JP2006099947A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境温度の変動の影響を緩和できる複数の回折格子を１つの光学素子で実現することが可能な光ヘッド装置を提供すること。
【解決手段】 光源１と、光源１が出射した光束の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームにする可変回折素子２と、可変回折素子２から出射した各ビームを透過させると共に、光ディスク７の情報記録面７ａから反射して戻ってくる各ビームの戻り光を反射して光検出器８へ導く光学素子３と、コリメータレンズ４と、絞り５と、対物レンズ６と、上記の各ビームの戻り光を検出する光検出器８とを備え、可変回折素子２に複数の空間周期パターンの電圧を同時に印加できる構成を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ等の光記録媒体（以下、光ディスクという。）に対して記録または再生を行うときに回折格子を切り替える必要のある光ヘッド装置に関する。

従来、情報記録面のトラックピッチの規格が異なる光ディスクに対して情報の記録または再生を行うときに、光ヘッド装置に複数の回折格子を設けることを回避するため、異なる２つの電極パターンを有する電極を用いて液晶に異なる空間パターンの電圧を印加して異なる回折格子を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
図６は、特許文献１に開示された液晶回折素子の構成を概念的に示す説明図である。

図６において、透明基板６１、６２に挟持された液晶６５は、２つの異なる電極パターンを有する透明電極６３ａ、６３ｂとべたの透明電極６４との間に印加される電圧によって空間パターンの異なる電圧を印加するようになっている。ここで、透明電極６３ａと透明電極６３ｂとは絶縁され、印加電圧切り替え手段６６が電圧を印加する対象を透明電極６３ａと透明電極６３ｂとの間で切り替えて電圧を印加するようになっている。

液晶６５には、印加電圧切り替え手段６６が電圧を印加した透明電極６３ａまたは透明電極６３ｂの電極パターンに応じた空間パターンの電圧が印加される。その結果、液晶回折素子は、この空間パターンに応じた回折格子として機能することになり、液晶回折素子には、印加電圧切り替え手段６６が電圧を印加した透明電極６３ａの電極パターンに応じた回折格子が実現される。

一方、特許文献２に開示された回折格子は２つの液晶表示部を有し、各液晶表示部にはスプライト状の透明電極が形成されている。そして、電圧を印加された液晶表示部が回折格子として機能し、電圧が印加されない液晶表示部は透明な平板として機能するようになっている。回折格子の切り替えは、電圧を印加する対象の液晶表示部を切り替えることによって行われる。
特開平４−２８３４３０号公報 特開平９−２８２６８４号公報

しかし、このような従来の液晶回折格子を備えた光ヘッド装置では、電圧が印加される液晶部分と電圧が印加されない液晶部分とだけによって液晶回折格子を形成するため、回折効率が環境温度の変動により大きく変動するという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、環境温度の変動の影響を緩和できる複数の回折格子を１つの光学素子で実現することが可能な光ヘッド装置を提供するものである。

以上の点を考慮して、請求項１に係る発明は、光源と、通過する光束を回折させる回折パターンを切り替えることができる可変回折素子と、前記可変回折素子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、前記対物レンズによって集光され前記光記録媒体により反射された光を検出する光検出器とを備えて、光記録媒体に対して情報を記録または再生を行う光ヘッド装置において、前記可変回折素子は、電気信号を印加する複数の透明電極を有すると共に、前記透明電極を切り替えて前記電気信号を印加することによって前記回折パターンを切り替え、各前記透明電極は、複数のストライプ状の電極を同一面上に互い違いに組み合せて構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができる。
この構成により、各透明電極が複数組のストライプ状の電極によって構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができるため、従来では電圧が印加されない部分にも電圧を印加する自由度が増えたため、環境温度の変動の影響を緩和できる複数の回折格子を１つの光学素子で実現することが可能な光ヘッド装置を実現できる。

請求項２に係る発明は、光源と、光源から出射する光束を光記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記対物レンズによって集光され前記光記録媒体により反射された光束を検出する光検出器と、光源から対物レンズへ伝搬する光束を合波し、対物レンズから光検出器へ伝搬する光束を分波するビームスプリッタと、通過する光束を回折させる回折パターンを切り替えることができる可変回折素子とを備えてなり、光記録媒体に対して情報を記録または再生を行う光ヘッド装置において、前記可変回折素子は、光源と光記録媒体との間の光路中および光記録媒体と光検出器との間の光路中の少なくとも一方の光路中に配置され、かつ電気信号を印加する複数の透明電極を有するとともに、前記透明電極を切り替えて前記電気信号を印加することによって前記回折パターンおよび回折効率のうちの少なくとも一つを切り替えることができ、さらに各前記透明電極は、複数のストライプ状の電極を同一面上に互い違いに組み合せて構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができる。

また、請求項５に係る発明は、請求項１において、前記可変回折素子が、少なくとも２枚の対向する透明基板と、各前記透明基板に挟持された液晶と、各前記透明基板の前記液晶側に面した各面に形成され、リボン状の電極が周期的に配置されてなるストライプ状の電極パターンを有する透明電極とを有し、各前記透明電極は、各前記透明電極を構成する各前記リボン状の電極が１つおきに電気的に接続されて、異なる電位に設定できる２つの組のストライプ状の電極に分けられ、一方の透明基板の前記ストライプ状の電極のピッチおよび方向の少なくとも一方が他方の透明基板の前記ストライプ状の電極のピッチおよび方向の少なくとも一方と異なる構成を有している。

この構成により、請求項１の効果に加え、可変回折素子が液晶と液晶の両端に設けられた複数組のストライプ状の透明電極とを有し、各組毎に異なる電位に設定できるため、光学特性を電気信号によって簡易に調節することが可能な光ヘッド装置を実現できる。

また、請求項６に係る発明は、請求項１において、各前記透明基板の平均の厚さが、前記透明基板に挟持される前記液晶の厚さの１００倍以上である構成を有している。

この構成により、請求項５の効果に加え、各透明基板の平均の厚さを液晶の厚さの１００倍以上としたため、固体に比して大きな膨張係数を有する液晶の体積変化によって、可変回折素子が凸レンズ化または凹レンズ化するのを抑制し、実用可能な範囲内にすることが可能な光ヘッド装置を実現できる。

