JP2008181612A

JP2008181612A - 光ピックアップ

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Publication number: JP2008181612A
Application number: JP2007015097A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Shinobe; 光義篠部; 美佳 ▲濱▼岡; Miyoshi Hamaoka
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-07
Also published as: ATE438914T1; US20080181084A1; US7898926B2; DE602008000069D1; EP1950755B1; EP1950755A1

Abstract

【課題】位相シフトによる球面収差の補正において、補正残差をより一層小さくして良好な再生信号を得ることができる光ピックアップを提供する。
【解決手段】液晶素子６は、１対の透明基板２１，２２と、これらの基板間に設けられた液晶２３と、一方の基板２１に形成された同心円状の回折用電極２４ａ〜２４ｃからなる回折パターン２４と、他方の基板２２に形成された同心円状の位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃからなる位相シフトパターン２５とを有する。回折パターン２４は、中心から径方向の一定範囲にあって電極間隔が広い第１の領域Ｘ１と、その外側にあって電極間隔が狭い第２の領域Ｘ２と、その外側にあって単一の回折用電極を備えた第３の領域Ｘ３とを有しており、領域Ｘ１における回折用電極２４ａ間の間隙に、位相シフト用電極２５ａと対向する付加電極２６が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＤＶＤレコーダ等に搭載される光ピックアップに関し、特に、収差を補正するための電極パターンを有する液晶素子を備えた光ピックアップに関する。

ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc；登録商標）などの光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ピックアップにおいては、光ディスクの種類に応じて、対物レンズや光源の仕様が異なる。例えば、対物レンズの開口数（ＮＡ）は、ＣＤでは０．５０、ＤＶＤでは０．６５、ＢＤでは０．８５であり、レーザ光の波長は、ＣＤでは７８０ｎｍ、ＤＶＤでは６５０ｎｍ、ＢＤでは４０５ｎｍである。

このように光ディスクの種類によって対物レンズの開口数やレーザ光の波長は異なるが、ディスクごとに別々の光ピックアップを用いたのでは、構成部品が増えて装置の大型化やコストアップを招来するため、１台で各種の光ディスクに対応できる複数波長互換型の光ピックアップが開発されている。そして、構成部品をより少なくして組立作業性の向上や小型化を図るために、対物レンズを１個だけ搭載した光ピックアップも実用化されている。

しかしながら、１個の対物レンズによって複数種類の光ディスクに対し記録再生を行う場合、光ディスクの種類によってディスクの記録層を保護する保護層の厚みが異なるため、これが原因で光学系に球面収差が発生する。このような球面収差は、光ディスクの記録層に形成される光スポットを劣化させ、記録再生性能を低下させる要因となる。また、保護層の厚みの違いから、対物レンズで光ビームを記録層に集光したときの対物レンズから保護層までの距離、すなわちワーキングディスタンスがＣＤの場合は特に小さくなり、対物レンズと光ディスクとの衝突が問題となる。

図６は、上述した球面収差とワーキングディスタンスの問題を説明する図である。（ａ）は、光ディスクがＢＤの場合であり、１０１は記録層、１０２は保護層である。（ｂ）は、光ディスクがＤＶＤの場合であり、２０１は記録層、２０２は保護層である。（ｃ）は、光ディスクがＣＤの場合であり、３０１は記録層、３０２は保護層である。Ａは対物レンズ、Ｌ１〜Ｌ３は各波長の光ビーム（レーザ光）、ＷＤ１〜ＷＤ３はワーキングディスタンスである。ここで、対物レンズＡがＢＤに対して最適設計されているものとすると、ＢＤの場合は球面収差が発生しないが、ＤＶＤやＣＤの場合は、保護層２０２，３０２がＢＤの保護層１０２よりも厚いために、球面収差が発生する。また、ＢＤであっても、複数の記録層を有するＢＤの場合は、球面収差の補正が必要となる。さらに、保護層３０２の最も厚いＣＤについては、ワーキングディスタンスＷＤ３が非常に小さくなり、対物レンズＡがディスク面に衝突するおそれがある。

