JP2005148654A - Liquid crystal element for phase modulation, optical pickup, phase adjusting method, and optical aberration correcting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位相を部分的に変調する位相変調用液晶素子及びこの位相変調用液晶素子を使用した光学ピックアップに関する。
本発明は、透過する光を屈折するとなく位相を部分的に変調する液晶素子を用いた位相補正方法及び光学収差補正方法に関する。
The present invention relates to a phase modulation liquid crystal element that partially modulates a phase and an optical pickup using the phase modulation liquid crystal element.
The present invention relates to a phase correction method and an optical aberration correction method using a liquid crystal element that partially modulates a phase without refracting transmitted light.
近年のコンピュータ技術の進展、情報ネットワーク環境の高機能化により、より多くの情報を記録する記録媒体が望まれている。情報の記録再生を光学的に行う記録媒体(いわゆる光ディスク)、情報の記録再生を磁気的に行う記録媒体(いわゆるハードディスク)の双方においても、記録密度の高密度化が望まれている。 Due to recent advances in computer technology and higher functionality in information network environments, recording media that record more information are desired. Both recording media that optically record and reproduce information (so-called optical disks) and recording media that magnetically record and reproduce information (so-called hard disks) are desired to have higher recording densities.
光ディスクにおける記録密度は、一般的に光学系のレンズ開口数(NA)及び光の波長により定義される。レンズ開口数(NA)が大きく、短い波長を用いるほど高い記録密度を実現することができる。しかしながら、レンズ開口数(NA)を大きくすること、および短い波長を用いることは、光学的な収差が発生し易くなり、光学系のマージンを狭めることになる。あるいは、光学的な収差が発生しにくい光学系でなければ、高い記録密度を実現することができないことになる。 The recording density in an optical disc is generally defined by the lens numerical aperture (NA) of the optical system and the wavelength of light. The higher the lens numerical aperture (NA) and the shorter the wavelength, the higher the recording density can be realized. However, increasing the lens numerical aperture (NA) and using a short wavelength tend to cause optical aberrations and narrow the margin of the optical system. Alternatively, a high recording density cannot be realized unless the optical system hardly generates optical aberrations.
また、ハードディスクは記録再生ヘッドが近接する記録媒体の表面の極近傍にしか記録膜を形成することができない。これに対して、光ディスクは光学的に干渉しない程度の間隔を保って記録膜を重ねること、いわゆるマルチレイヤーディスクとすることも可能である。マルチレイヤーディスクの記録再生は、記録媒体の表面から異なる深さの位置に存在する各々の記録膜に光学スポットを形成して行うので、収差が存在する環境において記録再生を行わざをえない。
従って、高記録密度用のマルチレイヤーディスクを記録再生するには、光学的に許容される収差が少ない状態において、収差が存在する環境で行わざるをえない。
In addition, the hard disk can form a recording film only in the very vicinity of the surface of the recording medium that is close to the recording / reproducing head. On the other hand, the optical disk can be a so-called multi-layer disk in which recording films are stacked with an interval that does not interfere optically. Recording and reproduction of a multi-layer disc is performed by forming an optical spot on each recording film that exists at a different depth from the surface of the recording medium, and thus recording and reproduction must be performed in an environment where aberration exists.
Therefore, in order to record / reproduce a multi-layer disc for high recording density, it must be performed in an environment where aberrations exist in a state where there are few optically acceptable aberrations.
このような状況を踏まえて、岩崎氏らは非特許文献1において、平行な電極材料に挟まれた領域に注入された液晶材料に対して、球面収差の形状に近い電圧を印加することにより、液晶素子を通過するレーザ光の位相を調整し、集光されるスポットの収差を低減する試みを提案している。岩崎氏らが提唱している位相調整デバイスの構成を説明する前に、図13を用いてその原理である電圧印加による液晶材料の屈折率制御(Electorically controlled birefrigence:ECB)について説明する。
In view of such a situation, Mr. Iwasaki et al. In
液晶材料はその電気的特性あるいは光学的特性により多くの種類に分類されるが、ここでは簡単に光学異方性が正であるネマティック液晶材料を例に説明する。液晶材料は、その分子構造が電気的に対称でないため、配向処理が施された配向膜に従い規則正しく配列するようになされる。
図13に示す液晶素子1は、電圧7〔71 、72 〕を印加するための一方の電極膜2の内面に配向膜4を形成し、他方の電極膜3の内面に配向膜5を形成し、これら両配向膜4及び5に挟まれて液晶材料6を充填して構成されている。図13Aは、電極膜2、3に電圧を印加しないときの液晶材料6の状態を示しており、液晶材料6はそれぞれ配向膜4、5に施された配向処理の方向に配列されている。この液晶材料6の誘電率異方性が正である場合には、液晶素子1の電極膜2及び3間に電圧7を印加すると、図13B,Cに示すように外部から印加される電圧71、72 の方向に液晶材料6(即ち液晶材料6を構成する各液晶分子6′)がその方向を変えようとする。ここで、配向膜4、5に近接している液晶分子6a′は、配向膜4、5から遠い位置に存在する液晶分子6b′に比較して、配向膜4、5に施されている配向処理の影響を大きく受けるので分子の方向を変えにくい。しかし、液晶分子6′は外部からの電界の大きさ(電圧71、72 )に応じてその方向を変化させる。
Liquid crystal materials are classified into many types depending on their electrical characteristics or optical characteristics. Here, a nematic liquid crystal material having a positive optical anisotropy will be described as an example. Since the molecular structure of the liquid crystal material is not electrically symmetrical, the liquid crystal material is arranged regularly according to the alignment film subjected to the alignment treatment.
In the
光学異方性を有する液晶材料6は、液晶材料6の配向方向に平行な方向の偏光の光に対する屈折率neが液晶材料6の角度により変化する特性を有している。このことから、結果的に外部からの電圧印加によりその屈折率が変化する。光学異方性が正である液晶材料6においては、ne>no(no:液晶材料6の配向方向と垂直な方向の偏光の光に対する屈折率)であるので、液晶材料6の配向が光の電界方向(図13中、上下方向)に平行な場合に最もその屈折率が大きくなる。
The
次に、図14に示すように、液晶素子に印加される電界が一様でない場合を考える。図14の試料となる液晶素子11は、液晶材料6を挟む一方の側に配向膜4を有した高抵抗導電性膜8が配置されると共に、この高抵抗導電性膜8の両端側に低抵抗導電性膜9〔9a,9b〕が形成され、液晶材料6を挟む他方の側に配向膜5を有した電極膜3が配置されて構成される。そして、一方の低抵抗導電性膜9aと電極膜3間に電圧71 が印加され、他方の低抵抗導電性膜9bと電極膜3間に電圧71より大きい電圧72 が印加される。液晶材料6は上述したように、印加される電圧に応じてその屈折率neが変化することから、図14に示すような液晶素子11に垂直に入射した光は屈折を生じることなく、その印加された電圧71、72 に応じた屈折率変化のみを感じることになる。図14において、領域12は屈折率変化の小さい領域であり、領域13は屈折率変化の大きな領域である。光が屈折率変化を感じるということは、光学的な距離(屈折率×物理的な距離)の違いを感じることになるので、透過した光は電圧印加量に応じて位相が変化することになる。
Next, consider a case where the electric field applied to the liquid crystal element is not uniform as shown in FIG. In the
岩崎氏らは、図13及び図14を用いて説明を行った液晶材料6の基本特性を光ディスク装置の再生光学系に応用したものである。図15は岩崎氏らの光学プックアップの構成を示す。図16は岩崎氏らの用いた液晶素子に形成された電極パターンを示す。図17は岩崎氏らが行った位相調整の例を示す。
Iwasaki et al. Applied the basic characteristics of the
図15において、14は記録媒体即ち光ディスク、21は光学ピックアップを示す。記録媒体14は、支持体15に記録層16が形成され、その上にカバー層(例えばカバーガラス層)17が形成されて成る。光学ピックアップ21は、半導体レーザ22と、レーザ光の出射方向に沿って順次配列されたコリメートレンズ23と、偏光ビームスプリッタ(PBS)24と、液晶素子を用いた後述の収差補正素子25と、1/4波長板(QWP)26と、対物レンズ27と、さらに集光レンズ28を介して光ディスク14からの戻り光を検出するためのフォトッディテクタ29とを有して構成される。
この光学ピックアップ21では、半導体レーザ22から出射されたレーザ光L1 がコリメーとレンズ23で平行光とされ、この平行光が偏光ビームスプリッタ24、収差補正素子25、1/4波長板を通過し、対物レンズ27により集光されて光ディスク14の記録膜16に照射される。即ち記録膜16上に光学スポットが形成される。そして、光学スポットの記録膜16からの反射光(いわゆる戻り光L2)が、再び対物レンズ27、1/4波長板26、収差補正素子25を通して偏光ビームスプリッタ24に入射され、偏光ビームスプリッタ24で反射されて集光レンズ28を介してフォトディテクタ29に受光される。
In FIG. 15, reference numeral 14 denotes a recording medium, that is, an optical disk, and 21 denotes an optical pickup. The recording medium 14 is formed by forming a
In this
岩崎氏らは、前述の図13、図14において説明した液晶素子の位相変化を利用した収差補正素子25を用い、光ディスク14のカバーガラス層17の厚さが変化した場合に発生する球面収差を補正するために、対物レンズ27に入射するレーザビームの位相を予め補正しておく方法を採用している。即ち、対物レンズ27に入射する前の平行レーザビームに対して、光ディスク14のカバーガラス層17の厚さtが変化した場合に発生する球面収差をキャンセルするような位相分布を持たせる方法である。 Mr. Iwasaki et al. Used the aberration correction element 25 using the phase change of the liquid crystal element described in FIG. 13 and FIG. 14 described above, and caused spherical aberration that occurs when the thickness of the cover glass layer 17 of the optical disk 14 changes. In order to correct, the method of correcting the phase of the laser beam incident on the objective lens 27 in advance is adopted. That is, this is a method of giving a phase distribution that cancels the spherical aberration that occurs when the thickness t of the cover glass layer 17 of the optical disc 14 changes with respect to the parallel laser beam before entering the objective lens 27. .