また、請求項７に係る発明は、請求項１から６までのいずれか１項において、情報記録面のトラックピッチの規格が異なる光記録媒体を対象に記録または再生を行うときに、前記可変回折素子に印加する電気信号を切り替えて光源が出射する光束を回折させて前記情報記録面のトラックピッチに適したメインビームおよび２つのサブビームにするための電気信号切り替え手段を備えた構成を有している。

この構成により、請求項１から６までのいずれか１項の効果に加え、電気信号切り替え手段が、可変回折素子に入射する光束を情報記録面のトラックピッチに適したメインビームおよび２つのサブビームとするように可変回折素子に印加する電気信号を切り替えるため、規格の異なる複数の光記録媒体を対象に情報の記録または生成を適切に行うことが可能な光ヘッド装置を実現できる。

本発明は、各透明電極が複数組のストライプ状の電極によって構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができるため、従来では電圧が印加されない部分にも電圧を印加する自由度が増えたため、環境温度の変動の影響を緩和できる複数の回折格子を１つの光学素子で実現することが可能な光ヘッド装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の概念的な構成を示す図である。図１において、光ヘッド装置１００は、所定の波長の光束を出射する光源１と、光源１が出射した光束の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームからなる３つのビームにする可変回折素子２と、可変回折素子２から出射した上記の３つのビームを透過させると共に、光ディスク７の情報記録面７ａから反射して戻ってくる３つのビームの戻り光を反射して光検出器８へ導くビームスプリッタ３と、入射する光束を略平行光に変換するコリメータレンズ４と、絞り５と、対物レンズ６と、上記の３つのビームの戻り光を検出する光検出器８とを備える。

光源１が出射した光束は、一部が可変回折素子２で回折してメインビームと２つのサブビームからなる３つのビームになり、ビームスプリッタ３、コリメータレンズ４、絞り５、対物レンズ６の順に透過し、光ディスク７の情報記録面７ａに集光する。光ディスク７の情報記録面７ａに集光した上記の３つのビームは、それぞれ、情報記録面７ａで反射され、対物レンズ６、絞り５、コリメータレンズ４を透過し、ビームスプリッタ３で反射され、光検出器８に入る。

ここで、光検出器８の出力信号は、光ディスク７の光ディスク記録面７ａに記録された情報の、読み取り信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の生成に用いられる。なお、光ヘッド装置１００は、上記のフォーカスエラー信号に基づいてレンズを光軸方向に制御する機構（フォーカスサーボ）、および、上記のトラッキングエラー信号に基づいてレンズを光軸にほぼ垂直な方向に制御する機構（トラッキングサーボ）を備えるが、図１に示す構成では省略されている。

光源１は、例えば、半導体レーザで構成され、波長６５０ｎｍ近傍の波長かつ直線偏光の発散光束を出射するようになっている。なお、上記では光源１が波長６５０ｎｍ近傍の波長の光束を出射するように構成されているものとしたが、本発明は、光源１が波長６５０ｎｍ近傍の波長の光束を出射する構成に必ずしも限定されるものではなく、４００ｎｍ近傍の波長の光束、７８０ｎｍ近傍の波長の光束を出射する構成でも、その他の波長の光束を出射する構成でもよい。ここで、４００ｎｍ近傍、波長６５０ｎｍ近傍および７８０ｎｍ近傍の波長とは、それぞれ、３８５ｎｍ〜４３０ｎｍ、６３０ｎｍ〜６７０ｎｍおよび７６０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にある波長を意味する。

なお、光源１を２つまたは３つの波長の光束を出射する構成とし、同一パッケージ内の同一基板上に２個または３個の半導体レーザチップがマウントされ、所謂、ハイブリッド型の２波長レーザ光源または３波長レーザ光源をなすように、光源１が構成されるのでもよい。光源１は、また、異なる波長を発光する２個の発光点を持ったモノリシック型の２波長レーザ光源（例えば、特開２００４−３９８９８号公報参照。）または３個の発光点を持ったモノリシック型の３波長レーザ光源によって構成されるのでもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置を構成する可変回折素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。可変回折素子２は、一対の透明基板２１、２２と、透明基板２１、２２の対向する各面上に形成されたストライプ状の透明電極２３、２４と、透明基板２１、２２によって挟持された液晶２５と、透明基板２１、２２間に液晶２５を密閉して液晶セルを形成するためのシール材２６、透明電極２３、２４に電圧を印加するためのフレキシブル回路基板２７とを有する。

ここで、液晶２５は、透明基板２１、２２の透明電極２３、２４が形成された各面間に挟持される。図３は、透明基板２１、２２に形成される透明電極２３、２４の電極パターンを説明するための説明図である。各透明電極２３、２４は、相互に異なる電極パターンを有する。以下では、透明電極２３が図３（ａ）に示す電極パターンを有し、透明電極２４が図３（ｂ）に示す電極パターンを有するものとする。

透明電極２３、２４は、図３に示すように、リボン状の電極（以下、リボン状電極という。）が周期的に配置されたストライプ状の電極パターンを有する。ただし、各透明電極２３、２４のリボン状電極の配置のピッチは、相互に異なる。また、透明電極２３が有するストライプ状の電極パターンと、透明電極２４が有するストライプ状の電極パターンとは、透明基板２１と透明基板２２とが対向した状態で、所定の角度（以下、対向傾斜角という。）をなすように各透明基板２１、２２上に形成される。

図３に、透明基板２１と透明基板２２とを対向させた状態で、透明基板２１の透明電極２３が形成された面と対向する透明基板２２の面方向から見たときの各透明電極２３、２４の電極パターンの様子が概念的に表されている。ここで、透明電極２３と透明電極２４とがなす対向傾斜角は、０．２度から５度までの範囲内に設定されるものとする。好適には、上記の対向傾斜角を、０．５度から１．５度までの範囲内に設定するのがよい。

各透明電極２３、２４の各リボン状電極は、図３に示すように、それぞれ１本ごとに配線によって接続され、２組のストライプ状の電極に分けられる。これによって、各ストライプ状の電極のピッチ（リボン状電極の配列の周期）は、図３（ａ）に示す構成の場合は、リボン状電極の幅とリボン状電極間の隙間とを合わせた距離の２倍となる。ただし、ストライプ状の電極の構成は、上記の例に限定されるものではなく、ストライプ状の電極を構成する隣り合うリボン状電極間で幅を変える等、種々の構成にすることができる。

