JP2008140486A - 収差補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同心円状に分割された領域が形成される２枚の電極層を有する液晶素子を備えた収差補正装置において、高精度な収差補正が可能となる収差補正装置を提供する。
【解決手段】液晶素子８が有する第１電極層１３に形成される同心円状に分割された各領域には、液晶１５を挟む各電極層に与えられる電位とその液晶１５を透過する光ビームの位相変化量との関係である液晶特性が有する高感度領域に属する電位を与え、液晶素子８が有する第２電極層１４に形成される同心円状に分割された各領域には、液晶特性が有する低感度領域に属する電位を与えることにより、光ビームの収差補正を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、収差補正装置に関するものである。

現在、ＣＤやＤＶＤといった光ディスクが普及し、一般的に用いられるようになっている。そして、光ディスクの高密度化に関する研究が進められ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ（以下、ＢＤ）といった高密度化された光ディスクも実用化されている。

そこで、光ディスク装置に備えられる光ピックアップとして、１つの対物レンズで、複数種類の光ディスクについて情報の再生や記録を行う光ピックアップ装置が開発されている。１つの対物レンズで複数種類の光ディスクに対応しようとすると、例えば、１つの種類の光ディスクについて収差が発生しないように対物レンズの調整を行っても、他の種類の光ディスクについて情報の再生等を行う際に収差が発生する場合がある。このため、光ピックアップ装置の中に液晶素子を配置し、液晶素子に電圧を印加して収差の補正を行う構成とするのが一般的である。そして、このような目的で配置される液晶素子においては、液晶素子が有する２枚の電極層の両方に同心円状に分割された領域を形成し、分割された各領域に与える電位を制御して収差の補正を行うタイプのものが、特許文献１をはじめとして多く紹介されている。
特開２００１−２７３６６３号公報

しかし、上記タイプの液晶素子は、各電極層に形成された分割された各領域に与える電位を適切に制御しなければ、高精度に収差補正を行うことができないという問題点を有している。

そこで本発明は、同心円状に分割された領域が形成される２枚の電極層を有する液晶素子を備えた収差補正装置において、高精度な収差補正が可能となる収差補正装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の収差補正装置は、同心円状に分割された領域が形成される第一の電極層と、同心円状に分割された領域が形成される第二の電極層と、前記第一の電極層と前記第二の電極層とに挟まれる液晶とを有し、入射される光ビームを透過させる液晶素子と、
前記液晶素子を透過した光ビームを集光させる対物レンズと、
前記液晶素子を駆動する液晶素子駆動手段と、を備えた収差補正装置であって、
前記液晶素子駆動手段は、液晶を挟む各電極層に与えられる電位とその液晶を透過する光ビームの位相変化量との関係である液晶特性が有する所定の領域に属する電位を前記第一の電極層に形成される前記各領域に与え、前記所定の領域よりも単位駆動電圧当たりの位相変化量が小さい前記液晶特性が有する領域に属する電位を前記第二の電極層に形成される前記各領域に与え、光ビームの収差を補正することを特徴としている。

このような構成によれば、液晶素子を透過する光ビームの位相変化量を補正前の発生する収差になるべく近づけることが可能となり、高精度な収差補正が可能となる。

また、上記構成において、前記第二の電極層に形成される前記領域の数が前記第一の電極層に形成される前記領域の数よりも大きな構成とすることが望ましい。このような構成によれば、第二の電極層に設定する電位をより細かく設定することができ、より高精度な収差補正が可能となる。

本発明の収差補正装置によれば、同心円状に分割された領域が形成される２枚の電極層を有する液晶素子を備えた収差補正装置において、高精度な収差補正が可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、光ディスク装置に備えられる本発明に係る光ピックアップ１の光学系を示す概略図である。光ピックアップ１は、第１光源２と、第２光源３と、ダイクロプリズム４と、コリメートレンズ５と、ビームスプリッタ６と、立ち上げミラー７と、液晶素子８と、対物レンズ９と、検出レンズ１０と、光検出器１１と、を備えている。

第１光源２は、ＤＶＤに対応する６５０ｎｍ帯の光ビームを出射できる半導体レーザで、第２光源３は、ＢＤに対応する４０５ｎｍ帯の光ビームを出射できる半導体レーザである。

ダイクロプリズム４は、ＤＶＤ用の光ビームを出射する第１光源２から出射される光ビームを透過させ、ＢＤ用の光ビームを出射する第２光源３から出射される光ビームを反射させる。そして、第１光源２および第２光源３から出射される光ビームの光軸を一致させる。ダイクロプリズム４において、透過または反射された光ビームは、コリメートレンズ５に送られる。

コリメートレンズ５は、ダイクロプリズム４を通過した光ビームを平行光に変換する。ここで、平行光とは、第１光源２及び第２光源３から出射された光ビームの全ての光路が光軸とほぼ平行である光をいう。コリメートレンズ５で平行光とされた光ビームは、ビームスプリッタ６に送られる。