図16は、岩崎氏らが提案した収差補正素子に用いた液晶素子である。この液晶素子31は、前述の図14と類似の構成を採り、液晶材料を挟んで一方の側に内面に配向膜を有する高抵抗透明導電性膜32が配置され、この高抵抗透明導電性膜32上に同心円状の第1の低抵抗透明導電性膜33、第2の低抵抗透明導電性膜34及び第3の低抵抗透明導電性膜35が形成される。第3の低抵抗透明導電性膜35は分割して円状に形成される。液晶材料を挟んで他方の側には、内面に配向膜を有する透明電極膜が形成される。各第1、第2及び第3の低抵抗透明導電性膜33、34及び35から引き出し線36、37及び38が導出される。Lはこの液晶素子31に入射されるレーザビームを示す。
この液晶素子31において、同心円状の低抵抗電極パターンである第1、第2及び第3の低抵抗透明導電性膜33、34及び35に夫々所定の電圧を印加し、その他の領域に形成されている高抵抗電極パターンである高抵抗透明導電性膜32に対して、図17Bで示す電位分布、即ち液晶材料に図17Cに示すような位相分布を生成するような屈折率変化が生じるような電圧分布aとなるようにしている。図17Cは位相補正に対応した屈折率変化の分布図であり、その曲線bは位相補正量の理想形状、曲線cは実際の位相補正量を示す。
In the
しかしながら、図16に示したような電極形状の低抵抗透明導電性膜33、34及び35を有する液晶素子31を用いた場合には、次に示すような問題点が存在する。
まず、第1には、印加させる電圧に分布を持たせるには、透明性を有する高抵抗の導電性膜と透明性を有する低抵抗の導電性膜の2種類の導電性膜が必要である。しかし、ITO(Indium Tin Oxide)材料などの酸化物よりなる透明性を有する導電膜は、その分子構造から酸素が抜けることにより導電性が増すこととなるので、低抵抗の導電性膜はその透明性に欠けるという問題点が存在する。即ち、全面に均一に電圧を印加する場合においては、透明性の高い高抵抗の導電性膜を用いることができるが、印加させる電圧に分布を持たせるには透明性に乏しい低抵抗の導電性膜を用いなければならない。このため、液晶素子31を有する位相調整素子、例えば収差補正素子を透過するレーザビームの強度分布に影響を与えてしまうことになる。
However, when the
First, in order to give a distribution to the voltage to be applied, two types of conductive films are required: a high-resistance conductive film having transparency and a low-resistance conductive film having transparency. . However, a conductive film made of an oxide such as an ITO (Indium Tin Oxide) material has increased conductivity due to the release of oxygen from its molecular structure. There is a problem of lack of nature. That is, when a voltage is uniformly applied to the entire surface, a highly transparent conductive film with high transparency can be used, but in order to have a distribution in the applied voltage, a low resistance conductive film with poor transparency is used. A membrane must be used. For this reason, the intensity distribution of the laser beam that passes through the phase adjustment element having the
第2には、リング状に電圧を印加させるためには、図16に示すように、内側の低抵抗透明導電性膜33、34に電圧を印加するための引き出し線36、37を配置しなければならない。このため、引き出し線36、37により印加される電圧の分布形状が乱れてしまうという問題点がある。引き出し線を導出する部分39は位相補正がなされない領域となる。
第3には、上記低抵抗の導電性膜が透明性に欠けるという問題点、及び上記引き出し線36、37の配置が印加電圧分布に乱れを生じさせるという問題点に依存することである。即ち、これら2つの問題点により、低抵抗の導電性膜の配置領域を少なくして、引き出し線の本数を減らしたいので、電圧を規定する低抵抗の導電性膜の配置数を2〜3か所に減らしてその間の電圧分布を外挿しなければならず、理想となる位相調整パターンに忠実な電極パターンを形成することができないという問題点である。
Second, in order to apply a voltage in a ring shape,
Third, it depends on the problem that the low resistance conductive film lacks transparency and the problem that the arrangement of the lead lines 36 and 37 causes disturbance in the applied voltage distribution. That is, because of these two problems, it is desired to reduce the number of lead-out lines by reducing the placement area of the low-resistance conductive film. However, the voltage distribution between them must be extrapolated and the electrode pattern faithful to the ideal phase adjustment pattern cannot be formed.
本発明は、上述の点に鑑み、液晶材料を用いて適正な位相変調を可能にした位相変調用液晶素子、及びこの位相変調素子を使用した光学ピックアップを提供するものである。
本発明は、液晶材料を用いて適正な位相補正を可能にした位相調整方法及び光学収差補正方法を提供するものである。
In view of the above-described points, the present invention provides a phase modulation liquid crystal element capable of appropriate phase modulation using a liquid crystal material, and an optical pickup using the phase modulation element.
The present invention provides a phase adjustment method and an optical aberration correction method that enable proper phase correction using a liquid crystal material.
本発明に係る位相変調用液晶素子は、液晶材料と、この液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有し、電極膜に電圧を一様に印加したときに液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調された構成とする。 The liquid crystal element for phase modulation according to the present invention includes a liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material with the liquid crystal material interposed therebetween, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material. The alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so that the change in the refractive index of the liquid crystal material is partially modulated when the film is uniformly applied.
本発明の位相変調用液晶素子においては、液晶材料の配向規制力を規定する配向膜の配向処理を変調させることにより、電圧を一様に印加したときに液晶材料の屈折率変化が変調される。この液晶素子に光を透過すると、光の位相が変調される。 In the liquid crystal element for phase modulation of the present invention, the refractive index change of the liquid crystal material is modulated when the voltage is uniformly applied by modulating the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material. . When light is transmitted through the liquid crystal element, the phase of the light is modulated.
本発明に係る光学ピックアップは、光学レンズを用いてレーザ光を記録媒体に照射し、この記録媒体中の記録膜に集光スポットを形成する光学ピックアップであって、レーザ光の光路中に、液晶材料と、液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有して電極膜に電圧を一様に印加したときに液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、液晶材料の配向規制力を規定する配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子が配置され、位相変調用液晶素子を通過するレーザ光の位相が、配向膜の配向処理に応じて部分的に変調され、光学レンズにより集光された光学スポットの収差が補正されるようにした構成とする。 An optical pickup according to the present invention is an optical pickup that irradiates a recording medium with a laser beam using an optical lens and forms a focused spot on a recording film in the recording medium, and includes a liquid crystal in the optical path of the laser beam. A refractive index of the liquid crystal material when the voltage is uniformly applied to the electrode film having a material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material A phase modulation liquid crystal element in which the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated is arranged so that the change is partially modulated, and the laser light passing through the phase modulation liquid crystal element is arranged. The phase is partially modulated in accordance with the alignment treatment of the alignment film, and the aberration of the optical spot collected by the optical lens is corrected.
また、本発明に係る光学ピックアップは、光学レンズを用いてレーザ光を記録媒体中の記録膜に照射し、該記録膜からの反射光を集光して受光する光学ピックアップであって、レーザ光の光路中に、上記と同様の位相変調用液晶素子が配置され、位相変調用液晶素子を通過するレーザ光の位相が、配向膜の配向処理に応じて部分的に変調され、光学レンズにより集光された光学スポットの記録膜からの反射光の収差が補正されるようにした構成とする。 The optical pickup according to the present invention is an optical pickup that irradiates a recording film in a recording medium with a laser beam using an optical lens, collects and reflects the reflected light from the recording film, and the laser pickup In the optical path, a phase modulation liquid crystal element similar to the above is disposed, and the phase of the laser light passing through the phase modulation liquid crystal element is partially modulated in accordance with the alignment treatment of the alignment film and collected by the optical lens. The configuration is such that the aberration of the reflected light from the recording film of the illuminated optical spot is corrected.
本発明の光学ピックアップにおいては、上記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように構成された位相変調用素子をレーザ光の光路中に配置することにより、記録媒体へ照射されるレーザ光、あるいは記録媒体から反射された反射光の収差が補正される。 In the optical pickup of the present invention, a laser that irradiates the recording medium by disposing a phase modulation element configured to partially modulate the refractive index change of the liquid crystal material in the optical path of the laser light. The aberration of light or reflected light reflected from the recording medium is corrected.
本発明に係る位相調整方法は、液晶材料と、液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有し、電極膜に電圧を一様に印加したときに液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、液晶材料の配向規制力を規定する配向膜の配向処理が変調されて成る液晶素子を用い、液晶素子に電圧を一様に印加して、液晶材料を透過する光の位相を配向膜の配向処理に応じて部分的に変調する。 The phase adjustment method according to the present invention includes a liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material with the liquid crystal material interposed therebetween, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material, and the voltage is uniformly applied to the electrode film. A liquid crystal element in which the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so that the change in the refractive index of the liquid crystal material is partially modulated when applied to Applying uniformly, the phase of the light transmitted through the liquid crystal material is partially modulated according to the alignment treatment of the alignment film.
本発明の位相調整方法においては、上記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように構成された液晶素子を用いることにより、液晶素子に一様な電圧を印加したとき屈折率変化が部分的に変調され、液晶材料を透過る光の位相が変調される。 In the phase adjustment method of the present invention, by using a liquid crystal element that is configured such that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated, the refractive index change does not occur when a uniform voltage is applied to the liquid crystal element. Partially modulated, the phase of light passing through the liquid crystal material is modulated.