この場合、ストライプ状の電極のピッチは、異なる形状および配置からなるリボン状電極を複数組み合せたものの周期となる。ここで、リボン状電極の幅を１本おきに変えること、つまり、交互に太いリボン状電極と細いリボン状電極とを配列すれば、電極幅を変えることによって液晶内の電界分布を調整でき、光を回折させたときの±２次回折光などの高次の回折光の発生を低減できる。通常用いるビームは、０次透過光（０次の回折光）と±１次回折光のみであり、高次の回折光は少ない方が好ましい。

各透明電極２３、２４は、同一の電圧を印加したときに、他方の透明電極２３、２４に対して基準電極として機能するようになっている。すなわち、透明電極２３に同一の電圧を印加したときは、透明電極２３は、他方の透明電極２４に対して基準電極として機能し、透明電極２４に同一の電圧を印加したときは、透明電極２４は、他方の透明電極２３に対して基準電極として機能するようになっている。
さらに、一方の透明電極のピッチを無限大とし、実質的に回折パターンが存在しないようにしてもよい。この場合は、電圧を印加するか否かにより可変回折素子による回折の有無を制御することとなる。

ここで、各透明電極２３、２４のピッチは、相互に異なってもよいが、それぞれ５μｍから３０μｍまでの範囲内に設定されるものとする。好適には、各透明電極２３、２４のピッチを、１０μｍから２０μｍまでの範囲内に設定するのがよい。各透明電極２３、２４のピッチを上記のように設定することによって、上記の３つのビームが光ディスク７上に集光して形成される上記の３つのスポットの間隔を５μｍから２０μｍまでの範囲内にすることができ、安定したトラッキング特性を実現することができる。

透明電極２３、２４の形成は、透明基板２１、２２の面上にＩＴＯ等からなる薄膜を堆積し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることによって行われる。薄膜の堆積方法および電極のパターニング方法については、公知であり、更なる説明を省略する。図２に示す構成では省略されているが、透明電極２３、２４の表面には絶縁膜や配向膜を堆積することが好ましい。

液晶２５は、透明基板２１、２２に平行に配向するようになっており、透明基板２１、２２に設けられた配向膜等によって決められる方向に配向している。光源１と可変回折素子２とは、出射する光束の偏光方向が液晶２５の入射面での配向方向と一致するように配置される。液晶２５の配向方向は、配向膜のラビングを調節することによって設定できるほか、ＳｉＯ等を斜め蒸着すること、イオンビームを照射すること等によっても設定することができる。以下、透明電極２３、２４上には少なくとも配向膜が形成されているものとする。

液晶２５としては、誘電率異方性が正のものでも負のものでもよい。ここで、誘電率異方性が正の液晶とは、電界を印加したときに電界の方向に液晶分子が平行になるように動くものであり、誘電率異方性が負の液晶とは、印加された電界の方向に液晶分子が垂直になるように動くものをいう。ただし、誘電率異方性が負の液晶を用いる場合は、配向膜として、電圧を印加しないときに液晶分子が基板に対して概ね垂直となるものを用いることが好ましい。

誘電率異方性が負の液晶を用いることは、電圧を印加しないときに液晶分子が透明基板２１、２２に垂直に配向しているため、透過する光は液晶の複屈折を感じないために、入射光の偏光方向に依存して偏光方向が変化することがないので好ましい。

シール材２６は、透明基板２１、２２間の間隔を一定に保持すると共に、液晶２５を透明基板２１、２２間に閉じ込めている。可変回折素子２の透明電極２３、２４には、フレキシブル回路基板２７を介して、それぞれ、Ｖ１ａとＶ１ｂ、および、Ｖ２ａとＶ２ｂの電圧が印加される（図３参照。）。ここで、電圧Ｖ１ａは、透明電極２３の１組のリボン状電極（以下、第１のストライプ電極という。）に印加され、電圧Ｖ１ｂは、透明電極２３の他方の組のリボン状電極（以下、第２のストライプ電極という。）に印加される。

同様に、電圧Ｖ２ａは、透明電極２４の１組のリボン状電極（以下、第３のストライプ電極という。）に印加され、電圧Ｖ２ｂは、透明電極２４の他方の組のリボン状電極（以下、第４のストライプ電極という。）に印加される。リボン状電極の組が異なれば、一般に、他の組とは異なる電位となるように電圧が印加されるが、透明電極２３、２４を基準電極として機能させる場合等の所定の場合には、異なる複数の組間で同じ電位となるように電圧が印加されることもある。

コリメータレンズ４は、可変回折素子２から出射する、メインビームと２つのサブビームからなる３つのビームをほぼ平行光に変換するようになっている。

絞り５は、光源１からの光束を選択的に開口制限することによって、開口数ＮＡを設定するようになっている。絞り５を設けることによって、開口数の異なる２種類の光ディスクを対象に記録再生を行う際、開口数を調整できる。具体的には、波長６５０ｎｍ近傍の波長の光束に対しては開口数ＮＡが０．６５となるようにし、波長７８０ｎｍ近傍の波長の光束に対しては開口数ＮＡが０．５０となるようにする。なお、絞り５には、機械的絞り、光学的絞り等があり、特に限定されないものとする。

対物レンズ６は、光源１から出射される光束の波長で使用可能な程度に収差補正された単レンズであり、コリメータレンズ４からの平行光を光ディスク７の情報記録面７ａに集光させるようになっている。係る対物レンズ６として、例えば、特開２００１−３４４７９８号公報に開示された対物レンズ等を用いることができる。

光ディスク７は、記録再生を行うための記録媒体であり、例えば、波長６５０ｎｍ近傍の波長の光束に対しては、例えば、０．６ｍｍの保護層厚を有し、波長７８０ｎｍ近傍の波長の光束に対しては、例えば、１．２ｍｍの保護層厚を有する。

光検出器８は、光ディスク７の情報記録面７ａからの３つのビームの戻り光を受光し、この情報記録面７ａに記録された情報に応じた、読み取り信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の各信号を生成し、外部に出力するようになっている。

以下、可変回折素子２の光学特性について、図面を用いて説明する。図４は、可変回折素子２を構成する透明電極２３、２４に印加する電圧と、液晶２５を透過する光の光路長変化との関係の一例を示す図である。液晶２５に電圧を印加すると、液晶分子が透明基板２１、２２に対して垂直になる方向に配向方向が変化するため、液晶２５の配向方向に概ね平行な方向に偏光した光に対する屈折率が小さくなり、光路長が短くなる。

