JP2002288866A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源からの出射光の波面変化を連続的に行える
位相補正素子を備えた光ヘッド装置を得る。 【解決手段】位相補正素子は、一対の基板に挟持された
液晶層を備え、各基板の表面には液晶層への電圧印加用
の電極が各々形成され、一方の電極は、抵抗値が１０³
〜１０⁸Ω／□の高抵抗電極と、抵抗値が高抵抗電極の
１０００分の１以下の低抵抗電極である、円盤形と円環
形と内形が円である３低抵抗電極とからなり、３低抵抗
電極は、光軸を中心とする同心円状に配置され、各低抵
抗電極間が高抵抗電極により導電接続されている素子と
し、この位相補正素子４を、光ヘッド装置のコリメート
レンズ３と４分の１波長板５との間の光路中に設置す
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、光ディスクなどの
光記録媒体の記録・再生を行う光ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクであるＤＶＤは、同じく光デ
ィスクであるＣＤに比べディジタル情報が高密度で記録
されており、ＤＶＤを再生するための光ヘッド装置は、
光源の波長をＣＤの７８０ｎｍよりも短い６５０ｎｍま
たは６３５ｎｍとしたり、対物レンズの開口数（ＮＡ）
をＣＤの０．４５よりも大きい０．６にして光ディスク
面上に集光するスポット径を小さくしている。

【０００３】さらに、次世代の光記録においては光源の
波長を４００ｎｍ程度、ＮＡを０．８５とすることで、
より大きな記録密度を得ることが提案されている。しか
し、光源の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化が原因で、
光ディスクの厚み誤差の許容量が小さくなる。

【０００４】これら許容量が小さくなる理由は、光ディ
スクの厚み誤差が生じた場合球面収差が発生するため
に、光ヘッド装置の集光特性が劣化して信号の読み取り
が困難になることによる。また、光ディスクの異なる層
をそれぞれ記録層とする多層記録方式の場合、各層間隔
に基く球面収差が発生するためこの収差補正機能が必要
である。

【０００５】高密度記録において、球面収差を補正する
手段として以下の方式が提案されている。一つは球面収
差の量に応じてコリメートレンズの位置を機械的に変化
させて別の球面収差を発生し、この別の球面収差を用い
てディスク側で発生する球面収差を打ち消す方式（打消
方式）がある。この打消方式の場合、コリメートレンズ
の機械的可動部分を必要とするため光ヘッド装置の構成
が複雑または大きくなる欠点がある。

【０００６】別の方式として、対物レンズと光源との間
の光路中に備えた位相補正素子により波面収差を補正す
る方式（補正方式）がある。この補正方式の場合、機械
的可動部分がなく、小型な光ヘッド装置にも容易に導入
できる。位相補正素子を用いて光ディスクのチルトを補
正する補正方式の例として特開平１０−２０２６３があ
る。この例では液晶などの複屈折性材料を挟持して、位
相補正素子を構成している一対の基板のそれぞれが、電
極が分割されて形成された分割電極を有している。そし
て、それぞれの分割電極に電圧を印加して、複屈折性材
料の実質的な屈折率を、光ディスクのチルト角に応じて
変化させ、この屈折率の変化により発生した透過光の位
相（波面）変化により、光ディスクのチルトで発生した
コマ収差を補正している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の位相補
正素子では光源からの出射光の波面を変化させて波面収
差を補正するために、位相補正素子に備えられた電極を
複数個に分割して各々異なる制御信号である電圧を印加
する必要がある。そのため、所望の波面形状を得るには
多数の電極、配線および外部信号源（電源）が必要であ
り、素子構成の複雑化や多数の外部信号源（電源）使用
による装置の繁雑化などの問題が生ずる。これに対し、
電極、配線および外部信号源（電源）の数を、できるか
ぎり低減させたい要望があった。