本発明に係る光学収差補正方法は、光学レンズを用いてレーザ光を記録媒体に照射し、記録媒体中の記録膜に集光スポットを形成する際の、光学収差補正方法であって、 レーザ光の光路中に、液晶材料と、液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有して電極膜に電圧を一様に印加したときに液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、液晶材料の配向規制力を規定する配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子を配置し、位相変調用液晶素子を透過するレーザ光の位相を、配向膜の配向処理に応じて部分的に変調し、光学レンズにより集光された光学スポットの収差を補正する。 An optical aberration correction method according to the present invention is an optical aberration correction method for irradiating a recording medium with a laser beam using an optical lens and forming a focused spot on a recording film in the recording medium. A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material, and applying a voltage uniformly to the electrode film A liquid crystal device for phase modulation, in which a liquid crystal device for phase modulation, in which the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated, is arranged so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated. The phase of the laser beam that passes through is partially modulated according to the alignment treatment of the alignment film, and the aberration of the optical spot collected by the optical lens is corrected.
本発明に係る光学収差補正方法は、光学レンズを用いてレーザ光を記録媒体中の記録膜に照射し、記録膜からの反射光を集光して受光する際の、光学収差補正方法であって、レーザ光の光路中に、上記と同様の位相変調用液晶素子を配置し、位相変調用液晶素子を透過するレーザ光の位相を、配向膜の配向処理に応じて部分的に変調し、光学レンズにより集光された光学スポットの記録膜からの反射光の収差を補正する。 The optical aberration correction method according to the present invention is an optical aberration correction method when a recording film in a recording medium is irradiated with laser light using an optical lens, and reflected light from the recording film is collected and received. A phase modulation liquid crystal element similar to the above is disposed in the optical path of the laser light, and the phase of the laser light transmitted through the phase modulation liquid crystal element is partially modulated in accordance with the alignment treatment of the alignment film, The aberration of the reflected light from the recording film of the optical spot condensed by the optical lens is corrected.
本発明の光学収差補正方法においては、収差をキャンセルするような位相分布を生成するように、液晶材料の配向規制力を規定する配向規制力の配向処理を変調させた位相変調用液晶素子を配置し、記録媒体へ照射するレーザ光、あるいは記録媒体から反射した反射光を、この位相変調用液晶素子に透過させることにより、光学スポットにおける収差が補正される。 In the optical aberration correction method of the present invention, a liquid crystal element for phase modulation in which the alignment treatment of the alignment regulating force that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so as to generate a phase distribution that cancels the aberration. Then, the laser beam applied to the recording medium or the reflected light reflected from the recording medium is transmitted through the phase modulation liquid crystal element, whereby the aberration in the optical spot is corrected.
本発明に係る位相変調用液晶素子によれば、一様な電圧を印加したときに液晶材料の屈折率変化が変調するように、配向規制力を規定する配向膜の配向処理が変調されているので、この液晶素子を透過する光の位相を変調することができる。従って、従来例と比較して、低抵抗の電極膜及び高抵抗の電極膜といった抵抗率の異なる電極膜を用いる必要がないので、全面に透明性を優先した透明導電膜を用いることができると共に、電極膜の引き出し線を設置する必要もない。このため、電極膜の引き出し線による屈折率が乱れる領域を形成することがなく、より忠実な位相変調を可能にする。 According to the liquid crystal element for phase modulation according to the present invention, the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force is modulated so that the refractive index change of the liquid crystal material is modulated when a uniform voltage is applied. Therefore, the phase of light transmitted through the liquid crystal element can be modulated. Therefore, it is not necessary to use an electrode film having a different resistivity such as a low resistance electrode film and a high resistance electrode film as compared with the conventional example, so that a transparent conductive film giving priority to transparency can be used on the entire surface. There is no need to provide a lead wire for the electrode film. For this reason, it is possible to perform more faithful phase modulation without forming a region where the refractive index is disturbed by the lead line of the electrode film.
位相変調用液晶素子の配向膜が、異なるエネルギーの直線偏光の光を照射する配向処理方法により部分的に異なる配向規制力を有するときは、容易に製造可能で、且つ精度の良い位相変調用液晶素子を提供できる。
一方の配向膜が部分的に異なる配向規制力を有し、他方の配向膜が一様な配向規制力を有して成る位相変調用液晶素子とするときは、双方の配向膜に夫々異なる配向規制力を有するように配向処理した場合に比べて、双方の配向膜の配向処理の位置合わせが不要になり、より精度良く且つ容易に位相変調用液晶素子を製造することができる。他方に配向膜の配向処理が一般のラビング布を用いた低コストの配向処理とすることができ、低コストにこの種の位相変調用液晶素子を提供できる。
When the alignment film of the liquid crystal element for phase modulation has a partially different alignment regulating force due to the alignment treatment method of irradiating linearly polarized light of different energy, it can be easily manufactured and has high accuracy. An element can be provided.
When one of the alignment films has a partially different alignment regulating force and the other alignment film has a uniform alignment regulating force, the liquid crystal element for phase modulation has a different alignment for both alignment films. Compared with the case where the alignment treatment is performed so as to have a regulating force, alignment of alignment treatments of both alignment films is not required, and the liquid crystal element for phase modulation can be manufactured more accurately and easily. On the other hand, the alignment treatment of the alignment film can be a low-cost alignment treatment using a general rubbing cloth, and this type of liquid crystal element for phase modulation can be provided at a low cost.
本発明に係る光学ピックアップによれば、レーザ光の光路中に、収差をキャンセルするような位相分布を生成するように、配向規制力を規定する配向膜の配向処理を部分的に変調して液晶材料の屈折率変化を部分的に変調した位相変調用液晶素子からなる、いわゆる収差補正素子を配置することにより、光ディスク等の記録媒体の記録再生時の記録媒体へ照射されるレーザ光、あるいは記録媒体から反射された反射光における収差を補正することができる。収差補正素子としては、従来の低抵抗の電極膜及び高抵抗の電極膜のような抵抗率の異なる電極膜を用いる必要がないので、全面に透明性を優先した透明導電膜を用いることができ、構成の簡素が図れる。同時に、電極膜の引き出し線を設置する必要もないので、電極膜の引き出し線による屈折率が乱れる領域を形成することがない。従って、レーザスポットにおけるより忠実な位相補正ができ、より高密度記録再生を行うことができる。
従来の方法では、複数の同心円状の電極パターンにより形成される電圧分布でしか、電圧が印加されることによる屈折率の分布形状を得ることができなかった。しかし、本発明では液晶素子において、電圧が印加されることによる屈折率の変化が配向膜の配向処理時において規定できる。従って、配向膜の配向処理時において、ほぼ任意の屈折率変化パターンを形成できるので、収差をキャンセルするためのより忠実な位相補正パターンを実現することが可能である。
According to the optical pickup of the present invention, the liquid crystal is formed by partially modulating the alignment treatment of the alignment film that defines the alignment regulating force so as to generate a phase distribution that cancels the aberration in the optical path of the laser beam. By arranging so-called aberration correction elements consisting of phase modulation liquid crystal elements in which the refractive index change of the material is partially modulated, laser light irradiated to the recording medium at the time of recording / reproducing of the recording medium such as an optical disk, or recording The aberration in the reflected light reflected from the medium can be corrected. As the aberration correction element, it is not necessary to use a conventional electrode film having a different resistivity such as a low resistance electrode film and a high resistance electrode film, so that a transparent conductive film giving priority to transparency can be used on the entire surface. The structure can be simplified. At the same time, since there is no need to provide a lead line for the electrode film, a region where the refractive index is disturbed by the lead line for the electrode film is not formed. Therefore, more accurate phase correction at the laser spot can be performed, and higher density recording / reproduction can be performed.
In the conventional method, it is possible to obtain a refractive index distribution shape by applying a voltage only with a voltage distribution formed by a plurality of concentric electrode patterns. However, in the present invention, in the liquid crystal element, a change in refractive index due to application of a voltage can be defined during the alignment treatment of the alignment film. Therefore, since almost any refractive index change pattern can be formed during the alignment processing of the alignment film, a more faithful phase correction pattern for canceling aberration can be realized.
液晶材料の配向方向が互いに直交する2つの液晶素子からなり、これらの液晶素子の配向規制力を規制する配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子を有するときは、一方の液晶素子により記録膜に集光する光学スポットに含まれる収差を補正でき、他方の液晶素子により記録膜からの反射光を集光する光学スポットに含まれる収差を補正することができる。
位相変調用液晶素子の配向膜が、異なるエネルギーの直線偏光の光を照射する配向処理方法により部分的に異なる配向規制力を有するときは、容易に製造可能で、且つ精度の良い収差補正素子を提供できる。
一方の配向膜が部分的に異なる配向規制力を有し、他方の配向膜が一様な配向規制力を有して成る位相変調用液晶素子とするときは、双方の配向膜に夫々異なる配向規制力を有するように配向処理した場合に比べて、双方の配向膜の配向処理の位置合わせが不要になり、より精度良く且つ容易に収差補正素子を製造することができる。他方に配向膜の配向処理が一般のラビング布を用いた低コストの配向処理とすることができ、低コストにこの種の位相変調用液晶素子を提供できる。
When the liquid crystal material has a liquid crystal element for phase modulation in which the alignment direction of the liquid crystal material is composed of two liquid crystal elements orthogonal to each other and the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of these liquid crystal elements is modulated, The aberration included in the optical spot focused on the recording film by the element can be corrected, and the aberration included in the optical spot focused on the reflected light from the recording film can be corrected by the other liquid crystal element.
When the alignment film of the liquid crystal element for phase modulation has a partially different alignment regulating force due to the alignment processing method of irradiating linearly polarized light of different energy, an aberration correction element that can be easily manufactured and is accurate Can be provided.
When one of the alignment films has a partially different alignment regulating force and the other alignment film has a uniform alignment regulating force, the liquid crystal element for phase modulation has a different alignment for both alignment films. Compared to the case where the alignment process is performed so as to have a regulating force, the alignment process of both alignment films is not required to be aligned, and the aberration correction element can be manufactured more accurately and easily. On the other hand, the alignment treatment of the alignment film can be a low-cost alignment treatment using a general rubbing cloth, and this type of liquid crystal element for phase modulation can be provided at a low cost.