なお、図４において、実線は室温で得られる印加電圧と光路長変化との関係を示し、破線は８０度における印加電圧と光路長変化との関係を示す。ここで、透明基板２１上の透明電極２３に印加する電圧Ｖ１ａと電圧Ｖ１ｂと相違させて回折格子を形成する場合は、上記のように透明基板２２上の透明電極２４に印加する電圧Ｖ２ａと電圧Ｖ２ｂとを等しくする。以下、電圧Ｖ２ａと電圧Ｖ２ｂとが等しいとき、この電圧をＶ２とする。

このとき、液晶２５のうちの第１のストライプ電極と透明電極２４との間に挟まれた部分（以下、第１のストライプ領域という。）に印加される電圧ΔＶ１ａはＶ１ａ−Ｖ２となり、液晶２５のうちの第２のストライプ電極と透明電極２４との間に挟まれた部分（以下、第２のストライプ領域という。）に印加される電圧ΔＶ１ｂはＶ１ｂ−Ｖ２となる。
その結果、液晶２５の第１のストライプ領域に入射する光束と、液晶２５の第２のストライプ領域に入射する光束とでは、図４に示す関係に基づいて特定される、異なる光路長差を有することになる。

以下、液晶２５の第１のストライプ領域に入射する光束に対する光路長差をφ１ａとし、液晶２５の第２のストライプ領域に入射する光束に対する光路長差をφ１ｂとする。このように、第１のストライプ電極に印加する電圧Ｖ１ａと第２のストライプ電極に印加する電圧Ｖ１ｂとを相違させることによって、可変回折素子２に入射した光束に対する光路長は、透明電極２３のピッチによって決まる周期で変調され、入射した光束は、（φ１ａ−φ１ｂ＝Δφ１）を位相変調振幅とする位相変調を受け、位相変調振幅（φ１ａ−φ１ｂ）に応じて回折する。

ここで、第１のストライプ電極に印加される電圧Ｖ１ａと第２のストライプ電極に印加される電圧Ｖ１ｂのうちのいずれか１つを、透明電極２４に印加される電圧Ｖ２と等しくした場合でも、可変回折素子２に入射した光束を位相変調させて回折させることができる。以下、第２のストライプ電極に印加される電圧Ｖ１ｂを透明電極２４に印加される電圧Ｖ２と等しくした場合を例にとり説明する。

この場合、第１のストライプ電極と透明電極２４との間に印加される電圧ΔＶ１ａはゼロ以外の所定の値をとり、第２のストライプ電極と透明電極２４との間に印加される電圧ΔＶ１ｂはゼロとなる。ここで、第２のストライプ電極と透明電極２４との間に印加される電圧ΔＶ１ｂがゼロになり、光路長差が電圧に対して変化を開始する閾値電圧Ｖ_ｔｈより小さい。閾値電圧Ｖ_ｔｈは、図４に示した例では、約１．３Ｖｒｍｓである。図４に示すように、環境温度の変化による光路長差の変化は低電圧側ほど大きく、特に閾値電圧Ｖ_ｔｈ以下の電圧では非常に大きい。そのため、液晶２５に入射する光束が受ける位相変調にも環境温度の変動の影響を大きく受けることになる。そのため、液晶２５に入射する光束が受ける位相変調にも環境温度の変動の影響が大きくなり、回折効率の温度変動も大きくなる。

これに対して、第１のストライプ電極と透明電極２４との間に印加される電圧ΔＶ１ａ、および、第２のストライプ電極と透明電極２４との間に印加される電圧ΔＶ１ｂを、それぞれゼロ以外の異なる値とすると、光路長差φ１ｂへの環境温度の変動の影響を低減でき、液晶２５に入射する光束が受ける位相変調への環境温度の変動の影響を低減できる。
特に、電圧ΔＶ１ａおよび電圧ΔＶ１ｂを図４に示すように、１．３Ｖｒｍｓ程度以上の光路長差が電圧に対して変化を開始する閾値電圧Ｖ_ｔｈ以上に設定することは、環境温度の変動の影響を効果的に低減できるために好ましい。
さらに、図４に示すように１．６Ｖｒｍｓ程度以上３Ｖｒｍｓ程度以下の、光路長差が電圧に対して概ね直線的に変化する領域に設定することで、より環境温度の変動の影響を効果的に低減できるために好ましい。
これは、上記の領域では、電圧に対する光路長差の変化の傾きが環境温度の変動によって小さくなることに起因している。

同様に、透明基板２２上の透明電極２４に印加する電圧Ｖ２ａと電圧Ｖ２ｂと相違させて回折格子を形成する場合は、上記のように透明基板２１上の透明電極２３に印加する電圧Ｖ１ａと電圧Ｖ１ｂとを等しくする。以下、電圧Ｖ１ａと電圧Ｖ１ｂとが等しいとき、この電圧をＶ１とする。

このとき、液晶２５のうちの第３のストライプ電極と透明電極２３との間に挟まれた部分（以下、第３のストライプ領域という。）に印加される電圧ΔＶ２ａはＶ２ａ−Ｖ１となり、液晶２５のうちの第４のストライプ電極と透明電極２３との間に挟まれた部分（以下、第４のストライプ領域という。）に印加される電圧ΔＶ２ｂはＶ２ｂ−Ｖ１となる。
その結果、液晶２５の第３のストライプ領域に入射する光束と、液晶２５の第４のストライプ領域に入射する光束とでは、図４に示す関係に基づいて特定される、異なる光路長差を有することになる。

以下、液晶２５の第３のストライプ領域に入射する光束に対する光路長差をφ２ａとし、液晶２５の第４のストライプ領域に入射する光束に対する光路長差をφ２ｂとする。このように、第３のストライプ電極に印加する電圧Ｖ２ａと第４のストライプ電極に印加する電圧Ｖ２ｂとを相違させることによって、可変回折素子２に入射した光束に対する光路長は、透明電極２４のピッチによって決まる周期で変調され、入射した光束は、（φ２ａ−φ２ｂ＝Δφ２）を位相変調振幅とする位相変調を受け、位相変調振幅（φ２ａ−φ２ｂ）に応じて回折する。

