞ
れの液晶素子における位相差は変動するが、２枚の液晶
素子の位相差の差は等しいものとなり、最終的に与えら
れる位相差は変わらない。したがって、温度変化による
液晶分子の屈折率変動にかかわらず、安定した偏光状態
を得ることが可能となり、光ピックアップの適正な動作
を得ることが可能となる。

【００１５】また本発明の波長板においても同様に、２
枚の液晶素子を、それぞれの液晶分子の配向が互いに直
交するように配置して１つの波長板として構成したこと
により、温度変動によって２枚の液晶素子の屈折率が変
動した場合、それぞれの液晶素子における位相差は変動
するが、２枚の液晶素子の位相差の差は等しいものとな
り、最終的に与えられる位相差は変わらないものにな
る。したがって、温度変化による液晶分子の屈折率変動
にかかわらず、安定した偏光状態を得ることが可能とな
る。

【００１６】また本発明の光量分割装置では、液晶素子
により構成した１／２波長板と偏光ビームスプリッタと
の組み合わせによって構成したことから、液晶素子の印
加電圧を変えることにより、分割光量を容易に切り換え
ることが可能である。さらに本発明の光ピックアップで
は、液晶素子により構成した波長板と偏光ビームスプリ
ッタとの組み合わせによって光量分割手段を構成し、光
記録媒体に対する記録時と再生時とで光量分割比を変え
るために、波長板の液晶素子に印加する電圧を切り換え
ることから、電気的な制御によって記録時と再生時の光
量を迅速に変えることができ、安定的な制御を得ること
が可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による光ピックアッ
プ及び波長板の実施の形態について詳細に説明する。な
お、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体
例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている
が、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明
を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定さ
れないものとする。

【００１８】本実施の形態では、液晶素子をλ／２板と
して用いる場合に、温度変化による屈折率変動にかかわ
らず、安定した偏光状態を得るために、λ／２板に用い
る液晶素子を２枚構成として、互いに各液晶分子の配向
の向き（ラビング）が直交するように配置したものであ
る。ここで、一方の液晶素子が配向に直交する偏光に対
して配向と平行な偏光に与える位相差Ａと、他方の液晶
素子が配向に直交する偏光に対して配向と平行な偏光に
与える位相差Ｂとの差（Ａ−Ｂ）をλ／２＋ｎλとす
る。したがって、最終的に光が２枚の液晶素子を透過し
たときに、２つの配向で与えられる位相差がλ／２＋ｎ
λなので、λ／２板を透過したことになる。

【００１９】次に、温度で変化して液晶の屈折率が変化
する場合を考える。この場合、２つの液晶素子は、それ
ぞれ配向に直交する偏光に対して配向と平行な偏光に与
える位相差が変動するが、その変動量はほぼ等しい。し
たがって、２つの配向で与えられる位相差がλ／２＋ｎ
λであることにかわりはない。以上のことから、２枚の
液晶素子はトータルとして温度によらず、常にλ／２板
として作用することになる。したがって、情報記録媒体
での光の盤面パワーが一定に保たれ、良好な記録／再生
が可能となる。また、記録と再生とでＰＢＳで分割され
る光量比を調整したいときは、一方の液晶素子の印加電
圧を変えることによって偏光を回し、ＰＢＳで分割され
る光量比を変えればよい。例えばλ／２板の場合、位相
差をλ／２から減らしても増やしても、入射直線偏光の
偏光方向の成分が増加することになる。したがって、対
物レンズ方向への光の偏光を入射直線偏光と同じ偏光に
すれば、印加電圧調整により、ＰＢＳで対物レンズ側に
分割される光量を高めることが可能である。よって、記
録時にＬＤの出力を小さくすることが可能である。

【００２０】また、本発明は、以上のような液晶素子に
よる波長板とＰＢＳとを組み合わせた光量分割装置であ
ってもよい。そして、このような波長板を液晶素子への
印加電圧を切り換えることにより、ＰＢＳにおける光量
分割量を切り換えるようにする。なお、この種の光量分
割手段としては、従来より波長板をモータで回転させる
構成のものが知られているが、本実施の形態では、液晶
素子の印加電圧によって制御できるため、電気的に高速
な動作を得ることができる利点があり、光ピックアップ
の信頼性向上に寄与できる。