本発明に係る位相調整方法によれば、電圧を一様に印加したときに液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、液晶材料の配向規制力を規定する配向膜の配向処理を変調させた液晶素子を用い、この液晶素子に光を投下することにより、透過する光の位相を変調することができ、光の位相調整を行うことができる。液晶素子としては、低抵抗の電極膜及び高抵抗の電極膜といった抵抗率の異なる電極膜を用いる必要がなく、全面に透明性を優先した透明導電膜を用いることができると共に、電極膜の引き出し線を設置する必要もないので、引き出し線による屈折率が乱れる領域を形成することがなく、より忠実な位相調整を行うことができる。 According to the phase adjustment method of the present invention, the alignment film alignment treatment that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated when a voltage is applied uniformly. By using a liquid crystal element in which light is modulated and dropping light onto the liquid crystal element, the phase of the transmitted light can be modulated and the phase of the light can be adjusted. As a liquid crystal element, it is not necessary to use an electrode film with different resistivity, such as a low resistance electrode film and a high resistance electrode film, and a transparent conductive film giving priority to transparency can be used on the entire surface, and the electrode film can be drawn out. Since there is no need to install a line, a region where the refractive index is disturbed by the lead line is not formed, and more accurate phase adjustment can be performed.
液晶素子の配向膜が、異なるエネルギーの直線偏光の光を照射する配向処理方法により部分的に異なる配向規制力を有するときは、精度の良いこの種の液晶素子を得て、より精度のよい位相補正を行うことができる。
一方の配向膜が部分的に異なる配向規制力を有し、他方の配向膜が一様な配向規制力を有して成る液晶素子とするときは、双方の配向膜に夫々異なる配向規制力を有するように配向処理した場合に比べて、双方の配向膜の配向処理の位置合わせが不要になり、より精度の良いこの種の液晶素子を得て、さらに精度のよい位相補正を行うことができる。
When the alignment film of the liquid crystal element has a partially different alignment regulating force due to the alignment treatment method of irradiating linearly polarized light of different energy, this type of liquid crystal element with high accuracy can be obtained and a more accurate phase can be obtained. Correction can be performed.
When a liquid crystal device in which one alignment film has a partially different alignment regulating force and the other alignment film has a uniform alignment regulating force, different alignment regulating forces are applied to both alignment films. Compared with the case where the alignment treatment is performed, alignment of the alignment treatments of both alignment films is not necessary, and this type of liquid crystal element can be obtained with higher accuracy and more accurate phase correction can be performed. .
本発明に係る光学収差補正方法によれば、レーザ光の光路中に、収差をキャンセルするような位相分布を生成するように、配向規制力を規定する配向膜の配向処理を部分的に変調して液晶材料の屈折率変化を部分的に変調した位相変調用液晶素子を配置することにより、記録媒体の記録膜に集光スポットを形成する際、あるいは記録膜からの反射光を集光して受光する際のレーザスポットにおける収差を補正することができる。位相変調用液晶素子としては、従来の低抵抗の電極膜及び高抵抗の電極膜のような抵抗率の異なる電極膜を用いる必要がなく、全面に透明性を優先した透明導電膜を用いることができると共に、電極膜の引き出し線を設置する必要もないので、電極膜の引き出し線による屈折率が乱れる領域を形成することがない。従って、レーザスポットにおけるより忠実な位相補正が可能になる。
従来の方法では、複数の同心円状の電極パターンにより形成される電圧分布でしか、電圧が印加されることによる屈折率の分布形状を得ることができなかった。しかし、本発明では位相変調用液晶素子において、電圧が印加されることによる屈折率の変化が配向膜の配向処理時において規定できるので、配向膜の配向処理時において、ほぼ任意の屈折率パターンを形成でき、収差をキャンセルするためのより忠実な位相補正パターンを実現することが可能である。
According to the optical aberration correction method of the present invention, the alignment processing of the alignment film that defines the alignment regulating force is partially modulated so as to generate a phase distribution that cancels the aberration in the optical path of the laser beam. By arranging a liquid crystal element for phase modulation in which the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated, a condensed spot is formed on the recording film of the recording medium or the reflected light from the recording film is condensed. Aberrations at the laser spot when receiving light can be corrected. As the liquid crystal element for phase modulation, it is not necessary to use an electrode film with different resistivity such as a conventional low resistance electrode film and a high resistance electrode film, and a transparent conductive film giving priority to transparency is used on the entire surface. In addition, since it is not necessary to provide a lead wire for the electrode film, a region where the refractive index is disturbed by the lead wire for the electrode film is not formed. Accordingly, more faithful phase correction at the laser spot is possible.
In the conventional method, it is possible to obtain a refractive index distribution shape by applying a voltage only with a voltage distribution formed by a plurality of concentric electrode patterns. However, in the present invention, in the liquid crystal element for phase modulation, the change in the refractive index due to the application of voltage can be defined during the alignment processing of the alignment film, so that almost any refractive index pattern can be formed during the alignment processing of the alignment film. It is possible to form a more faithful phase correction pattern for canceling aberrations.
位相変調用液晶素子の配向膜が、異なるエネルギーの直線偏光の光を照射する配向処理方法により部分的に異なる配向規制力を有するときは、精度の良いこの種の位相変調用液晶素子を得て、より精度の良い位相補正を行うことができる。
一方の配向膜が部分的に異なる配向規制力を有し、他方の配向膜が一様な配向規制力を有して成る位相変調用液晶素子とするときは、双方の配向膜に夫々異なる配向規制力を有するように配向処理した場合に比べて、双方の配向膜の配向処理の位置合わせが不要になり、より精度の良いこの種の位相変調用液晶素子を得て、さらに精度のよい位相補正を行うことができる。
When the alignment film of the liquid crystal element for phase modulation has a partially different alignment regulating force by the alignment treatment method of irradiating linearly polarized light of different energy, obtain this kind of liquid crystal element for phase modulation with high accuracy. Therefore, more accurate phase correction can be performed.
When one of the alignment films has a partially different alignment regulating force and the other alignment film has a uniform alignment regulating force, the liquid crystal element for phase modulation has a different alignment for both alignment films. Compared with the case where the alignment treatment is performed so as to have a regulating force, alignment of the alignment treatment of both alignment films is not required, and this type of phase modulation liquid crystal element can be obtained with higher accuracy, and a more accurate phase can be obtained. Correction can be performed.
以下、図面を参照して本発明の位相変調用液晶素子、位相変調用液晶素子を使用した光学ピックアップ、液晶材料を用いた位相調整方法、液晶材料を用いた光学収差補正方法の実施の形態を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a phase modulation liquid crystal element, an optical pickup using the phase modulation liquid crystal element, a phase adjustment method using a liquid crystal material, and an optical aberration correction method using a liquid crystal material according to the present invention will be described below with reference to the drawings. explain.
本発明に係る位相変調用液晶素子、位相変調用液晶素子を使用した光学ピックアップを説明する前に、本発明に適用される配向処理の方法について図10、図11、図12を用いて説明する。
前述の図13では、配向膜の全面に一様な配向処理を施した例を示したが、本発明においては、配向処理に変調を施している。図10は一般的に用いられるラビング布を用いた配向処理の原理図を示す。ラビング布を用いた配向処理の方法は、配向膜41が形成された基板42に対し、ラビング布43を巻き付けたロール44を配置し、ロール44に巻き付けられたラビング布43を、回転させながら配向膜41に押しつる方法である。ラビング布43が押し当てられる方向45に配向膜41の配向が揃うようになる。この方法においては、短時間に広い面積の配向膜41を配向処理させる場合に適しており、一般の液晶ディスプレイなどの製造工程に用いられる。
Before explaining the liquid crystal element for phase modulation according to the present invention and the optical pickup using the liquid crystal element for phase modulation, an alignment treatment method applied to the present invention will be described with reference to FIGS. 10, 11, and 12. FIG. .
FIG. 13 described above shows an example in which a uniform alignment process is performed on the entire surface of the alignment film. However, in the present invention, the alignment process is modulated. FIG. 10 shows a principle diagram of an alignment process using a generally used rubbing cloth. In the alignment treatment method using a rubbing cloth, a
次に、最近開発された光を用いた配向処理方法を説明する。この方法は、配向膜材料に直線偏光の光を照射することにより、偏光に対応した方向の配向膜の鎖を切り、配向膜の分極方向に異方性を与える方法である。この光を用いた配向処理、いわゆる光配向の方法においては、照射する光は、分子内の鎖を切る必要があるので、短波長(UV光が望ましい)であることが必要である。また、この方法においては、配向膜に照射する光のエネルギーに応じて、鎖の残り具合が変わるので、光の照射エネルギーを調整することにより配向の強さ、即ち液晶材料の配向を規制する配向規制力、をコントロールすることができる。より具体的には配向膜の材質にも依存するが、266nm付近のレーザ光源を用いた場合においては、0.1〜2.0J/cm2程度の光エネルギーを照射することにより配向規制力を調整することができる。 Next, a recently developed alignment processing method using light will be described. In this method, the alignment film material is irradiated with linearly polarized light to cut off the alignment film in the direction corresponding to the polarized light and to give anisotropy to the polarization direction of the alignment film. In the alignment treatment using this light, that is, a so-called photo alignment method, the light to be irradiated needs to have a short wavelength (UV light is desirable) because it is necessary to break a chain in the molecule. Further, in this method, the remaining state of the chain changes depending on the energy of light irradiated to the alignment film. Therefore, by adjusting the irradiation energy of light, the alignment strength, that is, the alignment that regulates the alignment of the liquid crystal material. Regulating power can be controlled. More specifically, depending on the material of the alignment film, in the case of using a laser light source near 266 nm, the alignment regulating force is reduced by irradiating light energy of about 0.1 to 2.0 J / cm 2. Can be adjusted.