ここで、透明電極２３、２４に印加する電圧は、直流ではなく、矩形交流が好ましい。
上記のように、透明電極２３、２４に印加する電圧の印加方法を変えることによって、可変回折素子２を格子のピッチおよびストライプの方向が異なる回折格子にすることができる。また、透明電極２３、２４に印加する電圧の印加方法を調節することによって、環境温度の変動の影響を低減することが可能な可変回折素子２を実現できる。

図５は、上記のように構成される可変回折素子２において得られる、透過率および回折効率の位相変調振幅特性の一例を示す図である。この例では、波長を６６０ｎｍとした。
図５において、実線は透過率（０次の回折）の位相変調振幅特性を表し、破線は１次の回折効率の位相変調振幅特性を表す。メインビームの強度と２つのサブビームの強度とが指定されたとき、要求される位相変調振幅は、図５に示す曲線に基づいて決定できる。このことは、メインビームの強度と２つのサブビームの強度とを所望の値に変更する場合等に有効である。

具体的には、光ディスク７に書き込みを行うときと、光ディスク７から読み出しを行うときとでは、メインビームの強度と２つのサブビームの強度とは、それぞれ最適値が異なる。各ビームの強度を変更しようとする場合、各透明電極２３、２４に印加する電圧を変えることによって回折効率を変化させることによって、各ビームの強度を変更することができる。

例えば、光ディスク７に書き込みを行うとき、すなわち、メインビームに大きなパワーが必要なときは、回折効率を低下させることによって、透過光量（０次の回折光量）を増加させて書き込みパワーを増加させ、光ディスク７から読み出しを行うとき、すなわち、メインビームに大きなパワーが必要でないときは、回折効率を増加させることによって、１次回折光量を増加させてトラッキング用のサブビームの光量を増加させ、ノイズに強い再生特性を実現することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光ヘッド装置の概念的な構成は、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１００の構成とは、以下の点が異なる。
第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１００では、可変回折素子２が光源１とビームスプリッタ３の間の光路中に配置され、可変回折素子２により光源１から出射した光束の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームからなる３つのビームを生成する。
第２の実施の形態に係る光ヘッド装置１００では、可変回折素子２がビームスプリッタ３と光検出器８の間の光路中に配置され、光ディスク７の情報記録面７ａから反射して戻ってくる光束の一部を可変回折素子２により回折させ、光検出器８の複数の受光面へ集光される。

光ヘッド装置の他の配置および構成は第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１００と同様であるため、同一の構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、非点収差法を用いたフォーカスサーボやトラッキングサーボを採用する場合、ビームスプリッタ３と光検出器８の間の光路中に、シリンドリカルレンズなどの非点収差を発生する光学素子を配置することが一般的である。

本発明の第２の実施の形態に係る光ヘッド装置に用いられる可変回折素子は、第１の実施の形態と同様の構成である。情報記録面のトラックピッチの規格が異なる光記録媒体を対象に記録または再生を行うときに、前記可変回折素子に印加する電気信号を切り替えて、光記録媒体に最適なフォーカスサーボやトラッキングサーボ検出用の回折パターンを生成するように可変回折素子のストライプ状の電極パターンを設計する。

回折素子をビームスプリッタ３と光検出器８の間の光路中に配置し、０次回折光（透過光）や±１次回折光を光ディスクの記録・再生、フォーカスサーボやトラッキングサーボ検出用の光信号として利用するのは、ホログラムビームスプリッタ方式として知られている。ホログラムビームスプリッタ方式に用いられる回折素子は、入射光束面内で回折格子の領域が複数に空間分割され、各領域で回折格子のピッチやストライプ方向が異なることが一般的である。また、各領域内で回折格子のピッチやストライプ方向に分布をつけることで回折光にレンズ機能や波面収差生成機能を付与するホログラムパターンとすることもある。本実施形態に用いる可変回折素子２の回折光を生成するストライプ状の電極パターンも、このようなホログラムビームスプリッタ方式の設計構成やホログラムパターンが利用できる。

可変回折素子２を光源１とビームスプリッタ３の間の光路中に配置する場合、０次回折光（透過光：メインビーム）と±１次回折光（２つのサブビーム）からなる３つのビームを生成することが一般的だが、可変回折素子２をビームスプリッタ３と光検出器８の間の光路中に配置する本実施形態の場合、０次回折光（透過光）を用いないで±１次回折光の両方または一方のみを光信号として用いることもある。

本実施形態では、可変回折素子２をビームスプリッタ３と光検出器８の間の光路中に配置することにより、第１の実施の形態における光源１から光ディスク７に至る往路光途中での回折光発生に伴う０次透過光率の低下がないため、高い０次回折光（透過光）の効率が必要となる記録用の光ヘッド装置に有効である。

本発明の光ヘッド装置に用いられる可変回折素子として、図２および図３では２種類のストライプ状の透明電極２３、２４を用い、印加する電気信号（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ）を切り替えることによって、回折格子の機能が発現しない状態（Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂかつＶ２ａ＝Ｖ２ｂの時）と２種類の回折格子の内の一方の回折格子の機能を発現させる状態（Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂかつＶ２ａ≠Ｖ２ｂ、または、Ｖ１ａ≠Ｖ１ｂかつＶ２ａ＝Ｖ２ｂの時）を生成できる。

このようにして印加電圧に応じて回折光が発生する状態と発生しない状態を切り替える可変回折素子が得られると、生成される回折光が異なる複数の可変回折素子を直列に配置することにより、２種類に限定されることなく複数の回折格子の回折光を切り替えて発生できる。
その結果、情報記録面のトラックピッチの規格が異なる複数の光記録媒体を対象に記録または再生を行うときに、前記複数の回折格子からなる可変回折素子に印加する電気信号を切り替えて、前記光記録媒体に最適な信号検出が可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光ヘッド装置１００の実施例について説明する。図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１００の構成において、以下の点が異なる。
第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１００では、可変回折素子２が光源１とビームスプリッタ３の間の光路中に配置され、可変回折素子２により光源１から出射した光束の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームからなる３つのビームを生成する。
第３の実施の形態に係る光ヘッド装置１００では、可変回折素子２がビームスプリッタ３と対物レンズ６の間の光路中に配置され、光源１から出射した往路の光は可変回折素子２を透過し、対物レンズ６により光ディスク７に集光し、光ディスクの情報記録面７ａから反射して戻ってくる復路の光はふたたび、可変回折素子２を透過し、光検出器８へ導かれる。