そこで、図７のように、ＣＤの記録再生時に、回折パターンを構成する電極を有する液晶素子Ｂを電気的に制御し、光ビームＬ３を角度αだけ発散させて発散光Ｌ３’として対物レンズＡへ入射させることにより、球面収差を補正できることが知られている（例えば、後掲の特許文献１参照）。この場合、対物レンズＡへ発散光Ｌ３’が入射することから、ワーキングディスタンスＷＤ３’を図６（ｃ）の場合に比べて大きく確保することができ（ＷＤ３’＞ＷＤ３）、対物レンズＡがディスク面に衝突するのを回避することができる。しかしながら、図７の手段だけでは、複数の記録層を有するＢＤの球面収差を補正することはできない。

一方、位相シフトパターンを構成する電極を有する液晶素子を電気的に制御し、光ビームに位相差を与えて対物レンズへ入射させることにより、球面収差を補正できることが知られている（例えば、後掲の特許文献２、３参照）。この方法を用いると、複数の記録層を有するＢＤであっても球面収差の補正は可能であるが、ＣＤの球面収差を補正しつつワーキングディスタンスを確保し、かつ、ＢＤの各記録層の球面収差を補正しようとすれば、前述した発散光を生成するための液晶素子と、位相シフトのための液晶素子との２つの液晶素子が必要となり、部品点数が多くなってコストが増加するという問題がある。

そこで、本出願人は先に、１つの液晶素子でＣＤにおける球面収差の補正およびワーキングディスタンスの確保と、ＢＤの各記録層における球面収差の補正の両方を行うことができる光ピックアップを提案した（特願２００６−２２７９００）。この先願の発明における液晶素子を図８および図９に示す。液晶素子６０は、同心円状の電極パターン６４を備えたものであって、内側の第１領域Ｘには発散光を生成する回折パターンの電極６６が設けられ、外側の第２領域Ｙには位相シフトパターンの電極６７が設けられている。６１，６２は基板、６３は液晶、６５は共通電極である。このような液晶素子を用いれば、ＣＤの場合は、回折パターンの電極６６に電圧を印加することで、従来と同様に発散光が生成されるため、球面収差を補正できるとともに、ワーキングディスタンスを大きくすることが可能となる。また、ＢＤの場合は、回折パターンの電極６６の電圧をＯＦＦにし、位相シフトパターンの電極６７の電圧を適切に制御することで、ＢＤの各記録層の球面収差を補正することができる。

図１０は、第２領域Ｙの位相シフトパターンによる球面収差の補正を説明する図である。図１０（ａ）の太実線は、ＢＤ再生時に光ビームに発生する球面収差を示している。図のように、球面収差は光軸から離れた外周側で大きくなる。したがって、主に外周側に発生する大きな球面収差を補正すれば、球面収差による再生品質の劣化を抑制することができる。このためには、第２領域Ｙにおける位相シフト用電極６７の同心円領域の数や面積を、外周に行くほど大きくなる球面収差を補正できるような値に設定すればよい。図１０（ａ）の細実線は、このようにして領域の数や面積が決定された同心円状の複数領域を用い、各領域に印加する印加電圧を調整して球面収差を補正する場合の補正パターンを示している。

図１０（ｂ）の太実線は、図１０（ａ）の球面収差から補正パターンを差し引いた補正後の球面収差を示している。これからわかるように、第２領域Ｙにおいて位相分布を変化させるような補正を行うことにより、球面収差を小さくすることができる。このため、複数の記録層を有するＢＤの場合でも、位相シフト用電極６７の電圧制御により、球面収差の補正を容易に行うことができる。

しかしながら、この液晶素子６０の場合、回折パターンの電極６６と位相シフトパターンの電極６７とが、同じ基板６１に同心円状に設けられていることから、領域Ｘでの位相シフトが不可能である。このため、図１０（ｂ）に示す補正残差が大きくなり、良好な再生信号を得る上で限界がある。