ビームスプリッタ６は、コリメートレンズ５から送られてきた光ビームを透過させて、光ディスク１２側へと導くとともに、光ディスク１２で反射された反射光を反射して光検出器１１側へと導く。ビームスプリッタ６を透過した光ビームは、立ち上げミラー７に送られる。

立ち上げミラー７は、ビームスプリッタ６を透過してきた光ビームを反射させて光ディスク１２へと導く。立ち上げミラー７で反射された光ビームは、液晶素子８に送られる。

液晶素子８は、電極層に挟まれた液晶に電圧が印加されることで液晶分子がその配向方向を変える性質を利用して、液晶素子８を透過する光ビームの位相の制御を可能とする素子である。この液晶素子８を配置することによって、光ディスク１２の記録面１２ａを保護する保護層の厚みの違い等によって生じる収差の補正が可能となる。本実施形態においては、ＤＶＤ用の光源（第１光源２）から出射される光ビームについて、収差の補正が可能とされている。なお、液晶素子８の詳細については後述する。液晶素子８を通過した光ビームは対物レンズ９へと送られる。

対物レンズ９は、液晶素子８を透過した光ビームを光ディスク１２の記録面１２ａ上に集光させる。本実施形態における対物レンズ９は、ＢＤ用の光源（第２光源３）から出射される光ビームについて、収差を発生しないように設計されている。この場合、ＤＶＤ用の光源（第１光源２）から出射されて対物レンズ９を透過する光ビームは収差を発生する。このため、光ピックアップ１の光学系中には、上記液晶素子８が配置され、収差を補正できるようになっている。また、対物レンズ９は図示しない対物レンズアクチュエータによって、例えば、図１の上下方向および左右方向に移動可能とされており、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号に基づいてその位置が制御される。また、液晶素子８も対物レンズ９と共に移動できるように、対物レンズアクチュエータに搭載されている。

光ディスク１２で反射された反射光は、対物レンズ９、液晶素子８の順に通過し、立ち上げミラー７で反射された後、更にビームスプリッタ６で反射されて、検出レンズ１０によって光検出器１１に設けられる受光部へと集光される。

光検出器１１は、受光した光情報を電気信号に変換して、例えば、図示しないＲＦアンプ等に出力し、記録面１２ａに記録されているデータの再生信号や、フォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号が生成される。

ここで図２に、液晶素子８の構造を表す概略斜視図を示す。液晶素子８は、液晶１５と、液晶１５を挟む第１電極層１３、第２電極層１４と、液晶１５と第１電極層１３、第２電極層１４とで構成される部分を挟む２枚のガラス板１６と、を備えている。第１電極層１３および第２電極層１４には、同心円状に分割された領域が形成されており、第２電極層１４に形成される領域の数が第１電極層１３に形成される領域の数よりも大きくなっている。

また、第１電極層１３および第２電極層１４に形成された各領域は、不図示の液晶素子駆動回路と電気的に接続されている。液晶素子駆動回路は、光ピックアップ１に設けてもよいし、光ピックアップ１外部で光ディスク装置内に設けてもよい。上記立ち上げミラー７で反射された光ビームは、ガラス板１６、第１電極層１３、液晶１５、第２電極層１４、ガラス板１６の順に透過し、対物レンズ９へ入射する。

次に、液晶素子８の駆動方法について説明する。

図３は、液晶を挟む各電極層に与える電位と、液晶を透過する光ビームの位相変化量との関係である液晶特性を示す。２枚の電極の片方に図３の横軸上のある一点の電位を与え、他方の電極に図３の横軸上の別の一点の電位を与えると、各電位に対応する図３における曲線上の各点間の縦軸方向の距離に相当する位相変化量だけ液晶を透過する光ビームの位相が変化することになる。

液晶特性は、単位駆動電圧当たりの位相変化量が大きな領域である高感度領域と、単位駆動電圧当たりの位相変化量が高感度領域よりも小さな領域である低感度領域とを有する。本発明では、液晶素子８が有する第１電極層１３に形成される各領域には高感度領域に属する電位を、液晶素子８が有する第２電極層１４に形成される各領域には低感度領域に属する電位を液晶素子駆動回路が与えるようにしている。

図４（ａ）における細い実線は、第１電極層１３に形成される領域に与えられる高感度領域に属する電位（図３におけるＥ１）の、高感度領域と低感度領域との境界である基準電位（図３におけるＥ０）からの電位差に対応する位相変化量（図３におけるＰ１）を領域毎に示したものである。また、図４（ａ）における細い点線は、第２電極層１４に形成される領域に与えられる低感度領域に属する電位（図３におけるＥ２）の、上記基準電位（図３におけるＥ０）からの電位差に対応する位相変化量（図３におけるＰ２）を領域毎に示したものである。また、図４（ａ）における太い実線は、液晶素子８による補正前の発生する収差を示している。