このとき、往路の光は、可変回折素子２を透過する光は、可変回折素子２に印加する電圧により、回折効率を変化させ０次透過光の光量を変化させることができるものとする。例えば回折効率が低い、あるいは回折しない状態では、可変回折素子２を透過する０次回折光量が増加し、光ディスク７に到達する光量が増加する。一方、回折効率を高くし、可変回折素子２を透過する０次回折光量が減少し、光源である半導体レーザからの出射光量を大きくしたまま、光ディスク７への到達する光量を小さくすることができる。

光ディスク７に書き込みを行う際には、光ディスクに到達する光量を大きくする必要があり、可変回折素子の回折効率を小さくする、あるいは回折しない状態とすることが好ましい。また、光ディスクの情報記録面７ａに記録された情報を読み込む際には、光ディスクに到達する光量を小さくする必要がある。このとき、光源１である半導体レーザの出射光量を小さくすると、半導体レーザの発振が不安定になりノイズが増大し、読み取り性能に悪影響を与える。このため、可変回折素子２の回折効率を大きくし光ディスクに到達する０次透過光量を小さくすることで、光源である半導体レーザの出射光量を大きくしたまま、低ノイズで光ディスクを読み取ることが出来る。このほかにも、情報記録面が２層ある光ディスクと１層の光ディスクでは、光ディスクへ到達させるべき光量が大きく異なり、このような場合にも可変回折素子による光量変化は有効である。

本実施形態では、可変回折素子の回折効率を変化させるあるいは、回折する状態と回折しない状態を切り替える機能が重要となる。図４、５に示したように、ストライプ状電極間の電位差を調整することで、液晶のストライプ電極間の光路長が変化し、回折効率を変化させることができる。図２および図３では２種類のストライプ状の透明電極２３、２４を用い、印加する電気信号（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ）を切り替えることによって、回折格子の機能が発現しない状態（Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂかつＶ２ａ＝Ｖ２ｂの時）と２種類の回折格子の内の一方の回折格子の機能を発現させる状態（Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂかつＶ２ａ≠Ｖ２ｂ、または、Ｖ１ａ≠Ｖ１ｂかつＶ２ａ＝Ｖ２ｂの時）を生成できる。

このようにして印加電圧に応じて回折光が発生する状態と発生しない状態を切り替える可変回折素子が得られると、生成される回折光が異なる複数の可変回折素子を直列に配置することにより、２種類に限定されることなく複数の回折格子の回折光を切り替えて発生できる。また、ストライプ状の透明電極２３、２４のいずれか一方は、ストライプ状電極のピッチが無限大となるように、ストライプ状の分割電極ではなく、平板状の基準電極としてもよい。

さらに、可変回折素子と対物レンズの間に１／４波長板を配置することで、光源１から出射した往路の直線偏光の光が、前記１／４波長板を透過し、光ディスクで反射に再び１／４波長板を透過することで、復路の偏光方向は往路の直線偏光方向と直交させることができる。
このことで、可変回折素子を透過する往路と復路では、偏光方向を直交させることができる。本発明の液晶を用いた可変回折素子は、回折効率を変化させることができる光の偏光方向と変化させない偏光方向が存在する。この回折効率を変化させることが可能な偏光方向と、往路の偏光方向とを一致させ、復路の偏光方向の光に対しては回折効率が低く透過率が高い状態に設定する。つまり、往路の０次回折光のみを可変回折素子に電圧の印加状態を変化させることで可変にすることができ、復路の光は高い０次回折光で光検出器に導くことができる。このことで、光ディスクの種類や書き込み読み込み状態に応じて往路の透過率を可変し、最適な光強度で光ディスクに光を導くことができ、光ディスクから反射した光は、光ディスクの種類などによらず、可変回折素子を高い透過率で透過し、高い利用効率で光検出器に導くことができるために、光ディスクの情報を含んだ光信号を良いＳＮ比で検出することでき好ましい。

上記の本発明の実施の形態に基づく具体的な実施例を以下に説明する。

［例１］
例１に係る光ヘッド装置１００は、図１に示すように、所定の波長の光束を出射する光源１と、光源１が出射した光束の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームからなる３つのビームにする可変回折素子２と、可変回折素子２を出射した３つのビームを透過させると共に、光ディスク７の情報記録面７ａから反射して戻ってくる３つのビームの戻り光を反射して光検出器８へ導くビームスプリッタ３と、入射する光束を略平行光に変換するコリメータレンズ４と、絞り５と、対物レンズ６と、上記の３つのビームの戻り光を検出する光検出器８とを備える。

例１では、光源１が出射する光束の波長を６６０ｎｍとし、液晶２５の厚さを４μｍとし、液晶２５の偏光方向による屈折率の差Δｎを０．１５とする。また、各透明基板２１、２２の平均の厚さは、透明基板２１、２２に挟持される液晶２５の厚さの１００倍以上になっているものとする。これは、液晶２５の厚さに比例して、熱膨張による体積変化量が大きくなることにより素子の変形が大きくなり、液晶２５が厚い素子ほど基板の剛性を高くする必要があるからである。そして、各透明基板２１、２２の平均の厚さを液晶２５の厚さの１００倍以上にすることによって、液晶２５とシール材２６との膨張係数の相違による影響を解消できる。さらに、液晶２５の厚さを、各透明基板２１、２２の平均的な厚さの１５０分の１以下とするのは、基板の剛性を高める観点から好適である。

以下に詳細に説明する。液晶２５は液体であり、シール材２６は固体であるため、膨張係数が大幅に異なる。そのため、液晶基板２１、２２が液晶２５の温度変化の影響を受けて変形しやすい構成では、温度上昇に伴い可変回折素子２が凸レンズ化していき、逆に温度低下と共に可変回折素子２が凹レンズ化していく。その結果、光ディスク７上に集光されるべきビームの焦点は、温度変化の影響を受けて位置ずれしてしまう。

ここで、各透明基板２１、２２の平均の厚さを液晶２５の厚さの１００倍以上にすることによって、各透明基板２１、２２の剛性が高まり、実用に耐えうる形状変化に抑えることができた。また、各透明基板２１、２２の平均の厚さを液晶２５の厚さの１５０倍以上にすることによって、さらに高い効果を得ることができ、好ましい。