なお、下記の特許文献４には、球面収差補正用の液晶素子において、対向する１対の基板のそれぞれに同心円状の回折パターンを形成することが記載されているが、位相シフトパターンについては言及されていない。また、特許文献５には、一方の基板にＢＤの球面収差を補正するための電極パターンを形成し、他方の基板にＤＶＤ等の球面収差を補正するための電極パターンを形成することが記載されているが、異なる電極パターンを基板に別々に設けただけでは、上述した補正残差を更に小さくする上で限界がある。

特開２００６−２５２６５５号公報特開２００６−１２３４４号公報特開２００５−２０２３２３号公報特開２００６−２８６０２８号公報特開２００４−１７８７７３号公報

本発明は、上記先願発明の問題点を改善したものであって、その課題とするところは、位相シフトによる球面収差の補正において、補正残差をより一層小さくして良好な再生信号を得ることができる光ピックアップを提供することにある。

本発明では、複数種類の光ディスクに対して、それぞれ異なる波長の光ビームを投射する複数の光源と、これらの光源から投射された光ビームを各光ディスクの記録層に集光させる１個の対物レンズと、光源からみて対物レンズの手前に設けられた球面収差補正用の液晶素子とを備えた光ピックアップにおいて、液晶素子は、１対の基板と、これらの基板間に設けられた液晶と、一方の基板に形成された同心円状の回折用電極からなる回折パターンと、他方の基板に形成された同心円状の位相シフト用電極からなる位相シフトパターンとを有する。これらの回折パターンおよび位相シフトパターンは、互いに対向するように設けられている。そして、回折パターンは、中心から径方向の一定範囲にあって電極間隔が広い第１の領域と、この第１の領域の外側にあって電極間隔が狭い第２の領域とを有していて、第１の領域における回折用電極間の間隙に、位相シフト用電極と対向する付加電極が設けられている。

本発明においては、液晶素子の一方の基板に回折パターンが設けられ、他方の基板に位相シフトパターンが設けられているので、回折パターンの領域にかかわらず位相シフトの操作が可能となる。また、回折パターンにおける電極間隔が広い第１の領域では、電極と電極との間に付加電極が設けられているので、電極間に何も設けられていない場合と比較して、位相シフト領域を細かく区切って電圧を印加することが可能となる。この結果、本発明では、補正残差がより一層小さくなり、良好な再生信号を得ることができる。

本発明の典型的な実施形態によれば、ＣＤおよびＢＤに対して、それぞれ異なる波長の光ビームを投射する複数の光源と、これらの各光源から投射された光ビームを各光ディスクの記録層に集光させる１個の対物レンズと、光源からみて対物レンズの手前に設けられた球面収差補正用の液晶素子とを備えた光ピックアップにおいて、液晶素子は、１対の基板と、これらの基板間に設けられた液晶と、一方の基板に形成された同心円状の回折用電極からなる回折パターンと、他方の基板に形成された同心円状の位相シフト用電極からなる位相シフトパターンとを有する。これらの回折パターンおよび位相シフトパターンは、互いに対向するように設けられている。そして回折パターンは、中心から径方向の一定範囲にあって電極間隔が広い第１の領域と、この第１の領域の外側にあって電極間隔が狭い第２の領域と、この第２の領域の外側にあって単一の回折用電極を備えた第３の領域とを有していて、第１の領域における回折用電極間の間隙に、位相シフト用電極と対向する付加電極が設けられている。ＣＤの再生時には、位相シフト用電極を全て同電位とし、当該位相シフト用電極と回折用電極との間に一定の電圧を印加することにより、回折パターンに入射する光ビームを回折させて、所定角度だけ発散した発散光に変換する。また、ＢＤの再生時には、回折用電極および付加電極を全て同電位とし、これらの電極と位相シフト用電極との間に個別に電圧を印加することにより、各位相シフト用電極の部分の屈折率を変化させて位相シフトパターンを通過する光ビームに位相差を与える。