【０００８】また、１つの電極に着目すると波面の変化
量は同じであるため、連続的に変化させることは困難で
ある。特に、球面収差の周辺部分などの波面収差の変化
量が大きい領域を連続的に変化させることが望まれてい
た。さらに、分割された電極間の領域には外部信号を印
加できないため、光散乱などによる光の透過率低下の原
因になる場合もある。したがって、できるかぎり分割電
極数を減らして、電極間の領域数を減らすことが望まれ
ていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、光源と、光源から
の出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズ
と、光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面
を変化させる位相補正素子と、波面を変化させるための
電圧を位相補正素子へ出力する制御電圧発生手段とを備
える光ヘッド装置であって、位相補正素子は透明な一対
の基板に挟持された液晶層を備えており、一対の基板の
表面には液晶層への電圧印加用の電極がそれぞれ形成さ
れており、少なくとも一方の電極は透明であって、シー
ト抵抗値が１０³Ω／□〜１０⁸Ω／□の高抵抗電極と、
抵抗値が高抵抗電極の１０００分の１以下の低抵抗電極
である、円盤形の第１低抵抗電極と円環形の第２低抵抗
電極と少なくとも円形の開口部を有する第３低抵抗電極
とからなり、３つの低抵抗電極は、光軸を中心とする同
心円状に配置され中心より周辺に向かって第１、第２、
第３の順に配されており、かつ少なくとも各低抵抗電極
間が高抵抗電極により導電接続されていることを特徴と
する光ヘッド装置を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明の光ヘッド装置の原
理構成の一例を示す。図１に示した光ヘッド装置はＣ
Ｄ、ＤＶＤなどの光ディスク８に記録された情報を再生
するためのものであり、光源である例えば半導体レーザ
１から出射した光は例えばホログラムタイプの偏光ビー
ムスプリッタ２を透過した後、コリメートレンズ３によ
り平行光となり、位相補正素子４を透過後、４分の１波
長板５を透過し、立ち上げミラー１１で９０°方向に反
射され、アクチュエータ７に設置された対物レンズ６に
より光ディスク８上に集光される。集光された光は、光
ディスク８により反射され対物レンズ６、立ち上げミラ
ー１１、４分の１波長板５、位相補正素子４、コリメー
トレンズ３を順次先程とは逆に透過した後、偏光ビーム
スプリッタ２により回折され光検出器９に入射する。前
述の半導体レーザ１からの出射光が光ディスク８により
反射される際、光ディスクの面上に記録された情報によ
り反射光は振幅変調され、光検出器９により光強度信号
として記録情報を読み取ることができる。

【００１１】光検出器９より得られる光ディスクの、例
えば再生信号の強度が最適となるように、位相補正素子
４に向けて制御電圧発生手段である位相補正素子制御回
路１０により電圧が出力される。位相補正素子制御回路
１０より出力される電圧は、光ディスクの厚み誤差や対
物レンズなど光学系のズレや多層ディスクなどから発生
する球面収差に応じて位相補正素子４の電極に印加する
実質的に変化する電圧となる。

【００１２】次に本発明において使用する位相補正素子
の構成を図２を用いて説明する。ガラス基板２１ａ、２
１ｂが、例えばエポキシ系樹脂を主成分とするシール材
２２により接着され液晶セルを形成している。使用する
基板でガラス以外の材料としては、アクリル系樹脂、エ
ポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネートな
どが挙げられるが、耐久性などの点からガラスの基板が
好ましい。

【００１３】シール材２２には例えばガラス製のスペー
サと例えば樹脂の表面に金などを被膜した導電性スペー
サが含まれている。ガラス基板２１ａの内側表面には、
内側表面から電極２４ａ、シリカなどを主成分とする絶
縁膜２５、配向膜２６がこの順に、またガラス基板２１
ｂの内側表面には、内側表面から電極２４ｂ、シリカな
どを主成分とする絶縁膜２５、配向膜２６がこの順に被
膜されている。液晶セルの外側表面には反射防止膜が被
膜されていてもよい。

【００１４】電極２４ａは電極引出部２７で接続線によ
って位相補正素子制御回路と接続できるようパターン配
線が施されている。また電極２４ｂは上述の金などを被
膜した導電性スペーサによりガラス基板２１ａ上に形成
された電極２４ａと電気的に接続しており、したがっ
て、電極２４ｂは電極引出部２７で接続線によって位相
補正素子制御回路と接続できる。