図11、図12は、配向膜に対する光配向の処理方法の例を示す。
図11の光配向処理装置46を用いた光配向処理方法では、レーザ光源(例えば市販されている266nmのUVレーザ光源)47を使用して、集光レンズ48により集光された直線偏光のUVレーザ光49を基板52に形成された配向膜51に照射する方法である。この光配向処置装置46は、レーザ光源47と、レーザ光を開閉するシャッター54と、レーザ光の照射エネルギーを調整するアッテネータ55と、光路変更用のミラー56と、集光レンズ48とを配置し、さらに配向膜51を有した基板52を載置してX方向及びY方向に移動可能としたXーYステージ53を配置して構成される。この装置46では、レーザ光源47からの直線偏光のUVレーザ光49が開放されたシャッター54を通り、アッテネータ55で照射エネルギーが調整され、ミラー56、集光レンズ48を介して配向膜51に照射される。この方法によれば、レーザ光49が照射された部分の配向膜51は、照射されるレーザ光49の偏光方向に対応した方向の配向方向で、且つ照射されるレーザ光49の照射エネルギーに応じた配向規制力の配向処理がなされる。従って、レーザ光49の照射エネルギーを調整するアッテネータ55と、レーザ光49の照射位置を制御するステージ53を配置することにより、レーザ光49の照射エネルギーを部分的に制御することができる。即ち、レーザ光49の照射エネルギーを部分的に制御できることは、配向膜51の配向規制力を部分的に制御できることになる。
FIG. 11 and FIG. 12 show an example of a photo-alignment processing method for the alignment film.
In the photo-alignment processing method using the photo-alignment processing apparatus 46 of FIG. 11, a linearly polarized UV light collected by a condensing lens 48 using a laser light source 47 (for example, a commercially available 266 nm UV laser light source) 47 is used. In this method, the
図12は、光配向処理を用いて配向膜の配向規制力を部分的に制御できる他の具体例である。この光配向処理装置61は、一般のフォトリソグラフィー工程に用いている露光機を照射させる光が直線偏光になるように改造したものである。光源62には高圧水銀ランプなどの紫外線を発光する無偏光の光源を用いているが、基板64表面に形成された配向膜65への照射領域までの経路に直線偏光の光のみとなるように改良されている。図16においては、透明誘電体基板よりなる偏光成分分離ミラー66、即ち誘電体基板67をブリュースター角φとなる位置に配置することにより、S偏光の成分のみが配向膜65への照射領域に到着する例を示したものである。このような光配向処理装置61を用いることにより、配向膜65を形成した基板(サンプル)64をXーYステージ63を介して移動させなくても広い面積に一括照射させることができる。即ち、半導体製造工程に一般に用いられるフォトマスク68を用いることにより、部分的な配向処理が可能となる。フォトマスク68の種類を数種類用いることにより、配向規制力が数段階存在する配向処理を容易に行うことができる。さらには、グレイ階調を有するフォトマスクを用いれば、配向膜65上のフォトレジスト膜69に対する一回の露光工程において、配向規制力がほぼ連続的に変化する配向処理を容易に行うことができる。
FIG. 12 shows another specific example in which the alignment regulating force of the alignment film can be partially controlled using the photo-alignment process. This photo-alignment processing device 61 is modified so that light irradiated by an exposure machine used in a general photolithography process becomes linearly polarized light. The light source 62 uses a non-polarized light source that emits ultraviolet rays, such as a high-pressure mercury lamp, but only linearly polarized light is present in the path to the irradiation region to the alignment film 65 formed on the surface of the
次に、図1及び図2を用いて本発明に係る位相変調を可能にする液晶素子の構成、動作の原理を説明する。
配向規制力が異なる場合の液晶材料の動作について、図1を用いて説明する。図1Aは、電圧を印加しないときの液晶素子71の液晶材料の状態を示す。液晶素子71は、液晶材料72を挟んで一方の側に配向膜73を有する電極膜75が形成され、他方の側に配向膜74を有する電極膜74が形成されて成る。図1Bは、配向規制力が強くなるように配向処理された配向膜731742 を有する液晶素子711 に電圧77を印加したときの液晶材料72の状態を示す。図1Cは、配向規制力が弱くなるように配向処理された配向膜732、742 を有する液晶素子712 に同じ電圧77を印加したときの液晶材料72の状態を示す。
Next, the configuration and principle of operation of the liquid crystal element capable of phase modulation according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The operation of the liquid crystal material when the alignment regulating force is different will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows the state of the liquid crystal material of the liquid crystal element 71 when no voltage is applied. The liquid crystal element 71 is formed by forming an
両電極膜75及び76間に電圧77が印加されていないときは、図1Bの配向膜の配向規制力が強くなるように配向処理された液晶材料711及び図1Cの配向膜の配向規制力が弱くなるような配向処理された液晶素子712 共に、図1Aに示すように液晶材料72が配向膜73〔731 、732〕、74〔741 、742〕により定められた方向に配列している。一方、両電極膜75及び76間に外部から電圧77が印加されたときの、図1Bの液晶素子711及び図1Cの液晶素子712 における液晶材料72の状態を見る。夫々に等しい電圧77が印加されたとしても、図1Bの配向膜731、741 の配向規制力が強くなるように配向処理された液晶素子711の方が、図1Cの配向膜732 、742 の配向規制力が弱くなるように配向処理された液晶素子712に比較して、液晶材料72は配向膜731 、741の配向規制力を相対的に強く感じられる。このため図1Bの液晶素子711 では、外部からの電圧77があたかも少ないように感じられる。即ち、一定の電圧77を印加している場合において、配向膜の配向規制力が強くなるように配向処理された場合は、配向膜の配向規制力が弱くなるような配向処理された場合に比較して、屈折率neの変化量が少なくなる。
When the
上述の説明に基づき、図2を用いて本発明に係る位相変調用液晶素子及び液晶材料を用いた位相調整方法の実施の形態(原理的な構成、動作)を説明する。
本実施の形態に係る位相変調用液晶素子81は、図2に示すように、同一デバイス内に、配向膜83、84の配向規制力が強くなるように配向処理された領域831、841 と、配向膜83、84の配向規制力が弱くなるように配向処理された領域832、842が混在して構成された例である。即ち、位相変調用液晶素子81は、液晶材料82を挟んで一方の側にそれぞれ液晶材料82に接触して配向規制力が強くなるように配向処理した領域831と、配向規制力が弱くなるように配向処理した領域832 とが混在する配向膜83を有する電極膜85が配置され、液晶材料82を挟む他方の側にそれぞれ液晶材料82に接触して配向膜83の領域831、841 に対向するように、配向規制力が強くなるように配向処理した領域841と、配向規制力が弱くなるように配向処理した領域842 とが混在する配向膜84を有する電極膜86が配置されて成る。本例では、液晶材料82を挟んで互いに対向する配向膜83の領域831と配向膜84の領域841 の配向規制力が共に同じになるように配向処理され、配向膜83の領域832と配向膜84の領域842 の配向規制力が共に同じになるように配向処理される。
Based on the above description, an embodiment (the principle configuration and operation) of the phase adjustment method using the liquid crystal element for phase modulation and the liquid crystal material according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the phase modulation
図2に示すように、配向膜83、84の配向規制力が強くなるように配向処理された領域831、841 に対応する液晶材料82は、配向膜83、84の配向規制力が弱くなるように配向処理された領域832、842 に対応する液晶材料82に比較して、等しい電界が印加されている状況においても、その屈折率neの変化量が少なくなる。このため、本実施の形態の位相変調用液晶素子81では、印加する電圧を変調することなしに、液晶材料82の屈折率の変化量を変調することができる。位相変調用液晶素子81に垂直に入射した光は、屈折を生じることなく、その印加された電圧87に応じた屈折率変化のみを感じるとになる。従って、位相変調用液晶素子81に光を透過させると、透過した光は配向膜83、84の配向規制力に対応して位相量を変化させることになる。印加する電圧87を変化させることによっても透過した光の位相量を変化させることもできる。光ビームは、例えば配向規制力の強い領域831、841 及び配向規制力が弱い領域832 及び842 を含むように素子81に透過させることができる。
As shown in FIG. 2, the
図2に示した位相変調用液晶素子81によれば、図14に示した従来例と比較して、低抵抗導電性膜及び高抵抗導電性膜といった抵抗率の異なる導電材料を用いる必要がないので、全面に透明性を優先した透明導電膜を用いることができると共に、引き出し線を設置する必要もない。なお、同一液晶素子内に、配向膜の配向規制力が強くなるように配向処理された領域831、841 と、配向膜の配向規制力が弱くなるような配向処理された領域832、842 が混在する液晶素子81は、前述した図11及び図12に示した配向処理方法により容易に作成することができる。
According to the phase modulation
次に、図3は、本発明の位相変調用液晶素子、即ち同一液晶素子内に、配向膜の配向規制力が強くなるように配向処理された領域と、配向膜の配向規制力が弱くなるような配向処理された領域とが混在するよう構成した位相変調用液晶素子の他の実施の形態を示す。
本実施の形態に係る位相変調用液晶素子91は、液晶材料82を挟んで一方の側に図2と同様に、液晶材料82に接触して配向規制力が強くなるように配向処理した領域831と配向規制力が弱くなるように配向処理した領域832 とが混在する配向膜83を有する電極膜85が配置され、液晶材料82を挟む他方の側に一定の配向処理を施した配向膜92を有する電極膜86が配置されて構成される。その他の構成は図2と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して詳細説明を省略する。
Next, FIG. 3 shows the phase modulation liquid crystal element of the present invention, that is, the region subjected to the alignment treatment so as to increase the alignment regulating force of the alignment film in the same liquid crystal element, and the alignment regulating force of the alignment film becomes weak. Another embodiment of a liquid crystal element for phase modulation configured so as to coexist with such an alignment-treated region is shown.