【００２１】以下、本実施の形態による具体的な実施例
について図面を参照しながら詳細に説明する。 （第１実施例）図１は、本発明の第１実施例による光ピ
ックアップにおける光学系の構成を示す概略説明図であ
る。図１において、レーザー光源（ＬＤ）１０１、コリ
メータレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１０３、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６、カバ
ーガラス１０７、光ディスク１０８、２軸アクチュエー
タ１０９、フォーカシングレンズ１１１、マルチレンズ
１１２、光検出器１１３は、図１２に示した従来例と共
通の構成であるので、個々の説明は省略し、本発明の説
明に必要な範囲で言及するものとする。

【００２２】本実施例による光ピックアップは、上述し
た液晶素子４の代わりに２枚の液晶素子１０４Ａ、１０
４Ｂよりなる１／２波長板（λ／２板）１０４を設けた
ものである。このλ／２板１０４は、コリメータレンズ
１０２とＰＢＳ１０３との間に配置され、記録時と再生
時とで液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂに対する印加電圧を
切り換えることにより、ＰＢＳ１０３に入射するレーザ
ー光のパワーを切り換えるものである。そして、本例の
λ／２板１０４は、２枚の液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂ
を、それぞれの液晶分子の配向が互いに直交するように
配置することで、温度上昇に対する特性の変動を補償し
たものである。

【００２３】図２は、本実施例において異なる温度に対
する液晶素子の印加電圧と位相差の関係を示す説明図で
あり、縦軸は位相差（ｎｍ）を示し、横軸は印加電圧
（ｖ）を示している。図示のように、液晶素子の印加電
圧に対する位相差は、温度によって変化し、液晶素子を
透過する光の位相がまわってしてしまう。そこで、図１
に示すように、２枚の液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂを配
置し、１つのλ／２板１０４を構成したものである。図
３は、本例における２枚の液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂ
の構造と作用を示す説明図であり、図３（Ａ）は各液晶
素子１０４Ａ、１０４Ｂの構造を示し、図３（Ｂ）は配
向方向に対する入射光と出射光の関係を示している。各
液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂは、同一の構造を有するも
のであり、上述した液晶素子４と同様に、一対のガラス
基板１２１、１２２によって液晶分子１２３を封止した
ものである。各ガラス基板１２１、１２２の対向面に
は、電源１２６によって液晶に電圧を印加するための電
極膜１２４、１２５が設けられており、さらに各電極膜
１２４、１２５の内側には配向膜１２７、１２８が形成
されている。

【００２４】このような液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂで
は、電源１２６のオフ時において、配向膜１２７、１２
８に沿った液晶分子の配列を有している。そして、電源
１２６をオンすると、図３（Ａ）に示すように、配向膜
１２７、１２８に沿って寝ていた液晶分子が立ち上が
り、屈折率が変わるので、透過光に位相変化を与えるこ
とが可能である。なお、各液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂ
の屈折率（ｎ１、ｎ２）は、印加電圧によって決定され
るが、上述のように温度変動によって変動するものであ
る。そして、本例においては、このような２枚の液晶素
子１０４Ａ、１０４Ｂを配向の方向が互いに直交した状
態で配置している。

【００２５】以上のような構成において、温度を２０°
Ｃとした場合、一方の液晶素子１０４Ａが配向に直交す
る偏光に対して配向と平行な偏光に与える位相差を図２
に示すＡ（２０）とし、他方の液晶素子１０４Ｂが配向
に直交する偏光に対して配向と平行な偏光に与える位相
差を図２に示すＢ（２０）とした場合に、各位相差Ａ
（２０）、Ｂ（２０）の差（Ａ（２０）−Ｂ（２０））
をλ／２＋ｎλとする（ここでλは透過光の波長、ｎは
０、１、２、３、……である）。この場合、温度変動を
考慮しない状態では、最終的に光が２枚の液晶素子を透
過したときに、２つの配向で与えられる位相差はλ／２
＋ｎλであるので、λ／２板を透過したことになる。

【００２６】次に、温度が２０°Ｃから４０°Ｃに変化
し、各液晶素子１０４Ａ、１０４Ｂの屈折率が変化する
場合を考える。図２からわかるように、２つの液晶素子
１０４Ａ、１０４Ｂは、それぞれ配向に直交する偏光に
対して配向と平行な偏光に与える位相差がＡ（４０）、
Ｂ（４０）に変動するが、その変動量はほぼ等しい。し
たがって、２つの配向で与えられる位相差は、λ／２＋
ｎλであることにかわりない。