本発明によれば、液晶素子の１対の基板に回折パターンおよび位相シフトパターンをそれぞれ設けるとともに、回折パターンの第１の領域において電極間に付加電極を設けたことにより、補正残差をより一層小さくして良好な再生信号が得られる光ピックアップを提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光ピックアップの概略構成図である。ここでは、ＣＤとＤＶＤとＢＤの３種類の光ディスクに対応可能な、３波長互換型の光ピックアップ１００を例に挙げる。

図１において、１ａはＣＤとＤＶＤ用の光源であって、波長が７８０ｎｍの赤外レーザ光および波長が６５０ｎｍの赤色レーザ光をそれぞれ投射する２個の半導体レーザを備えている。１ｂはＢＤ用の光源であって、波長が４０５ｎｍの青色レーザ光を投射する半導体レーザを備えている。２はプリズムであって、光源１ａからのレーザ光を透過して直進させるとともに、光源１ｂからのレーザ光を反射して光路を９０°変更させる。３もプリズムであって、プリズム２を透過した光を９０°の角度でコリメートレンズ４側へ反射するとともに、コリメートレンズ４からの光はそのまま透過させる。コリメートレンズ４は、プリズム３で反射されたレーザ光を平行光に変換するレンズである。５はコリメートレンズ４を通った光を９０°の角度で上向きに反射する立上げミラーである。

６はＣＤおよびＢＤの記録再生時の球面収差を補正するための液晶素子、７はＤＶＤの記録再生時の球面収差を補正するための位相シフト素子、８は入射したレーザ光をディスク面に集光させる対物レンズである。９は液晶素子６、位相シフト素子７および対物レンズ８が組み込まれた可動アクチュエータである。１０は光ディスク１３のディスク面で反射した光を各光学部品３〜８を介して受光する受光部である。１１は受光部１０から出力される信号を処理して所定の制御を行う制御部、１２は制御部１１からの出力に基づいて液晶素子６を駆動する液晶駆動部である。

光源１ａ，１ｂから投射されたレーザ光は、プリズム２を介してプリズム３で９０°反射され、コリメートレンズ４で平行光に変換された後、立上げミラー５、位相シフト素子７、液晶素子６および対物レンズ８を介して、光ディスク１３の記録層に集光され、微小な光スポットを形成する。また、光ディスク１３の記録層で反射された反射光は、各光学部品３〜８を介して受光部１０で受光される。受光部１０から出力される信号は制御部１１へ与えられる。制御部１１では、受光部１０の出力信号に基づいて液晶駆動部１２を制御し、液晶駆動部１２によって後述する液晶素子６の制御が行われる。また、制御部１１は受光部１０の出力信号に基づいてフォーカスエラーおよびトラッキングエラーを検出し、フォーカス制御やトラッキング制御などのサーボ制御を行うが、サーボ制御系は本発明に直接関係しないので、図１では図示を省略してある。

図２および図３は、液晶素子６の詳細な構造を示す図である。図２は液晶素子６の断面図、図３（ａ）は回折パターン２４の平面図、図３（ｂ）は位相シフトパターン２５の平面図である。図２は、図３の各パターンにおける右半分の領域の断面を示している。

図２に示されるように、液晶素子６は、液晶２３を挟んで対向する一対の透明基板２１，２２と、基板２１に設けられて回折パターン２４を構成する透明電極２４ａ〜２４ｃと、基板２２に設けられて位相シフトパターン２５を構成する透明電極２５ａ〜２５ｃとを有している。回折パターン２４は光ビームを発散させる機能を有しており、位相シフトパターン２５は光ビームに位相差を与える機能を有している。これらの回折パターン２４と位相シフトパターン２５は、互いに対向している。液晶２３は、例えばネマチック液晶からなり、透明電極２４ａ〜２４ｃ，２５ａ〜２５ｃに電圧を印加すると、電圧印加部分の液晶分子の配向方向が変化して、屈折率が変化する。透明電極２４ａ〜２４ｃ，２５ａ〜２５ｃは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から形成されている。透明基板２１，２２は、例えばガラスからなる。