In the phase modulation
本実施の形態の位相変調用液晶素子91においても、図2の場合と同様に、等しい電圧87を印加されている状況において、配向膜83の配向規制力が強くなるように配向処理した領域831に対応した液晶材料82の屈折率neの変化量が、配向膜83の配向規制力が弱くなるように配向処理した領域832 に対応した液晶材料82の屈折率neの変化量に比較して、少なくなる。このため、印加する電圧を変調することなく、屈折率の変化量を変調することができる。従って、この位相変調用液晶素子91に光を透過させると、透過した光は配向膜83の配向規制力に対応して位相量を変化させることができる。その他、図2と同様の効果を奏する。
Also in the phase modulation
図4及び図5は、本発明の位相変調用液晶素子および液晶材料を用いた位相調整方法を、光学的な収差を補正する収差補正素子、及び収差補正方法に適用した場合の原理的な実施の形態を示す。
本実施の形態に係る収差補正素子94は、図4に示すように、配向膜96上に透明性電極膜97を形成した位相変調用液晶素子100で構成される。配向膜96を有する透明性電極膜97は、対向する夫々の透明基板98、99の内面に形成され、この透明基板98、99間に液晶材料が充填される。配向膜の構成は、前述の図2又は図3に示す構成を採用できる。この収差補正素子94は、電圧を印加することによる液晶材料の屈折率変化が配向膜96の配向規制力に対応して位置的に変調されるようになっており、対物レンズに入射する前の並行ビームに対して、図5に示すように、光ディスクのカバーガラス層の厚さが変化した場合に発生する球面収差をキャンセルするような位相分布となるように、液晶材料の屈折率が分布するような配向膜94の配向規制力が分布されている。
4 and 5 show the principle implementation when the phase adjustment method using the liquid crystal element for phase modulation and the liquid crystal material of the present invention is applied to an aberration correction element and an aberration correction method for correcting an optical aberration. The form of is shown.
As shown in FIG. 4, the aberration correction element 94 according to the present embodiment includes a phase modulation
図4において、配向膜94は、光学的な収差がキャンセルされるような位相変化を生じるような屈折率変化となるように配向処理される。図5Aは、外部電圧の印加による液晶の屈折率変化を示しており、配向膜の配向規制力の強さに反比例する傾向である。eは液晶材料の屈折率の分布である。図5Bは外部電圧の印加による位相変化を示す。dは位相分布である。
本例の配向膜96では、図5の屈折率の分布eが得られるように、同心円状に円形中央領域961を配向規制力が強くなるように配向処理し、その外側の円リング状領域962 を配向規制力が弱くなるように配向処理し、最外側領域963 を配向規制力が強くなるように配向処理することができる。
In FIG. 4, the alignment film 94 is subjected to an alignment process so as to have a refractive index change that causes a phase change that cancels optical aberrations. FIG. 5A shows a change in the refractive index of the liquid crystal due to the application of an external voltage, which tends to be inversely proportional to the strength of the alignment regulating force of the alignment film. e is the refractive index distribution of the liquid crystal material. FIG. 5B shows the phase change due to the application of an external voltage. d is a phase distribution.
In the
従って、本実施の形態の収差補正素子94、及びこれを用いた収差補正方法によれば、収差補正素子を構成する位相変調用液晶素子100に一様な電圧を印加することにより、球面収差をキャンセルするような位相分布(即ち位相変化)dを生成することができ、この収差補正素子94に光ビーム95を透過させることにより、球面収差を補正することができる。本実施の形態の収差補正素子94および収差補正方法においては、従来の電圧分布を形成するために必要な低抵抗の導電性膜あるいは引き出し線等の不要な電極を必要せず、加えて引き出し線の存在によって電圧分布が乱れる領域をなくすことができる。
Therefore, according to the aberration correction element 94 of this embodiment and the aberration correction method using the same, by applying a uniform voltage to the phase modulation
また、本実施の形態の位相変調用液晶素子を適用した収差補正素子94および液晶材料を用いた位相調整方法を適用した収差補正方法においては、電圧が印加されることによる屈折率の変化は、配向膜の配向処理において、規定することができる。従って、電圧を分布させる従来の方法では複数の同心円状の電極パターンにより形成される電圧分布でしかその屈折率の分布形状が得られなかったが、本実施の形態においては、配向膜の配向処理時においてほぼ任意のパターンの屈折率の分布形状を形成することができる。 Further, in the aberration correction method using the aberration correction element 94 to which the phase modulation liquid crystal element of the present embodiment is applied and the phase adjustment method using the liquid crystal material, the change in the refractive index due to the application of voltage is It can be defined in the alignment treatment of the alignment film. Therefore, in the conventional method for distributing the voltage, the refractive index distribution shape can be obtained only by the voltage distribution formed by a plurality of concentric electrode patterns. In the present embodiment, the alignment process of the alignment film is performed. In some cases, a refractive index distribution shape having an almost arbitrary pattern can be formed.
図6、図7、図8は、本発明の位相変調用液晶素子および液晶材料を用いた位相調整方法を適用して、光学ピックアップに組み込むことのできる光学収差補正素子の実施の形態を示す。図6は、その光学収差補正素子の概略構成を示す。図11はその光学収差補正素子の分解斜視図、図12はその光学収差補正素子の要部の断面構造を示す。
本実施の形態に係る光学ピックアップ用の光学収差補正素子101は、図6に示すように、透明なガラス基板102の両面にそれぞれ透明なカバーガラス部材103及び104を所定間隔を置いて配置し、ガラス基板102と一方のカバーガラス部材103との間、ガラス基板102と他方のカバーガラス部材104との間にそれぞれ液晶材料107、108を注入して形成した第1の液晶素子105及び第2の液晶素子106から構成される。第1の液晶素子105は、ガラス基板の一方の面に透明性のガラス基板側電極110及びその上の配向膜111が形成され、カバーガラス部材103の内面に透明性のカバーガラス部材側電極112及びその上の配向膜113が形成され、配向膜111及び113間に液晶材料107が注入されて形成される。第2の液晶素子106は、ガラス基板の他方の面に透明性のガラス基板側電極115及びその上の配向膜116が形成され、カバーガラス部材104の内面に透明性のカバーガラス部材側電極117及びその上の配向膜118が形成され、配向膜116及び118間に液晶材料108が注入されて形成される。
FIGS. 6, 7, and 8 show embodiments of optical aberration correction elements that can be incorporated into an optical pickup by applying the phase adjustment method using the phase modulation liquid crystal element and the liquid crystal material of the present invention. FIG. 6 shows a schematic configuration of the optical aberration correcting element. FIG. 11 is an exploded perspective view of the optical aberration correction element, and FIG. 12 shows a cross-sectional structure of the main part of the optical aberration correction element.
As shown in FIG. 6, the optical
ガラス基板102は、両カバーガラス部材103、104より大きな面積を有するように形成される。ガラス基板102の一方の面には、ガラス基板側電極110に一体の電極端子121と、カバーガラス部材側電極112に電気的に接続する電極端子122とが外部の露出するように形成される。同様に、ガラス基板102の他方の面には、ガラス基板側電極115に一体の電極端子123と、カバーガラス部材側電極117に電気的に接続する電極端子(図示せず)とが外部の露出するように形成される。ガラス基板側電極112及び115に一体の電極端子121及び123はガラス基板102の例えば中央部に形成され、カバーガラス部材側電極112及び117に接続される電極端子は、夫々電極端子121、123と並列にガラス基板102の端側に形成される。
The
図7、図8は、液晶材料107、108に電圧を印加するための電極接続構成および液晶材料107、108が注入されている領域、さらには、後述の配向膜113、116の配向規制力が変調されている領域をより判りやすく説明するための図である。ガラス基板側電極110、115及びカバーガラス部材側電極112、117は、互いに対向しているために、電圧を外部から印加する場合において、その接続が容易でない。従って、図7、図8に示した例においては、液晶材料107、108を注入する領域の厚さを規定するために、絶縁性接着剤に導電性粒子126を分散した異方性導電接着剤127にさらにスペーサ125を加えて、この異方性導電瀬着剤127によりカバーガラス部材側電極112、117とガラス基板102に形成されているガバーガラス用電極端子122との接続を行っている。
7 and 8 show the electrode connection configuration for applying a voltage to the liquid crystal materials 107 and 108, the region where the liquid crystal materials 107 and 108 are injected, and the alignment regulating force of the
即ち、ガラス基板102とカバーガラス部材103は、図7及び図8に示すように、スペーサ125を介して枠状の異方性導電接着剤127で接合される。電極端子122とカバーガラス部材側電極112とは異方性導電接着剤127により電気的に接続される。同様に、ガラス基板102とカバーガラス部材104は、スペーサ125を介して枠状の異方性導電接着剤127で接合される。電極端子(図示せず)とカバーガラス部材側電極117とは異方性導電接着剤127により電気的に接続される。枠状の異方性導電接着剤127とガラス基板102とカバーガラス部材103で囲まれた空間に液晶材料107が注入され、枠状の異方性導電接着剤127とガラス基板102とカバーガラス部材104で囲まれた空間に液晶材料108が注入される。
That is, the
そして、これら第1の液晶素子105及び第2の液晶素子106は、それぞれの液晶材料107及び108の配向の方向が、共にガラス基板102に平行な方向であり、且つ、第1の液晶素子105及び第2の液晶素子106における液晶材料107及び108の配向の方向が互いに直交するように構成される。第1及び第2の液晶素子105、106は、その配向膜の配向規制力の強さが光学収差補正パターンに対応するように変調されて構成される。本例では、ガラス基板102側の配向膜111及び116にのみ、電圧を印加したときの液晶材料107、108の屈折率変化が球面収差をキャンセルするような位相分布を生成するように、配向膜111及び116の配向規制力を位置的に変調させた構成としている。