【００２７】以上のことから、２枚の液晶素子１０４
Ａ、１０４Ｂは、トータルとして温度によらず常にλ／
２板として作用することになる。したがって、温度変動
にかかわらず、情報記録媒体（光ディスク）での光の盤
面パワーが一定に保たれることになり、良好な記録／再
生が可能となる。また、記録と再生とでＰＢＳ１０３で
分割される光量比を調節したいときは、一方の液晶素子
の印加電圧を変えることにより、偏光を変え、ＰＢＳ１
０３で分割される光量比を変えればよい。また、この場
合も、位相差をλ／２から減らしても増やしても、入射
直線偏光の偏光方向の成分が増加することになる。した
がって、対物レンズ１０６への光の偏光を入射直線偏光
と同じ偏光にすれば、印加電圧調節によりＰＢＳ１０３
で対物レンズ１０６側に分割される光量を高めることが
可能である。よって記録時におけるＬＤ１の出力を小さ
くすることが可能である。

【００２８】なお、本実施例において、２枚の液晶素子
１０４Ａ、１０４Ｂを図４に示すように、一体化したも
のを用いてもよい。すなわち、この液晶素子は、互いに
隣接する側のガラス基板１２１、１２２を１枚のガラス
基板１２９で共有したものである。なお、それ以外は、
図２に示す例と同様であるので説明は省略する。

【００２９】（第２実施例）図５は、本発明の第２実施
例による光ピックアップにおける光学系の構成を示す概
略説明図である。本実施例は、２つの液晶素子による波
長板をＰＢＳ１０３と対物レンズ１０６との間に配置さ
れるλ／４板（図１の例ではλ／４板１０５）２０５に
利用したものである。なお、このような１／４波長板２
０５を、例えば特開平１０−７４３３６号公報に開示さ
れるような光ピックアップの１／４波長板に用いてもよ
い。このようなλ／４板２０５においても、１枚の液晶
素子で構成した場合には、温度によって位相が回ってし
まうので、図５に示すように、２枚の液晶素子２０５
Ａ、２０５Ｂを用いて位相の変動をなくすようにする。

【００３０】図６は、本例における２枚の液晶素子２０
５Ａ、２０５Ｂの構造と作用を示す説明図であり、図６
（Ａ）は各液晶素子２０５Ａ、２０５Ｂの構造を示し、
図６（Ｂ）は配向方向に対する入射光と出射光の関係を
示している。図６（Ａ）に示すように、各液晶素子２０
５Ａ、２０５Ｂの構造は、図３に示すものと同様である
ので、同一部材には同一符号を付して説明は省略する。
また、この実施例においても、２枚の液晶素子２０５
Ａ、２０５Ｂは配向の方向が直交している。

【００３１】図７は、本実施例において異なる温度に対
する液晶素子の印加電圧と位相差の関係を示す説明図で
あり、縦軸は位相差（ｎｍ）を示し、横軸は印加電圧
（ｖ）を示している。上述した液晶素子２０５Ａ、２０
５Ｂにおいて、温度を２０°Ｃとした場合、一方の液晶
素子２０５Ａが配向に直交する偏光に対して配向と平行
な偏光に与える位相差を図７に示すＡ（２０）とし、他
方の液晶素子２０５Ｂが配向に直交する偏光に対して配
向と平行な偏光に与える位相差を図７に示すＢ（２０）
とした場合に、各位相差Ａ（２０）、Ｂ（２０）の差
（Ａ（２０）−Ｂ（２０））をλ／４＋ｎλとする。こ
の場合、温度変動を考慮しない状態では、最終的に光が
２枚の液晶素子を透過したときに、２つの配向で与えら
れる位相差はλ／４＋ｎλであるので、λ／４板を透過
したことになる。

【００３２】次に、温度が２０°Ｃから４０°Ｃに変化
し、各液晶素子２０５Ａ、２０５Ｂの屈折率が変化する
場合を考える。図７からわかるように、２つの液晶素子
２０５Ａ、２０５Ｂは、それぞれ配向に直交する偏光に
対して配向と平行な偏光に与える位相差がＡ（４０）、
Ｂ（４０）に変動するが、その変動量はほぼ等しい。し
たがって、２つの配向で与えられる位相差は、λ／４＋
ｎλであることにかわりない。以上のことから、２枚の
液晶素子２０５Ａ、２０５Ｂはトータルとして温度変化
によらず、常にλ／４板として作用することになる。し
たがって、温度変化にかかわらず、情報記録媒体（光デ
ィスク）での光の盤面パワーが一定に保たれ、良好な記
録／再生が可能となる。