【００１５】図２には、電極２４ｂと電極２４ａとがシ
ール材２２と接している様子が示されていないが、紙面
と平行なシール材とは接しており両電極は導電性スペー
サを通じて電気的に接続されている。液晶セル内部には
液晶層２３が充填されている。使用する液晶層の材料
は、液晶ディスプレイなどに用いられるネマティック液
晶がよく、印加電圧により偏光が変化しないためには一
様なホモジニアス配向が好ましい。図２に示した液晶分
子２８は、一方向に配向されたホモジニアス配向の状態
にある。

【００１６】また配向膜の材料としては、液晶分子２８
のプレチルト角が２〜１０゜となれば好ましく、ポリイ
ミド膜を図２の紙面に平行で左右方向にラビングしたも
のや、シリカ膜を斜め蒸着したものなどがよい。また、
液晶の常光屈折率と異常光屈折率との差を大きくして液
晶セルの間隔を小さくした方が応答性を高くでき好まし
い。しかし、液晶セルの間隔が小さくなるほど液晶セル
の製作が困難になるため、液晶の常光屈折率と異常光屈
折率との差は０．１〜０．２、液晶セルの間隔は２〜５
μｍ程度とすることが好ましい。電極２４ａ、２４ｂの
材質は透過率が高い方が望ましく、ＩＴＯ膜、酸化亜鉛
膜、酸化錫膜などの透明導電膜を使用すればよい。電極
２４ａ、２４ｂの材料、物性、形成方法などは後ほど詳
述する。

【００１７】以上、位相補正素子を用いて波面を変化さ
せる機能に必要な構成を述べたが、波長板や偏光ホログ
ラムなどの平板光学素子を位相補正素子４に積層するこ
とにより、波長板５や偏光ビームスプリッタ２の機能を
位相補正素子４が併せ持つようにできる。この場合、光
ヘッド装置を構成する光学部品の数が減ることで組立、
調整が簡易となり、生産性が向上して好ましい。

【００１８】また位相補正素子４に、回折格子を積層す
る、または光源の波長に応じて光束径を変化させるため
のダイクロイック開口制限層などを積層することもで
き、さらにガラス基板２１ａ、２１ｂの外側表面上に回
折格子やダイクロイック開口制限層などを直接形成する
こともでき、これらの場合も個々の部品を新たに追加す
ることに比べて生産性が向上して好ましい。波長板を積
層するときは、光ディスク側のガラス基板に直接貼り合
せるか、または波長板を別のガラス基板に貼り合わせ、
この別のガラス基板を積層すればよい。

【００１９】次に、本発明における位相補正素子を用い
て球面収差を補正する方法に関して述べる。図２に示し
た電極２４ａ、２４ｂの少なくとも一方の電極は球面収
差を補正するための分割を施した分割電極（下記で詳し
く説明）であり、他方の電極は分割していない一様な電
極でもよく、またコマ収差や非点収差など球面収差以外
の収差を補正するための他の分割を施した電極であって
もよい。他の分割を施した電極の場合１つの位相補正素
子で球面収差とコマ収差、または球面収差と非点収差の
両方を補正することができる。以下では電極２４ａを球
面収差補正電極として、電極２４ｂを一様なコモン電極
として説明する。

【００２０】図３は球面収差を補正するために基板の一
面に形成された、本発明の位相補正素子の電極パターン
の一例を示す模式的平面図である。斜線部は透明導電膜
により形成された高抵抗電極３０であり例えば分割のな
い一様な電極である、黒塗部分は高抵抗電極３０に電圧
を印加するための低抵抗電極３１〜３３である。すなわ
ち円盤形の第１低抵抗電極が低抵抗電極３１であり、円
環形の第２低抵抗電極が低抵抗電極３２であり、内形が
円である第３低抵抗電極が低抵抗電極３３である。

【００２１】これら、低抵抗電極３１、低抵抗電極３２
および低抵抗電極３３の３つの低抵抗電極は、図示しな
い光軸を中心とする同心円状に配置され、中心より周辺
に向かってこの順に配されている。また、高抵抗電極３
０によって低抵抗電極３１と３２、および３２と３３は
導電接続されている。低抵抗電極３１〜３３は配線によ
り位相補正素子外部の図示しない信号源と接続されてお
り各々信号１〜３によって任意の電圧を供給できる。