本例の配向膜111及び116では、前述の図5の屈折率の分布eが得られるように、同心円状に円形中央領域を配向規制力が強くなるように配向処理し、その外側の円リング状領域を配向規制力が弱くなるように配向処理し、最外側領域を配向規制力が強くなるように配向処理することができる。
In the first
In the
ここで、前述の図2の構成と同様に、液晶材料107及び108の両側の配向膜111、112及び116、118を、電圧を印加したときの液晶材料107、108の屈折率変化が球面収差をキャンセルするような位相分布を生成するように、配向膜111、112及び116、118の配向規制力が位置的に変調されている構成とすることも可能である。このように液晶材料107及び108の夫々の両側の配向膜111、112及び116、118の配向規制力が位置的に変調させた構成とすることにより、印加する電圧の低電圧化および調整できる収差量を大きくすることができるという効果を奏する。
Here, as in the configuration of FIG. 2 described above, the refractive index change of the liquid crystal materials 107 and 108 when a voltage is applied to the
また、図6に示すように、電圧を印加したときの液晶材料107、108の屈折率変化が球面収差をキャンセルするような位相分布を生成するように、液晶材料107、108の両側の配向膜のいずれか一方の配向膜(図6では配向膜111、116)のみを、配向規制力が位置的に変調するように配向処理した場合には、他方の配向膜(図6では配向膜112、118)の配向処理を一般のラビング布を用いた低コストな配向処理とすることができる。これにより、収差補正素子の低コスト化を図ることができると共に、ガラス基板102とカバーガラス部材103、104との接着工程において、その位置合わせ精度を極めて緩くすることができるという効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 6, alignment films on both sides of the liquid crystal materials 107 and 108 are generated so that a change in refractive index of the liquid crystal materials 107 and 108 when a voltage is applied generates a phase distribution that cancels the spherical aberration. In the case where only one of the alignment films (the
このように、本実施の形態の収差補正素子101では、液晶素子105、106の配向膜の配向処理において、ほぼ任意の屈折率変化の分布形状を形成することができるので、収差をキャンセルするためのより忠実な位相補正パターンを実現できる。
As described above, in the
図9は、図6に示す本実施の形態の収差補正素子及び収差補正方法を適用した本発明に係る光学ピックアップの一実施の形態を示す。図9において、14は、記録媒体即ち光ディスク、131は本実施の形態に係る光学ピックアップを示す。光ディスク14は支持体15に単層又は多層の記録膜16が形成され、その表面にカバー層(例えばカバーガラス層)が形成されて成る。
本実施の形態に係る光学ピックアップ131は、光源となる例えば半導体レーザ光源132と、半導体レーザ光源132から出射されたレーザ光の光ディスク14に向かう光路に沿って順次平行光とするためのコリメートレンズ133と、偏光ビームスプリッタ134と、本発明の収差補正素子101と、1/4波長板(QWP)136と、対物レンズ(PBS)137とが配置され、さらに光ディスク14からの反射光が偏光ビームスプリッタ134で反射した戻り光の光路に集光レンズ138と戻り光を受光検出するためのフォトディテクタ139が配置されて成る。
FIG. 9 shows an embodiment of an optical pickup according to the present invention to which the aberration correction element and the aberration correction method of the present embodiment shown in FIG. 6 are applied. In FIG. 9, reference numeral 14 denotes a recording medium, that is, an optical disk, and 131 denotes an optical pickup according to the present embodiment. The optical disk 14 is formed by forming a single-layer or
The optical pickup 131 according to the present embodiment includes, for example, a semiconductor laser light source 132 serving as a light source, and a collimator lens 133 for sequentially converting the laser light emitted from the semiconductor laser light source 132 into parallel light along an optical path toward the optical disk 14. A
1/4波長板136は、収差補正素子101を構成する液晶素子105、106に直線偏光の光が入射するように収差補正素子101と偏光ビームスプリッタ134との間に配置される。収差補正素子101は、前述したように液晶素子105、106の配向膜を透過するレーザ光の偏光方向にそれぞれ一致させている。即ち、収差補正素子101は、その液晶素子105、106の夫々の配向方向が互いに直交し、これらの配向方向が夫々光ディスク14へ入射するレーザ光の偏光方向、及び光ディスク14からの反射光が有する偏光方向に一致するように構成される。例えば液晶素子105の配向方向が光ディスク14へ入射されるレーザ光の偏光方向に一致し、液晶素子106の配向方向が光ディスク14からの反射光の偏光方向に一致する。この場合、一方の液晶素子105は、光ディスク14へ入射されるレーザ光の球面収差を補正する位相分布が得られるように配向膜の配向規制力が位置的に変調されて形成される。また、他方の液晶素子106は、光ディスク14から反射されフォトディテクタ139に集光される戻り光の球面収差を補正する位相分布が得られるように配向膜の配向規制力が位置的に変調されて形成される。
The quarter-wave plate 136 is disposed between the
本実施の形態の光学ピックアップ131では、半導体レーザ光源132から出射したレーザ光はコトメートレンズ133で平行光になり、偏光ビームスプリッタ134を透過する。偏光ビームスプリッタ134を透過したレーザ光Lfは、収差補正素子101において、光を透過するように電圧印加された液晶素子106を透過し、液晶素子105を透過したときに位相変調され、1/4波長板136、対物レンズ137を透過して光ディスク14の記録膜16に集光される。このとき、レーザ光Lfが液晶素子105で位相変調されることにより、記録膜14上のレーザ光Lfにおける球面収差が補正される。
光ディスク14の記録膜16で反射された反射光は、再び対物レンズ137を透過し1/4波長板136でレーザ光Lfの偏光方向と直交する直偏光の光に変換されて収差補正素子101に入射される。収差補正素子101では、液晶素子106が収差補正素子として作用し、液晶素子105は光を透過するように電圧印加される。従って、反射光は、液晶素子105を透過し液晶素子106で位相変調され、偏光ビームスプリッタ134に入射し、ここで反射して戻り光Lrとして集光レンズ138を介してフォトディテクタ139に受光される。このとき、反射光が液晶素子106で位相変調されることにより、フォトディテクタ139上の戻り光Lrにおける球面収差が補正される。
In the optical pickup 131 of the present embodiment, the laser light emitted from the semiconductor laser light source 132 is converted into parallel light by the cotometer lens 133 and is transmitted through the
The reflected light reflected by the
従って、本実施の形態の光学ピックアップ131は、高記録密度におけるマルチレイヤーの記録再生といった光学的に許容される収差が少ない状態における、収差が存在する環境の使用を可能とする。 Therefore, the optical pickup 131 according to the present embodiment enables use of an environment in which aberrations exist in a state where there are few optically acceptable aberrations such as multi-layer recording and reproduction at a high recording density.
上述の本発明の説明においては、配向膜の配向処理工程の説明以外、製造工程に関する詳細説明を行っていないが、製造工程においては、一般に市販されている液晶表示デバイスの製造工程により作成が容易である。また、本発明の位相変調用液晶素子、位相変調用液晶素子を使用した光学ピックアップ、液晶材料を用いた位相調整方法、液晶材料を用いた光学収差補正方法の説明においては、位相補正、収差補正に関する機能に重点をおいて説明したが、本発明の位相変調用液晶素子、位相変調用液晶素子を使用した光学ピックアップにおいては、一般的な光学部品としての要素として望ましい形態、即ち、透過光量を高めるための反射防止膜コートなどの形成を可能にする。反射膜コート等に関する具体的な記述は省略する。 In the above description of the present invention, no detailed explanation is given regarding the manufacturing process other than the description of the alignment treatment process of the alignment film. However, in the manufacturing process, it is easy to produce by a manufacturing process of a commercially available liquid crystal display device. It is. In the description of the liquid crystal element for phase modulation of the present invention, the optical pickup using the liquid crystal element for phase modulation, the phase adjustment method using a liquid crystal material, and the optical aberration correction method using a liquid crystal material, the phase correction and aberration correction However, in the liquid crystal element for phase modulation of the present invention and the optical pickup using the liquid crystal element for phase modulation of the present invention, a desirable form as an element as a general optical component, that is, a transmitted light amount It is possible to form an anti-reflection coating for enhancing the coating. Specific descriptions regarding the reflective film coat and the like are omitted.
さらに、本発明の説明においては、配向規制力の強弱を変調している配向膜の材質を規定していないが、本発明の配向膜は、光配向処理に適した材料でありさえすればよい。より具体的には、従来のラビング布を用いた配向法に使用することのできる配向膜材料であるJSR製のAL1254材料を光配向方法により配向することもできる。 Furthermore, in the description of the present invention, the material of the alignment film that modulates the strength of the alignment regulating force is not defined, but the alignment film of the present invention only needs to be a material suitable for the photo-alignment treatment. . More specifically, an AL1254 material manufactured by JSR, which is an alignment film material that can be used in an alignment method using a conventional rubbing cloth, can be aligned by a photo-alignment method.