例１に係る光ヘッド装置１００を構成する可変回折素子２は、図２に示すように、一対の透明基板２１、２２と、２つの透明基板２１、２２の対向する各面上に形成されたストライプ状の透明電極２３、２４と、２つの透明基板２１、２２によって挟持された液晶２５と、透明基板２１、２２間に液晶２５を密閉して液晶セルを形成するためのシール材２６、透明電極２３、２４に電圧を印加するためのフレキシブル回路基板２７とを有する。

透明基板２１、２２としては、透明ガラスが好ましいが、その他の無機物およびプラスチック等の有機物でもよい。透明電極２３、２４は、図３に示すように、リボン状電極が周期的に配置されたストライプ状の電極パターンを有する。ただし、各透明電極２３、２４のリボン状電極の配置の周期は、相互に異なる。また、透明電極２３が有するストライプ状の電極パターンと、透明電極２４が有するストライプ状の電極パターンとは、対向傾斜角が１度になるように各透明基板２１、２２上に形成される。

各透明電極２３、２４のリボン状電極は、図３に示すように、それぞれ１本間隔で配線によって接続され、２つの組に分けられる。これによって、各組のリボン状電極の配列の周期であるピッチは、図３（ａ）に示すように、リボン状電極の幅とリボン状電極間の隙間とを合わせた距離の２倍となる。このピッチは、２つの組に分ける前のリボン状電極の配列の周期の２倍である。ここで、各透明電極２３、２４のピッチは、相互に異なり、それぞれ１２μｍ、１３μｍとする。

各透明電極２３、２４は、同一の電圧を印加したときに、残りの透明電極２３、２４に対して基準電極として機能するようになっている。本実施例では、第１の電圧印加例と第２の電圧印加例を示す。第１の電圧印加例では、第３のストライプ電極と第４のストライプ電極とを同一電位（以下、Ｖ２ａ＝Ｖ２ｂ＝０Ｖｒｍｓとする。）にして透明電極２４を基準電極とし、第１のストライプ電極および第２のストライプ電極の電位をそれぞれ透明電極２４に対してＶ１ａ＝１．７Ｖｒｍｓ、Ｖ１ｂ＝２．２５Ｖｒｍｓとなるように設定した。

第２の電圧印加例では、第１のストライプ電極と第２のストライプ電極とを同一電位（以下、Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂ＝０Ｖｒｍｓとする。）にして透明電極２３を基準電極とし、第３のストライプ電極および第４のストライプ電極の電位をそれぞれ透明電極２４に対してＶ２ａ＝１．７Ｖｒｍｓ、Ｖ２ｂ＝２．４Ｖｒｍｓとなるように設定した。このように各ストライプ電極に印加する電位を設定することにより、図４に示すように、透過率または回折効率に及ぼす環境温度の変動の影響を効果的に押さえられる領域内に入っている。

透明電極２３、２４は、透明基板２１、２２の面上にＩＴＯからなる薄膜を堆積し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることによって形成されている。薄膜の堆積方法および電極のパターニング方法については、公知であり、更なる説明を省略する。図２に示す構成では省略されているが、透明電極２３、２４の表面には絶縁膜および配向膜が堆積されている。

液晶２５は、透明基板２１、２２に設けた配向膜によって透明基板２１、２２に平行に配向するようになっている。光源１と可変回折素子２とは、出射する光束の偏光方向が液晶２５の入射面での配向方向と一致するように配置される。液晶２５の配向方向は、配向膜のラビングを調節することによって設定されている。液晶２５としては、誘電率異方性が正のもの、すなわち、電界を印加したときに電界の方向に液晶分子が平行になるものを用いた。

シール材２６は、透明基板２１、２２の間隔を一定に保持すると共に、液晶２５を透明基板２１、２２間に閉じ込めるようになっている。可変回折素子２に設けた透明電極２３、２４にフレキシブル回路基板２７を介して電圧を印加することにより、透明基板２１、２２間に挟持された液晶２５の屈折率は、印加された電圧分布に応じて変化する。可変回折素子２への入射光は、液晶２５を通過すると、液晶２５内の屈折率分布によって位相が変化するため、波面が印加する電圧に応じて変化する。

上記の第１の電圧印加例（Ｖ１ａ＝１．７Ｖｒｍｓ、Ｖ１ｂ＝２．２５Ｖｒｍｓ、Ｖ２ａ＝Ｖ２ｂ＝０Ｖｒｍｓ）では、光路長変化Δφ１が０．０８μｍとなり、透明基板２１上の透明電極２３に印加する電圧Ｖ１ａと電圧Ｖ１ｂと相違させて形成する回折格子によって得られる回折効率は、透過率（０次の回折効率）が８６％となり、１次の回折効率が５．７％となる。

同様に、第２の電圧印加例（Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂ＝０Ｖｒｍｓ、Ｖ２ａ＝１．７Ｖｒｍｓ、Ｖ２ｂ＝２．４Ｖｒｍｓ）では、光路長変化Δφ２が０．１０μｍとなり、透明基板２２上の透明電極２４に印加する電圧Ｖ２ａと電圧Ｖ２ｂと相違させて形成する回折格子によって得られる回折効率は、透過率（０次の回折効率）が７８．５％となり、１次の回折効率が８．７％となる。

上記のように、第１の電圧印加例での透過率（０次の回折効率）は第２の電圧印加例での透過率（０次の回折効率）よりも高いため、第１の電圧印加例の電圧を印加することによってメインビームのパワーを大きくでき、光ディスクへの情報の記録に適したメインビームを得ることができる。同様に、第２の電圧印加例での１次の回折効率は第１の電圧印加例での１次の回折効率よりも高いため、第２の電圧印加例の電圧を印加することによってサブビームのパワーを大きくでき、光ディスクからの情報の再生に適したサブビームを得ることができる。

ここで、トラックピッチの相違に基づいて、光ディスクの種類を、例えば、以下の５群に分類する。すなわち、第１群としてＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ等とし、第２群としてＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ等とし、第３群としてＤＶＤ−ＲＡＭ等とし、第４群としてＢＬＵＲＡＹ（登録商標）ディスク、第５群としてＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＤＶＤ）とする。