【００２２】図４は本発明における位相補正素子により
発生した波面収差による球面収差補正の一例を示すグラ
フであり、Ａは光ディスクの厚み誤差や光学系の誤差な
どにより生じた補正を要する球面収差分布、Ｂは位相補
正素子により発生させた補正をするための波面収差分
布、Ｃは補正後の波面収差分布である。また、横軸は光
軸を中心とした瞳半径であり、入射光束の半径を１とす
る。ここで、入射光束の半径を瞳半径と同じ大きさに採
ってあり、瞳半径と入射光束の半径とを同じ意味で使用
している。球面収差分布Ａを補正するために信号１〜３
を適切な電圧に設定すると、位相補正素子による波面収
差分布Ｂが印加電圧の大きさに応じて連続的に変化す
る。図４に示すように位相補正素子により発生する波面
収差分布Ｂが球面収差Ａと逆符号で同程度の大きさの場
合には、両者は相殺され補正後の波面収差Ｃに示すよう
に波面収差は補正される。

【００２３】図４の位相補正素子の波面収差分布Ｂにお
ける領域Ｄと領域Ｅの位置は、図３に示す低抵抗電極３
１と３２の位置にそれぞれ対応している。低抵抗電極３
３に相当する領域は図４の瞳半径１以上の位置に相当す
るため図示されていない。低抵抗電極３１と３２の位置
を変化させると発生する波面収差分布Ｂもまた変化す
る。したがって、高精度に補正するためには、球面収差
分布Ａの形状に一致するように低抵抗電極３１と３２の
位置と大きさを決めることが必要である。

【００２４】位相補正素子面での入射光束の半径を１と
してこれに対し、低抵抗電極３１の半径を０．２〜０．
３、円環状の低抵抗電極３２の内半径と外半径との平均
半径を０．７〜０．８５にしたとき、球面収差を効率よ
く補正できて好ましい。特に低抵抗電極３１の半径を
０．２１にし、低抵抗電極３２の平均半径を０．７４に
したときに、最大の補正効果を得ることができ極めて好
ましい。

【００２５】低抵抗電極を形成する電極材料のシート抵
抗ρ_Lと高抵抗電極を形成する電極材料のシート抵抗ρ_H
の比ρ_L／ρ_Hを１０００分の１以下にする。ρ_L／ρ_Hが
大きく１０００分の１を超えるとき、高抵抗電極にも比
較的大きな電流が流れ、高抵抗電極と接している低抵抗
電極内で電圧降下が生じて、所望の電圧分布を得ること
が困難となることがある。したがって、低抵抗電極材料
に比べ高抵抗電極材料のシート抵抗が高いほど、隣接す
る低抵抗電極間で電位を連続的に変化させやすく、所望
の電位分布を得ることができる。ρ_L／ρ_Hを１０００分
の１以下にすることが所望の電位分布を得るための条件
である。

【００２６】しかしρ_Hが大きすぎると高抵抗電極の導
電性がなくなり電位分布は発生しないためρ_Hは１０³Ω
／□〜１０⁸Ω／□程度がよい。一方、ρ_Lはできるだけ
小さくする方が高抵抗電極の許容抵抗範囲が大きくなる
ため好ましくは０．１Ω／□〜１０Ω／□程度がよい。

【００２７】以上の条件を満足するように、低抵抗電極
３１〜３３の抵抗値ρ_Lと高抵抗電極３０の抵抗値ρ_Hを
設定すると、低抵抗電極内では抵抗が低いため等電位と
なるが、高抵抗電極３０の面内の電位分布は低抵抗電極
３１と３２、および３２と３３間で発生する電圧降下に
より連続的に変化する。液晶分子の配向方向は電圧値に
応じて変化するため、ほぼ電圧分布と等しい液晶の実効
屈折率分布が発生する結果、図４のＢに示すような波面
収差分布が発生する。

【００２８】低抵抗電極の材料としては、銅、金、アル
ミニウム、クロムなどの金属材料が導電性・耐久性の点
では好ましいが、電極部分で遮光されるため透過率が低
下する。したがって、透明導電膜を使用することが好ま
しい。例えばＩＴＯ膜など比較的比抵抗の小さな透明導
電膜を用いることは、上述した低抵抗電極の抵抗と高抵
抗電極の抵抗との比の条件を満足しかつ透過率も高いた
め好ましい。また、低抵抗電極に外部の位相補正素子制
御回路より電圧を印加するための電極引出部２７上の配
線材料はＩＴＯ膜のような透明導電膜でもよく、クロム
やニッケルのような金属膜でもよい。特にニッケルなど
ハンダで接続できる金属の場合、外部からの信号線を容
易にハンダで接続でき好ましい。