【００３３】なお、本実施例においても、２枚の液晶素
子２０５Ａ、２０５Ｂを図８に示すように、一体化した
ものを用いてもよい。すなわち、この液晶素子は、互い
に隣接する側のガラス基板１２１、１２２を１枚のガラ
ス基板１２９で共有したものである。なお、それ以外
は、図６に示す例と同様であるので説明は省略する。

【００３４】（第３実施例）図９は、本発明の第３実施
例による１／Ｋ波長板を構成する２枚の液晶素子３００
Ａ、３００Ｂの構造と作用を示す説明図であり、図９
（Ａ）は各液晶素子３００Ａ、３００Ｂの構造を示し、
図９（Ｂ）は配向方向に対する入射光と出射光の関係を
示している。上述した第１、第２実施例では、２枚の液
晶素子によってλ／２板、λ／４板を構成する場合につ
いて説明したが、本発明は、その他の波長板（λ／Ｋ
板）にも応用できる。すなわち、液晶素子の印加電圧に
対する位相差は、図１０に示すように、温度によって変
化し、液晶素子を透過する光の位相が回ってしまう。

【００３５】そこで、図９に示すように、配向の方向が
直交した２枚の液晶素子３００Ａ、３００Ｂを配置す
る。これら液晶素子３００Ａ、３００Ｂにおいて、温度
を２０°Ｃとした場合、一方の液晶素子３００Ａが配向
に直交する偏光に対して配向と平行な偏光に与える位相
差を図１０に示すＡ（２０）とし、他方の液晶素子３０
０Ｂが配向に直交する偏光に対して配向と平行な偏光に
与える位相差を図１０に示すＢ（２０）とした場合に、
各位相差Ａ（２０）、Ｂ（２０）の差（Ａ（２０）−Ｂ
（２０））をλ／Ｋ＋ｎλとする。この場合、温度変動
を考慮しない状態では、最終的に光が２枚の液晶素子を
透過したときに、２つの配向で与えられる位相差はλ／
Ｋ＋ｎλであるので、λ／Ｋ板を透過したことになる。

【００３６】次に、温度が２０°Ｃから４０°Ｃに変化
し、各液晶素子３００Ａ、３００Ｂの屈折率が変化する
場合を考える。図１０からわかるように、２つの液晶素
子３００Ａ、３００Ｂは、それぞれ配向に直交する偏光
に対して配向と平行な偏光に与える位相差がＡ（４
０）、Ｂ（４０）に変動するが、その変動量はほぼ等し
い。したがって、２つの配向で与えられる位相差は、λ
／Ｋ＋ｎλであることにかわりない。以上のことから、
２枚の液晶素子３００Ａ、３００Ｂはトータルとして温
度変化によらず、常にλ／Ｋ板として作用することにな
る。

【００３７】なお、本実施例においても、２枚の液晶素
子３００Ａ、３００Ｂを図１１に示すように、一体化し
たものを用いてもよい。すなわち、この液晶素子は、互
いに隣接する側のガラス基板１２１、１２２を１枚のガ
ラス基板１２９で共有したものである。なお、それ以外
は、図９に示す例と同様であるので説明は省略する。

【００３８】なお、以上の各実施例では、本発明を記録
機能と再生機能を有する光ピックアップに適用した場合
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、例えば記録機能だけを有する光ピックアップや
再生機能だけを有する光ピックアップに適用することも
可能である。また、光ピックアップの構成としては、レ
ーザー光源や光検出器を光学系の移動ブロックに搭載し
て一体に移動する構成のものであってもよいし、レーザ
ー光源や光検出器を移動ブロックとは別に固定的に設け
た構成のものであってもよく、いずれにも限定されない
ものとする。また、上述した２枚の液晶素子によって構
成する波長板は、上述のような光ピックアップに限ら
ず、各種の光学装置における光学系に広く用いることが
できるものである。