図３（ａ）に示されるように、回折パターン２４は、同心円状に配列された透明電極（以下、「回折用電極」という。）２４ａ〜２４ｃから構成されていて、第１の領域Ｘ１、第２の領域Ｘ２、第３の領域Ｘ３を有している。第１の領域Ｘ１は、回折パターン２４の中心から径方向の一定範囲にあって、図２からもわかるように、当該領域Ｘ１に属する回折用電極２４ａの電極間隔は広くなっている。そして、この電極間の間隙に、位相シフトパターン２５の透明電極２５ａと対向する付加電極２６が設けられている。第２の領域Ｘ２は、第１の領域Ｘ１の外側にあって、図２からもわかるように、当該領域Ｘ２に属する回折用電極２４ｂの電極間隔は狭くなっている。このため、領域Ｘ２においては、上記のような付加電極２６が設けられていない。第３の領域Ｘ３は、第２の領域Ｘ２の外側にあって、単一のドーナツ型の回折用電極２４ｃを備えている。

図３（ｂ）に示されるように、位相シフトパターン２５も、同心円状に配列された透明電極（以下、「位相シフト用電極」という。）２５ａ〜２５ｃから構成されていて、第１〜第３の領域Ｙ１〜Ｙ３を有している。これらの領域Ｙ１〜Ｙ３の範囲は、領域Ｘ１〜Ｘ３の範囲と同じである。図２からもわかるように、各領域Ｙ１〜Ｙ３に属する位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃは、微小間隔を保って配置されている。

回折用電極２４ａ〜２４ｃのそれぞれには、図１の液晶駆動部１２によって、同じ電圧が印加されるようになっている。この場合、位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃは全て同電位（接地により０Ｖ）とし、共通電極として用いる。また、位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃのそれぞれには、図１の液晶駆動部１２によって、個別に電圧が印加されるようになっている。この場合、回折用電極２４ａ〜２４ｃおよび付加電極２６は全て同電位（接地により０Ｖ）とし、共通電極として用いる。

回折パターン２４は、使用開口数が小さいＣＤ用の球面収差補正領域として利用される。液晶２３は、回折用電極２４ａ〜２４ｃと付加電極２６に電圧が印加されていない状態では、回折パターン２４の全領域Ｘ１〜Ｘ３にわたって均一な屈折率ｎ１を有し、通過する光ビームに対し光学的に作用しないように配向されている。このため、光ビームは領域Ｘ１〜Ｘ３を回折することなくそのまま透過する。一方、液晶駆動部１２により、回折用電極２４ａ〜２４ｃに一定の電圧が印加されると（このとき付加電極２６に電圧は印加されない）、液晶２３における電極部分の配向方向が変化し、当該部分の屈折率がｎ１からｎ２に変化する。したがって、領域Ｘ１〜Ｘ３には、屈折率がｎ１である部分と、屈折率がｎ２である部分とが同心円状に交互に形成されることになる。このため、図４に示すように、液晶素子６に入射する光ビームＬは、回折パターン２４での回折によって角度αだけ発散した発散光Ｌ’に変換され、対物レンズ８に入射する。その結果、図７の場合と同様、光ディスク１３がＣＤである場合に、保護層１３ｂの厚みによる球面収差を補正することができるとともに、光ビームを記録層１３ａに集光させたときのワーキングディスタンスＷＤを大きく確保することができる。

位相シフトパターン２５は、使用開口数が大きいＢＤ用の球面収差補正領域として利用される。液晶２３は、位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃに電圧が印加されていない状態では、全領域Ｙ１〜Ｙ３にわたって均一な屈折率ｎ１を有し、通過する光ビームに対し光学的に作用しないように配向されている。このため、光ビームは領域Ｙ１〜Ｙ３をそのまま透過する。一方、液晶駆動部１２により、位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃに電圧が印加されると、液晶２３における電極部分の配向方向が変化し、当該部分の屈折率が変化する。この場合、電極２５ａ〜２５ｃのそれぞれには独立して電圧を印加することができるので、この電圧の値を調整することにより、各領域における屈折率を個別に制御することが可能となる。この結果、各領域を通過する光ビームに位相差を与えて、球面収差を補正することができる。