14・・・光ディスク、15・・・支持体、16・・・記録膜、17・・・カバー層、71・・・液晶素子、72・・・液晶材料、73、74・・・配向膜、75、76・・・電極膜、731、741 ・・・配向規制力が強い配向膜、732 、742 ・・・配向規制力が弱い配向膜、77・・・電圧、81・・・位相変調用液晶素子、82・・・液晶材料、83〔831、832 〕、84〔841 、842 〕、92・・・配向膜、85、86・・・電極膜、87・・・電圧、94・・・収差補正素子、95・・・平行光ビーム、96・・・配向膜、97・・・透明性電極膜、98、99・・・透明基板、e・・・液晶材料の屈折率変化の分布、d・・・位相変化の分布、101・・・光学ピックアップ用の収差補正素子、102・・・ガラス基板、103、104・・・カバーガラス部材、105、106・・・液晶素子、107、108・・・液晶材料、110、115・・・ガラス基板側電極、111、113、116、118・・・配向膜、112、117・・・カバーガラス部材側電極、121、122・・・電極端子、125・・・スペーサ、126・・・導電性粒子、127・・・異方性導電接着剤、131・・・光学ピックアップ、132・・・半導体レーザ光源、133・・・コリメートレンズ、134・・・偏光ビームスプリッタ、136・・・1/4波長板、137・・・対物レンズ、138・・・集光レンズ、139・・・フォトディテクタ 14 ... optical disc, 15 ... support, 16 ... recording film, 17 ... cover layer, 71 ... liquid crystal element, 72 ... liquid crystal material, 73, 74 ... alignment film, 75, 76... Electrode film, 73 1 , 74 1 ... Alignment film with strong alignment regulating force, 73 2 , 74 2 ... Alignment film with weak orientation regulating force, 77. Liquid crystal element for phase modulation, 82... Liquid crystal material, 83 [83 1 , 83 2 ], 84 [84 1 , 84 2 ], 92... Alignment film, 85, 86. ..Voltage, 94... Aberration correction element, 95... Parallel light beam, 96... Alignment film, 97 .. Transparent electrode film, 98, 99. Distribution of refractive index change of material, d... Distribution of phase change, 101... Aberration correction element for optical pickup, 102. Glass substrate, 103, 104 ... Cover glass member, 105, 106 ... Liquid crystal element, 107, 108 ... Liquid crystal material, 110, 115 ... Glass substrate side electrode, 111, 113, 116, 118 ..Alignment film, 112, 117 ... cover glass member side electrode, 121, 122 ... electrode terminal, 125 ... spacer, 126 ... conductive particles, 127 ... anisotropic conductive adhesive , 131... Optical pickup, 132... Semiconductor laser light source, 133... Collimating lens, 134... Polarization beam splitter, 136. ..Condensing lens, 139 ... Photo detector
Claims (15)
前記電極膜に電圧を一様に印加したときに前記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、前記液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調されて成る
ことを特徴とする位相変調用液晶素子。 A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material,
The alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated when a voltage is uniformly applied to the electrode film. A liquid crystal element for phase modulation characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の位相変調用液晶素子。 2. The phase modulation device according to claim 1, wherein the alignment film that defines the alignment regulating force has a partially different alignment regulating force according to an alignment treatment method that irradiates linearly polarized light having different energy. Liquid crystal element.
ことを特徴とする請求項1記載の位相変調用液晶素子。 The liquid crystal element for phase modulation according to claim 1, wherein the one alignment film has a partially different alignment regulating force, and the other alignment film has a uniform alignment regulating force.
前記レーザ光の光路中に、
液晶材料と、該液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、前記液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有し、前記電極膜に電圧を一様に印加したときに前記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、前記液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子が配置され、
前記位相変調用液晶素子を通過するレーザ光の位相が、前記配向膜の配向処理に応じて部分的に変調され、前記光学レンズにより集光された光学スポットの収差が補正されるようにして成る
ことを特徴とする光学ピックアップ。 An optical pickup that irradiates a recording medium with laser light using an optical lens and forms a focused spot on a recording film in the recording medium,
In the optical path of the laser beam,
A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material, and when the voltage is uniformly applied to the electrode film, A liquid crystal element for phase modulation formed by modulating the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is arranged so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated,
The phase of the laser light passing through the phase modulation liquid crystal element is partially modulated in accordance with the alignment treatment of the alignment film, and the aberration of the optical spot collected by the optical lens is corrected. An optical pickup characterized by that.
前記レーザ光の光路中に、
液晶材料と、該液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、前記液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有し、前記電極膜に電圧を一様に印加したときに前記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、前記液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子が配置され、
前記位相変調用液晶素子を通過するレーザ光の位相が、前記配向膜の配向処理に応じて部分的に変調され、前記光学レンズにより集光された光学スポットの前記記録膜からの反射光の収差が補正されるようにして成る
ことを特徴とする光学ピックアップ。 An optical pickup that irradiates a recording film in a recording medium with a laser beam using an optical lens, collects and receives reflected light from the recording film,
In the optical path of the laser beam,
A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material, and when the voltage is uniformly applied to the electrode film, A liquid crystal element for phase modulation formed by modulating the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is arranged so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated,
The aberration of the reflected light from the recording film of the optical spot focused by the optical lens, the phase of the laser light passing through the liquid crystal element for phase modulation is partially modulated according to the alignment treatment of the alignment film An optical pickup characterized in that the correction is made.
前記光学レンズにより前記記録膜に集光する光学スポットに含まれる収差及び前記記録膜からの反射光を集光する光学スポットに含まれる収差の双方を補正する
ことを特徴とする請求項4又は5記載の光学ピックアップ。 The phase modulation liquid crystal element is composed of two liquid crystal elements in which the alignment directions of the liquid crystal material are orthogonal to each other, and the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal element is modulated,
The aberration contained in the optical spot condensed on the recording film by the optical lens and the aberration contained in the optical spot condensed the reflected light from the recording film are corrected. The optical pickup described.
ことを特徴とする請求項4、5又は6記載の光学ピックアップ。 7. The alignment film that defines the alignment regulating force is partially different in alignment regulating force depending on an alignment treatment method that irradiates linearly polarized light having different energy. Optical pickup.
ことを特徴とする請求項4、5又は6記載の光学ピックアップ。 7. The optical pickup according to claim 4, wherein the one alignment film has a partially different alignment regulating force, and the other alignment film has a uniform alignment regulating force. .
前記電極膜に電圧を一様に印加したときに前記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、前記液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調されて成る液晶素子を用い、
前記液晶素子に電圧を一様に印加して、前記液晶材料を透過する光の位相を前記配向膜の配向処理に応じて部分的に変調する
ことを特徴とする位相調整方法。 A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material,
The alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated when a voltage is uniformly applied to the electrode film. Using the liquid crystal element
A phase adjustment method, wherein a voltage is uniformly applied to the liquid crystal element, and a phase of light transmitted through the liquid crystal material is partially modulated according to an alignment treatment of the alignment film.
ことを特徴とする請求項9記載の位相調整方法。 10. The liquid crystal device according to claim 9, wherein the alignment film that defines the alignment regulating force has a partially different alignment regulating force depending on an alignment treatment method that irradiates linearly polarized light having different energy. Phase adjustment method.
ことを特徴とする請求項9記載の位相調整方法。 10. The phase according to claim 9, wherein the one alignment film has a partially different alignment regulating force, and the other alignment film has a uniform alignment regulating force. Adjustment method.
前記レーザ光の光路中に、
液晶材料と、該液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、前記液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有し、前記電極膜に電圧を一様に印加したときに前記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、前記液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子を配置し、
前記位相変調用液晶素子を透過するレーザ光の位相を、前記配向膜の配向処理に応じて部分的に変調し、前記光学レンズにより集光された光学スポットの収差を補正する
ことを特徴とする光学収差補正方法。 An optical aberration correction method for irradiating a recording medium with a laser beam using an optical lens and forming a focused spot on a recording film in the recording medium,
In the optical path of the laser beam,
A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material, and when the voltage is uniformly applied to the electrode film, A phase modulation liquid crystal element in which the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated;
The phase of the laser beam transmitted through the phase modulation liquid crystal element is partially modulated according to the alignment treatment of the alignment film, and the aberration of the optical spot collected by the optical lens is corrected. Optical aberration correction method.
前記レーザ光の光路中に、
液晶材料と、該液晶材料を挟んで液晶材料に隣接する配向膜と、前記液晶材料に電圧を印加するための電極膜とを有し、前記電極膜に電圧を一様に印加したときに前記液晶材料の屈折率変化が部分的に変調されるように、前記液晶材料の配向規制力を規定する前記配向膜の配向処理が変調されてなる位相変調用液晶素子を配置し、
前記位相変調用液晶素子を透過するレーザ光の位相を、前記配向膜の配向処理に応じて部分的に変調し、前記光学レンズにより集光された光学スポットの前記記録膜からの反射光の収差を補正する
ことを特徴とする光学収差補正方法。 An optical aberration correction method for irradiating a recording film in a recording medium with a laser beam using an optical lens, and collecting and receiving reflected light from the recording film,
In the optical path of the laser beam,
A liquid crystal material, an alignment film adjacent to the liquid crystal material across the liquid crystal material, and an electrode film for applying a voltage to the liquid crystal material, and when the voltage is uniformly applied to the electrode film, A phase modulation liquid crystal element in which the alignment treatment of the alignment film that regulates the alignment regulating force of the liquid crystal material is modulated so that the refractive index change of the liquid crystal material is partially modulated;
The aberration of the reflected light from the recording film of the optical spot that is partially modulated in accordance with the alignment process of the alignment film and focused by the optical lens, and the phase of the laser light transmitted through the phase modulation liquid crystal element An optical aberration correction method characterized by correcting the above.
ことを特徴とする請求項12又は13記載の光学収差補正方法。 13. The liquid crystal element according to claim 12, wherein the alignment film that defines the alignment regulating force has a partially different alignment regulating force according to an alignment treatment method in which linearly polarized light having different energy is irradiated. 14. The optical aberration correction method according to 13.
ことを特徴とする請求項12又は13記載の光学収差補正方法。 14. The liquid crystal element according to claim 12, wherein the one alignment film has a partially different alignment regulating force, and the other alignment film has a uniform alignment regulating force. Optical aberration correction method.
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Cited By (5)
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WO2008123503A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Kyocera Corporation | Imaging device and imaging method |
JP2009276624A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Dic Corp | Liquid crystal lens and eyesight correcting apparatus using the same |
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JP2020086365A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 公立大学法人兵庫県立大学 | Liquid crystal optical element and manufacturing method of the same |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008123503A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Kyocera Corporation | Imaging device and imaging method |
US8482637B2 (en) | 2007-03-29 | 2013-07-09 | Kyocera Corporation | Imaging device and imaging method having zoom optical system including a light wavefront modulation element |
JP2009276624A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Dic Corp | Liquid crystal lens and eyesight correcting apparatus using the same |
US9213212B2 (en) | 2011-05-27 | 2015-12-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Lens panel, method for manufacturing the lens panel, display apparatus having the lens panel, display panel, a method for manufacturing the display panel and a display apparatus having the display panel |
JP2020086365A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 公立大学法人兵庫県立大学 | Liquid crystal optical element and manufacturing method of the same |
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