【００３９】また、本発明の変形例として、液晶素子に
より構成した１／２波長板と偏光ビームスプリッタとの
組み合わせによって各種の光学機器に用いる光量分割装
置を構成してもよい。これは、図１２に示す構成の液晶
素子４とＰＢＳ３に対応するものであるが、このような
液晶素子により構成した１／２波長板と偏光ビームスプ
リッタとの組み合わせによる光量分割装置も従来未公知
であり、印加電圧によって分割光量比を変更できる点で
十分な特許性を有するものである。そして、この１／２
波長板を、上述した実施例で説明したような２枚の液晶
素子で、それぞれの液晶分子の配向が互いに直交するよ
うに光路上に配置して１つの波長板として設けたものを
用いることにより、温度補償機能を有する光量分割装置
として構成することが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ピックア
ップによれば、２枚の液晶素子を、それぞれの液晶分子
の配向が互いに直交するように配置して１つの波長板と
して構成したことにより、温度変動によって２枚の液晶
素子の屈折率が変動した場合、それぞれの液晶素子にお
ける位相差は変動するが、２枚の液晶素子の位相差の差
は等しいものとなり、最終的に与えられる位相差は変わ
らない。したがって、温度変化による液晶分子の屈折率
変動にかかわらず、安定した偏光状態を得ることが可能
となり、光ピックアップの適正な動作を得ることが可能
となる。

【００４１】また本発明の波長板によれば、２枚の液晶
素子を、それぞれの液晶分子の配向が互いに直交するよ
うに配置して１つの波長板として構成したことにより、
温度変動によって２枚の液晶素子の屈折率が変動した場
合、それぞれの液晶素子における位相差は変動するが、
２枚の液晶素子の位相差の差は等しいものとなり、最終
的に与えられる位相差は変わらないものになる。したが
って、温度変化による液晶分子の屈折率変動にかかわら
ず、安定した偏光状態を得ることが可能となる。

【００４２】また本発明の光量分割装置によれば、液晶
素子により構成した１／２波長板と偏光ビームスプリッ
タとの組み合わせによって構成したことから、液晶素子
の印加電圧を変えることにより、分割光量を容易に切り
換えることが可能である。さらに本発明の光ピックアッ
プによれば、液晶素子により構成した波長板と偏光ビー
ムスプリッタとの組み合わせによって光量分割手段を構
成し、光記録媒体に対する記録時と再生時とで光量分割
比を変えるために、波長板の液晶素子に印加する電圧を
切り換えることから、電気的な制御によって記録時と再
生時の光量を迅速に変えることができ、安定的な制御を
得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による光ピックアップにお
ける光学系の構成を示す概略説明図である。

【図２】上記第１実施例において異なる温度に対する液
晶素子の印加電圧と位相差の関係を示す説明図である。

【図３】上記第１実施例における２枚の液晶素子の構造
と作用を示す説明図である。

【図４】上記第１実施例における２枚の液晶素子を一体
化した場合の例を示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施例による光ピックアップにお
ける光学系の構成を示す概略説明図である。

【図６】上記第２実施例における２枚の液晶素子の構造
と作用を示す説明図である。

【図７】上記第２実施例において異なる温度に対する液
晶素子の印加電圧と位相差の関係を示す説明図である。

【図８】上記第２実施例における２枚の液晶素子を一体
化した場合の例を示す説明図である。

【図９】本発明の第３実施例における２枚の液晶素子の
構造と作用を示す説明図である。

【図１０】上記第３実施例において異なる温度に対する
液晶素子の印加電圧と位相差の関係を示す説明図であ
る。

【図１１】上記第３実施例における２枚の液晶素子を一
体化した場合の例を示す説明図である。

【図１２】１枚の液晶素子によってλ／２板を構成した
光ピックアップの光学系の具体例を示す説明図である。

【図１３】図１２に示す光ピックアップにおける液晶素
子の構造を示す説明図である。

【図１４】図１３に示す液晶素子の印加電圧と位相差の
関係を示す説明図である。

【図１５】図１３に示す液晶素子の作用を示す説明図で
ある。

【符号の説明】 １０１……レーザー光源（ＬＤ）、１０２……コリメー
タレンズ、１０３……偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）、１０４、２０５……１／２波長板、１０４Ａ、１
０４Ｂ、２０５Ａ、２０５Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ……
液晶素子、１０５……１／４波長板、１０６……対物レ
ンズ、１０７……カバーガラス、１０８……光ディス
ク、１０９……２軸アクチュエータ、１１１……フォー
カシングレンズ、１１２……マルチレンズ、１１３……
光検出器。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA06 BA07 BA42 BB03 BC21 2H088 EA38 EA47 JA05 MA20 5D119 AA33 AA50 FA02 JA12 JA31 JA32