【００２９】一方、高抵抗電極の材料としては透明であ
りかつ低抵抗電極の材料に比べシート抵抗が高い必要が
ある。例えばガリウムやアルミニウム、シリコン、イッ
トリウム、インジウムなどの元素を１種または複数種ド
ープした酸化亜鉛膜や、アンチモン、インジウム、ガリ
ウムなどの元素を１種または複数種ドープした酸化錫膜
や、ＩＴＯ膜などがよい。上記の元素がドープされた酸
化亜鉛膜や酸化錫膜は、ＩＴＯ膜に比べ容易に高抵抗膜
が得られるため好ましい。特に、上記の元素がドープさ
れた酸化亜鉛膜は高比抵抗でありながらエッチング性も
良好であり、光の透過率、耐久性に優れている点で本発
明の光ヘッド装置における好適な材料である。

【００３０】ＩＴＯ膜を低抵抗電極と高抵抗電極の両方
に用いる場合は、比抵抗が異なる膜にする方が膜厚を制
御しやすいため好ましい。一般にＩＴＯ膜は成膜方法に
よりその膜の比抵抗を変えることができる。例えば、低
抵抗電極のＩＴＯ膜を液晶ディスプレイなどで用いられ
るマグネトロンスパッタリング法などを用いて比抵抗１
×１０^-6Ω・ｍ程度にし、高抵抗電極を電熱ガラスなど
に用いられるディップコーティングなどの方法を用いて
比抵抗１×１０^-4〜１Ω・ｍ程度になるよう形成するこ
とが好ましい。

【００３１】また、位相補正素子と対物レンズとが一体
に構成されている光ヘッド装置とすることが好ましい。
その理由は、トラッキングなどにより対物レンズが光軸
に対して垂直な面内で移動するレンズシフトを生じたと
き、位相補正素子と対物レンズが一体でない場合、光デ
ィスクにより発生した球面収差に対して位相補正素子が
発生した波面収差（球面収差）がレンズシフト分だけ位
置ずれを起こすことになり、球面収差を適切に補正でき
なくなるからである。

【００３２】位相補正素子と対物レンズとが一体に構成
されている光ヘッド装置とするには、対物レンズを保持
しているアクチュエータに位相補正素子を固定するなど
すればよい。この場合、アクチュエータの制御特性に影
響を与えないないように、位相補正素子の重量を軽くし
たり、信号引出線をワイヤなどの軽量で接続容易なもの
を使用することが好ましい。

【００３３】

【実施例】本例の光ヘッド装置は、光ディスクの厚み誤
差、対物レンズ寸法の製造誤差、光学系の調整誤差など
により生ずる球面収差を補正する位相補正素子を備えて
いる。対物レンズは光ディスクの厚さが設計値からずれ
ると球面収差を発生し信号の読み取り精度が低下する。
この球面収差を補正する位相補正素子を図１に示す光ヘ
ッド装置の位相補正素子４として組み込んだ。ただし、
位相補正素子制御回路１０は本例の位相補正素子用に改
良されている。光源である半導体レーザ１の出射光の波
長は、４０５ｎｍでありコリメートレンズ３により平行
光束となる。対物レンズ６のＮＡは０．８５であり、有
効瞳径は直径３ｍｍである。したがって、本例では直径
３ｍｍ（半径１．５ｍｍ）の光束径を有する光の球面収
差を補正する場合について述べる。

【００３４】本例の位相補正素子の素子構造は図２に示
したものと同じであり、電極パターンは図３に示したも
のと同じである。厚さ０．５ｍｍの無アルカリガラス基
板の表面上にマグネトロンスパッタリング法により比抵
抗１×１０^-5Ω・ｍのＩＴＯ膜を成膜して、フォトリソ
グラフィーとエッチングの技術によりこのＩＴＯ膜にパ
ターニングを行い、一様なコモン電極２４ｂと図３に示
した低抵抗電極３１〜３３を形成した。