上記第１電極層１３に対応する位相変化量と上記第２電極層１４に対応する位相変化量との和（図４（ａ）における細い実線と細い点線との和）が液晶素子８を透過する光ビームの位相変化量となり、この和と上記補正前の発生する収差との差が補正後の収差となる。図４（ｂ）に、補正後の収差を示す。本発明では、第２電極層１４に形成される各領域に低感度領域に属する電位を与えるため、上記位相変化量の和を上記補正前の発生する収差になるべく近づけることができ、図４（ｂ）のように補正後の収差を小さくすることができる。これにより、対物レンズ９による集光により形成される光ビームスポットの形状が良好となり、再生記録性能が向上する。

また、第２電極層１４に形成される領域の数を第１電極層１３に形成される領域の数よりも大きくしているため、第２電極層１４に設定する電位をより細かく設定でき、より高精度な収差の補正が可能となる。

なお、本発明との比較のため、第１電極層１３に形成される各領域および第２電極層１４に形成される各領域のいずれにも高感度領域に属する電位を与えるようにした場合について以下述べる。

図４（ｃ）における細い実線は、第１電極層１３に形成される領域に与えられる高感度領域に属する電位の、高感度領域に属する基準電位からの電位差に対応する位相変化量を領域毎に示したものである。また、図４（ｃ）における細い点線は、第２電極層１４に形成される領域に与えられる高感度領域に属する電位の、上記基準電位からの電位差に対応する位相変化量を領域毎に示したものである。また、図４（ｃ）における太い実線は、液晶素子８による補正前の発生する収差を示している。

上記第１電極層１３に対応する位相変化量と上記第２電極層１４に対応する位相変化量との和（図４（ｃ）における細い実線と細い点線との和）が液晶素子８を透過する光ビームの位相変化量となり、この和と上記補正前の発生する収差との差が補正後の収差となる。図４（ｄ）に、補正後の収差を示す。本ケースでは、第２電極層１４にも高感度領域に属する電位を与えるため、上記位相変化量の和を上記補正前の発生する収差に近づけることが困難であり、図４（ｄ）のように補正後の収差が大きくなってしまう。前述した図４（ｂ）と図４（ｄ）との比較により、本発明の優位性が見て取れる。

は、本発明に係る光ピックアップの光学系を示す概略図である。 は、液晶素子の構造を表す概略斜視図である。 は、液晶特性を示すグラフである。 は、液晶素子の駆動方法および収差補正結果を説明する図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ
２ 第１光源
３ 第２光源
４ ダイクロプリズム
５ コリメートレンズ
６ ビームスプリッタ
７ 立ち上げミラー
８ 液晶素子
９ 対物レンズ
１０ 検出レンズ
１１ 光検出器
１２ 光ディスク
１３ 第１電極層
１４ 第２電極層
１５ 液晶
１６ ガラス板

Claims (2)

1. 同心円状に分割された領域が形成される第一の電極層と、同心円状に分割され前記第一の電極層に形成される前記領域の数よりも大きな数の領域が形成される第二の電極層と、前記第一の電極層と前記第二の電極層とに挟まれる液晶とを有し、入射される光ビームを透過させる液晶素子と、
   前記液晶素子を透過した光ビームを集光させる対物レンズと、
   前記液晶素子を駆動する液晶素子駆動手段と、を備えた収差補正装置であって、
   前記液晶素子駆動手段は、液晶を挟む各電極層に与えられる電位とその液晶を透過する光ビームの位相変化量との関係である液晶特性が有する所定の領域に属する電位を前記第一の電極層に形成される前記各領域に与え、前記所定の領域よりも単位駆動電圧当たりの位相変化量が小さい前記液晶特性が有する領域に属する電位を前記第二の電極層に形成される前記各領域に与え、光ビームの収差を補正することを特徴とする収差補正装置。
2. 同心円状に分割された領域が形成される第一の電極層と、同心円状に分割された領域が形成される第二の電極層と、前記第一の電極層と前記第二の電極層とに挟まれる液晶とを有し、入射される光ビームを透過させる液晶素子と、
   前記液晶素子を透過した光ビームを集光させる対物レンズと、
   前記液晶素子を駆動する液晶素子駆動手段と、を備えた収差補正装置であって、
   前記液晶素子駆動手段は、液晶を挟む各電極層に与えられる電位とその液晶を透過する光ビームの位相変化量との関係である液晶特性が有する所定の領域に属する電位を前記第一の電極層に形成される前記各領域に与え、前記所定の領域よりも単位駆動電圧当たりの位相変化量が小さい前記液晶特性が有する領域に属する電位を前記第二の電極層に形成される前記各領域に与え、光ビームの収差を補正することを特徴とする収差補正装置。