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を光記録媒体に入射させ、
   その反射光を光検出器によって検出することにより、前
   記光記録媒体に記録された情報の記録及び／または再生
   を行なう光ピックアップにおいて、 ２枚の液晶素子を、それぞれの液晶分子の配向が互いに
   直交するように光路上に配置して１つの波長板として設
   けた、 ことを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記光記録媒体に記録された情報の記録
   及び再生を行なう光ピックアップであって、前記波長板
   の各液晶素子に印加する電圧を記録時と再生時とで切り
   換えることを特徴とする請求項１記載の光ピックアッ
   プ。
3. 【請求項３】 前記２枚の液晶素子により１／Ｋ波長板
   を構成することを特徴とする請求項１記載の光ピックア
   ップ。
4. 【請求項４】 前記２枚の液晶素子のうち一方の液晶素
   子がその配向に直交する偏光に対して配向と平行な偏光
   に与える位相差Ａと、他方の液晶素子がその配向に直交
   する偏光に対して配向と平行な偏光に与える位相差Ｂと
   の差（Ａ−Ｂ）をλ／Ｋ＋ｎλ（ｎ＝０、１、２、３、
   ……）としたことを特徴とする請求項３記載の光ピック
   アップ。
5. 【請求項５】 前記２枚の液晶素子は、互いに一体化さ
   れた状態で設けられていることを特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】 前記２枚の液晶素子は、液晶分子を封止
   する一対の基板のうち一方の基板を共有することを特徴
   とする請求項７記載の光ピックアップ。
7. 【請求項７】 前記光記録媒体はディスク型媒体である
   ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
8. 【請求項８】 前記光源はレーザー光源であることを特
   徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
9. 【請求項９】 前記Ｋは２または４であることを特徴と
   する請求項３記載の光ピックアップ。
10. 【請求項１０】 光学装置の光路上に設けられる波長板
    において、 ２枚の液晶素子を、それぞれの液晶分子の配向が互いに
    直交するように光路上に配置して構成した、 ことを特徴とする波長板。
11. 【請求項１１】 前記２枚の液晶素子により１／Ｋ波長
    板を構成することを特徴とする請求項１０記載の波長
    板。
12. 【請求項１２】 前記２枚の液晶素子のうち一方の液晶
    素子がその配向に直交する偏光に対して配向と平行な偏
    光に与える位相差Ａと、他方の液晶素子がその配向に直
    交する偏光に対して配向と平行な偏光に与える位相差Ｂ
    との差（Ａ−Ｂ）をλ／Ｋ＋ｎλ（ｎ＝０、１、２、
    ３、……）としたことを特徴とする請求項１１記載の波
    長板。
13. 【請求項１３】 前記２枚の液晶素子は、互いに一体化
    された状態で設けられていることを特徴とする請求項１
    ０記載の波長板。
14. 【請求項１４】 前記２枚の液晶素子は、液晶分子を封
    止する一対の基板のうち一方の基板を共有することを特
    徴とする請求項１３記載の波長板。
15. 【請求項１５】 前記Ｋは２または４であることを特徴
    とする請求項１１記載の波長板。
16. 【請求項１６】 光学装置の光路上に設けられる光量分
    割装置において、 液晶素子により構成した１／２波長板と偏光ビームスプ
    リッタとの組み合わせによって構成したことを特徴とす
    る光量分割装置。
17. 【請求項１７】 前記１／２波長板は、２枚の液晶素子
    を、それぞれの液晶分子の配向が互いに直交するように
    光路上に配置して１つの波長板として設けたものである
    ことを特徴とする請求項１６記載の光量分割装置。
18. 【請求項１８】 光源からの光を光記録媒体に入射さ
    せ、その反射光を光検出器によって検出することによ
    り、前記光記録媒体に記録された情報の記録及び再生を
    行なう光ピックアップにおいて、 液晶素子により構成した波長板と偏光ビームスプリッタ
    との組み合わせによって光量分割手段を構成し、前記光
    記録媒体に対する記録時と再生時とで光量分割比を変え
    るために、前記波長板の液晶素子に印加する電圧を切り
    換えることを特徴とする光ピックアップ。
19. 【請求項１９】 前記波長板は、２枚の液晶素子を、そ
    れぞれの液晶分子の配向が互いに直交するように光路上
    に配置して１つの波長板として設けたものであることを
    特徴とする請求項１８記載の光ピックアップ。