【００３５】その後、低抵抗電極３１〜３３上には比抵
抗１×１０^-2Ω・ｍのＩＴＯ膜をディップコート法によ
り成膜して透明な高抵抗電極３０を形成した。その後、
電極２４ａ、２４ｂの表面にはシリカを主成分とする絶
縁膜２５をスピンコート法により形成した後、ポリイミ
ドを主成分とする配向膜２６を同じくスピンコート法に
より形成した。このとき、高抵抗電極のシートの抵抗値
が１×１０⁵Ω／□であり、低抵抗電極の抵抗値は、こ
の値の１０００分の１であった。

【００３６】作製した２枚の基板を４μｍのガラス製ス
ペーサが混入したエポキシ系のシール材を介してセル構
造になるよう重ね合わせた。そのセルの基板間には常光
屈折率と異常光屈折率との差Δｎが０．１５のネマティ
ック液晶を注入して液晶セルを形成した。なお、配向膜
は液晶層がホモジニアス配向になるよう事前にラビング
処理されており、ガラス基板の液晶層とは反対の表面に
反射防止膜をコートした。

【００３７】低抵抗電極３１は直径０．６３ｍｍ（半径
０．３１５ｍｍ）の円盤状であり、低抵抗電極３２は内
径２．２２ｍｍ、外形２．４２ｍｍの円環状であり円環
の平均直径は２．３２ｍｍ（平均半径１．１６ｍｍ）で
あり、低抵抗電極３３は内径３．１ｍｍ（内半径１．５
５ｍｍ）の円環状であり円環の太さは０．６ｍｍであ
り、すべて光軸を中心とした同心円に配置されている。
したがって、光束半径に対する比は、それぞれ０．２
１、０．７７および１．０８であった。低抵抗電極３１
〜３３は配線によりそれぞれ外部の信号源に接続されて
おり、信号１〜３により各々低抵抗電極に任意の電圧を
供給できる。

【００３８】以下に本例の位相補正素子により球面収差
を補正する原理を説明する。図５は対物レンズのＮＡが
０．８５、光源の波長が４０５ｎｍの光学系において、
光ディスクの厚さが設計値の０．１ｍｍより０．０１ｍ
ｍ厚くなった場合に発生する波面収差（球面収差）を示
す図である。光ディスクが設計値より厚い場合は有効瞳
の中心部（内側の０〜４０ｎｍと記載した領域）と有効
瞳の周辺部（外側の０〜４０ｎｍと記載した領域）の位
相に対して、その両者に挟まれた中間部（８０〜１２０
ｎｍと記載した領域）の位相が進んだ状態となり、厚み
が薄い場合は中間部の位相が遅れた状態となる。

【００３９】０．０１ｍｍの光ディスク厚み誤差により
発生する球面収差を位相補正素子により補正するため
に、低抵抗電極３１、３３に２．３Ｖ、低抵抗電極３２
に２．０Ｖ供給した。ここで電極２４ｂには０Ｖを印加
している。高抵抗電極３０は低抵抗電極の電圧差に応じ
て電圧分布を生じる。前述の説明と同様に、電圧分布に
より液晶の実質的な屈折率分布が生じる結果、位相補正
素子は同心円状の位相変化を発生することができて、そ
の半径方向分布は図４のＢのようになる。

【００４０】ここで球面収差Ａの大きさに応じて信号１
〜３の電圧を決めているので、球面収差Ａと位相補正素
子により発生する球面収差Ｂは相殺する結果、光ディス
ク面上での波面収差をＣのようにに低減する。本例の場
合、補正前の球面収差は約０．１λ_rmsであったが、位
相補正素子を用いて補正した結果、約０．０１８λ_rms
に減少した。

【００４１】一方、光ディスクの厚さが０．０１ｍｍだ
け薄い場合には、図５とは正負が逆転した球面収差を補
正するために、低抵抗電極３１、３３に２．０Ｖ、低抵
抗電極３２に２．３Ｖを印加すればよい。これにより、
位相補正素子によって発生する位相変化も図４のＢの正
負を逆転した形になるため、球面収差を相殺できる。以
上のように低抵抗電極３１、３２、３３に適切な電圧を
印加することにより図５に示す球面収差を補正できる。
また、低抵抗電極３１、３３は常に等しい電圧を印加し
ても、光学特性上大きく影響しないために、両者を導通
させて１つの電源に接続させてもよく、この場合２つの
信号で動作させることができる。