ここで、各群内では、トラックピッチは略同一である。本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置は、１台で、トラックピッチの異なるこれらの群にまたがる光ディスクを対象に記録再生を行う際に有効である。係る機能を確実に担保するため、本発明の光ヘッド装置が、情報記録面のトラックピッチの規格が異なる光記録媒体を対象に記録または再生を行うときに、可変回折素子に印加する電気信号を切り替えて光源が出射する光束を回折させて情報記録面のトラックピッチに適したメインビームおよび２つのサブビームにするための電気信号切り替え手段を備える構成でもよい。

なお、上記では、光源から出射される光束を可変回折素子がメインビームと２つのサイドビームにする構成について説明したが、本発明は、このような構成に適用が限定されるものではなく、回折格子を切り替える構成の全ての装置に適用できるものである。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置は、各透明電極が複数組のストライプ状の電極によって構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができるため、従来では電圧が印加されない部分にも電圧を印加する自由度が増えたため、環境温度の変動の影響を緩和できる複数の回折格子を１つの光学素子で実現できる。

また、可変回折素子が液晶と液晶の両端に設けられた複数組のストライプ状の透明電極とを有し、各組毎に異なる電位に設定できるため、光学特性を電気信号によって簡易に調節できる。

また、各透明基板の平均の厚さを液晶の厚さの１００倍以上としたため、固体に比して大きな膨張係数を有する液晶の体積変化によって、可変回折素子が凸レンズ化または凹レンズ化するのを抑制し、実用可能な範囲内にすることができる。

また、電気信号切り替え手段が、可変回折素子に入射する光束を情報記録面のトラックピッチに適したメインビームおよび２つのサブビームにするように可変回折素子に印加する電気信号を切り替えるため、規格の異なる複数の光記録媒体を対象に情報の記録または生成を適切に行うことができる。

本発明に係る光ヘッド装置は、環境温度の変動の影響を緩和できる複数の回折格子を１つの光学素子で実現できるという効果が有用な、光ヘッド装置等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の概念的な構成を示す図。 本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置を構成する可変回折素子の構造の一例を模式的に示す断面図。 透明基板２１、２２に形成される透明電極２３、２４の電極パターンを説明するための説明図。 可変回折素子２を構成する透明電極２３、２４に印加する電圧と、液晶２５を透過する光の光路長変化との関係の一例を示す図。 可変回折素子２において得られる、透過率および回折効率の位相変調振幅特性の一例を示す図。 従来の光ヘッド装置を構成する可変回折素子の構造の一例を模式的に示す断面図。

符号の説明

１ 光源
２ 可変回折素子
３ ビームスプリッタ
４ コリメータレンズ
５ 絞り
６ 対物レンズ
７ 光ディスク
７ａ 情報記録面
８ 光検出器
２１、２２、６１、６２ 透明基板
２３、２４、６３ａ、６３ｂ、６４ 透明電極
２５、６５ 液晶
２６ シール材
２７ フレキシブル回路基板
６０ 液晶回折素子
６６ 印加電圧切替手段
１００ 光ヘッド装置

Claims (7)

1. 光源と、通過する光束を回折させる回折パターンを切り替えることができる可変回折素子と、前記可変回折素子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、前記対物レンズによって集光され前記光記録媒体により反射された光を検出する光検出器とを備えて、光記録媒体に対して情報を記録または再生を行う光ヘッド装置において、
   前記可変回折素子は、電気信号を印加する複数の透明電極を有すると共に、前記透明電極を切り替えて前記電気信号を印加することによって前記回折パターンを切り替え、
   各前記透明電極は、複数のストライプ状の電極を同一面上に互い違いに組み合せて構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができることを特徴とする光ヘッド装置。
2. 光源と、光源から出射する光束を光記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記対物レンズによって集光され前記光記録媒体により反射された光束を検出する光検出器と、光源から対物レンズへ伝搬する光束を合波し、対物レンズから光検出器へ伝搬する光束を分波するビームスプリッタと、通過する光束を回折させる回折パターンを切り替えることができる可変回折素子とを備えてなり、光記録媒体に対して情報を記録または再生を行う光ヘッド装置において、
   前記可変回折素子は、光源と光記録媒体との間の光路中および光記録媒体と光検出器との間の光路中の少なくとも一方の光路中に配置され、かつ電気信号を印加する複数の透明電極を有するとともに、前記透明電極を切り替えて前記電気信号を印加することによって前記回折パターンおよび回折効率のうちの少なくとも一つを切り替えることができ、さらに各前記透明電極は、複数のストライプ状の電極を同一面上に互い違いに組み合せて構成され、各組のストライプ状の電極を他の組のストライプ状の電極と異なる電位にすることができることを特徴とする光ヘッド装置。
3. 前記可変回折素子に印加する電気信号を切り替えることによって、回折格子のピッチおよび回折格子のストライプの方向のうちの少なくとも一つを切り替える前記回折パターンに応じて回折効率が異なる請求項１または２に記載の光ヘッド装置。
4. 前記可変回折素子に印加する電気信号を切り替えることによって、回折格子のピッチおよび回折格子のストライプの方向のうちの少なくとも一つを切り替える前記回折パターンであって、前記回折パターンのうちの１つの回折格子ピッチが無限大である請求項３に記載の光ヘッド装置。
5. 前記可変回折素子は、少なくとも２枚の対向する透明基板と、各前記透明基板に挟持された液晶と、各前記透明基板の前記液晶側に面した各面に形成され、リボン状の電極が周期的に配置されてなるストライプ状の電極パターンを有する透明電極とを有し、
   各前記透明電極は、各前記透明電極を構成する各前記リボン状の電極が１つおきに電気的に接続されて、異なる電位に設定できる２つの組のストライプ状の電極に分けられ、一方の透明基板の前記ストライプ状の電極のピッチおよび方向の少なくとも一方が他方の透明基板の前記ストライプ状の電極のピッチおよび方向の少なくとも一方と異なる請求項１から４に記載の光ヘッド装置。
6. 各前記透明基板の平均の厚さは、前記透明基板に挟持される前記液晶の厚さの１００倍以上である請求項５に記載の光ヘッド装置。
7. 情報記録面のトラックピッチの規格が異なる光記録媒体を対象に情報の記録または再生を行うときに、前記可変回折素子に印加する電気信号を切り替えて光源が出射する光束を回折させて前記情報記録面のトラックピッチに適したメインビームおよび２つのサブビームにするための電気信号切り替え手段を備えた請求項１から６までのいずれか１項に記載の光ヘッド装置。

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