【００４２】上述のように、本例の光ヘッド装置を用い
ることで、光ディスクの厚みムラにより発生する球面収
差を良好に補正できた。また、電極を分割した従来の位
相補正素子において、電極間の電圧を印加できない領域
近傍で発生した光散乱が、本例では低く抑えられた結
果、透過率が３％向上した。さらに、従来と比べ少ない
外部信号源により動作させることができたため、低いコ
ストで光ヘッド装置を作製できた。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の光ヘッド装置に
おいては、液晶を挟持して位相補正素子を構成する一対
の基板のそれぞれに形成された電極の少なくとも１つの
電極を、同心円状に配列された３つの低抵抗電極と、各
々の低抵抗電極間を導電接続する高抵抗電極とで構成す
る。この構成により、位相補正素子によって光源からの
出射光に連続的な位相（波面）変化を生じさせることが
できるので、光ヘッド装置は、光ディスク厚み誤差に起
因する球面収差を効率よく補正でき、ノイズの少ない良
好な信号光を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ヘッド装置の原理構成の一例を示す
概念的断面図。

【図２】本発明における位相補正素子の構成の一例を示
す断面図。

【図３】本発明における位相補正素子の電極パターンの
一例を示す模式的平面図。

【図４】本発明における位相補正素子により発生した波
面収差による球面収差補正の一例を示すグラフ（Ａは補
正を要する球面収差、Ｂは位相補正素子により発生した
波面収差、Ｃは補正後の波面収差、Ｄは低抵抗電極３１
に相当する領域、Ｅは低抵抗電極３２に相当する領
域）。

【図５】対物レンズのＮＡが０．８５、光源の波長が４
０５ｎｍの光学系において、光ディスクの厚み誤差０．
０１ｍｍが発生したときの球面収差を示す図。

【符号の説明】

１：半導体レーザ ２：偏光ビームスプリッタ ３：コリメートレンズ ４：位相補正素子 ５：４分の１波長板 ６：対物レンズ ７：アクチュエータ ８：光ディスク ９：光検出器 １０：位相補正素子制御回路 ２１ａ、２１ｂ：ガラス基板 ２２：シール材 ２３：液晶層 ２４ａ、２４ｂ：電極 ２５：絶縁膜 ２６：配向膜 ２７：電極引出部 ２８：液晶分子 ３０：高抵抗電極 ３１〜３３：低抵抗電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、光源からの出射光を光記録媒体上
   に集光させるための対物レンズと、光源と対物レンズと
   の間に設けられた出射光の波面を変化させる位相補正素
   子と、波面を変化させるための電圧を位相補正素子へ出
   力する制御電圧発生手段とを備える光ヘッド装置であっ
   て、 位相補正素子は透明な一対の基板に挟持された液晶層を
   備えており、一対の基板の表面には液晶層への電圧印加
   用の電極がそれぞれ形成されており、少なくとも一方の
   電極は透明であって、シート抵抗値が１０³Ω／□〜１
   ０⁸Ω／□の高抵抗電極と、抵抗値が高抵抗電極の１０
   ００分の１以下の低抵抗電極である、円盤形の第１低抵
   抗電極と円環形の第２低抵抗電極と少なくとも円形の開
   口部を有する第３低抵抗電極とからなり、 ３つの低抵抗電極は、光軸を中心とする同心円状に配置
   され中心より周辺に向かって第１、第２、第３の順に配
   されており、かつ少なくとも各低抵抗電極間が高抵抗電
   極により導電接続されていることを特徴とする光ヘッド
   装置。
2. 【請求項２】前記光源からの出射光の位相補正素子面に
   おける光束半径に対する、前記第１低抵抗電極の半径と
   の比が０．２〜０．３であり第２低抵抗電極の平均半径
   との比が０．７〜０．８５であり、第３低抵抗電極の内
   半径との比が１．０以上であることを特徴とする請求項
   １記載の光ヘッド装置。
3. 【請求項３】前記位相補正素子と前記対物レンズとが一
   体に構成されている請求項１または２記載の光ヘッド装
   置。