ここで、本発明では、回折パターン２４の電極間の間隙に付加電極２６を設けてあるので、位相シフトパターン２５を駆動して光ビームに位相差を与える場合、領域Ｙ１（Ｘ１）において、回折用電極２４ａと位相シフト用電極２５ａとに挟まれた部分の液晶２３だけでなく、付加電極２６と位相シフト用電極２５ａとに挟まれた部分の液晶２３にも電圧を印加することができる。このため、領域Ｙ１（Ｘ１）における印加電圧の分布を細かくして、前述した補正残差を小さくすることができる。以下、これについて述べる。

図５は、位相シフトパターン２５による球面収差の補正を説明する図であって、先の図１０に対応する図である。図５（ａ）の太実線は、ＢＤ再生時に光ビームに発生する球面収差を示している。図１０では、光軸に近い側の第１領域での位相シフトが不可能であったため、第１領域の球面収差を抑制することができず、第２領域で位相シフトによる球面収差の補正をしても、補正残差が大きくなっていた。これに対して、図５では、光軸に近い側の領域Ｘ１においても位相シフトが可能であり、さらに付加電極２６が設けられているので、位相シフト領域内で補正パターン（印加電圧）をより細かく設定することができる。このため、領域Ｘ１，Ｘ２での球面収差が図５（ｂ）のように抑制され、これによって補正残差を小さくして良好な再生信号を得ることができる。

なお、図１０と同様に、図５の場合も、位相シフト用電極２５ａ〜２５ｃの数や面積は、外周に行くほど大きくなる球面収差を補正できるような値に設定される。また、図５では、領域Ｘ１の全域と、領域Ｘ３の一部の領域における補正パターンのレベルが高くなっているが、これは次のような理由による。領域Ｘ１の球面収差を補正するには、本来、領域Ｘ１の補正パターンは、破線で示したようなパターンになるはずである。したがって、領域Ｘ１〜Ｘ３にわたって本来の補正パターンを得るには、各領域の位相シフト用電極に印加する電圧の大きさの関係は、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３となる。ところが、領域Ｘ２では、図２からわかるように回折用電極２４ｂの幅が小さいために、位相シフト電極２５ｂとの間で電位差を発生させることが困難であり、電極２４ｂ，２５ｂ間の電圧は事実上ゼロとなる。したがって、領域Ｘ１の位相シフト電極２５ｂには、これより低い電圧を印加することができなくなり、破線で示した補正パターンを生成するのが不可能となる。そこで、位相シフト電極２５ｂに、破線の補正パターンに対して１波長分ずらした実線の補正パターンを生成するような電圧を印加する。こうすれば、１波長ずれた位相差はもとの位相差と実質的に同じなので、位相シフト電極２５ｂへ印加する電圧を制御することで、所望の補正パターンを生成することが可能となる。領域Ｘ３の右端部におけるレベルの高い補正パターンも、同様の理由に基づいている。

以上のようにして、上述した実施形態によれば、回折パターン２４と位相シフトパターン２５とを備えた液晶素子６を用いることにより、１つの液晶素子で、ＣＤに対して球面収差の補正とワーキングディスタンスの確保ができるとともに、複数の記録層を有するＢＤに対しても球面収差の補正が可能となる。

また、液晶素子６の一方の基板２１に回折パターン２４が設けられ、他方の基板２２に位相シフトパターン２５が設けられているので、回折パターン２４の領域にかかわらず位相シフトの操作が可能となる。

さらに、回折パターン２４における電極間隔が広い第１の領域Ｘ１では、回折用電極２４ａの間に付加電極２６が設けられているので、電極間に何も設けられていない場合と比較して、位相シフト領域を細かく区切って電圧を印加することが可能となる。この結果、ＢＤに対して位相シフトによる球面収差の補正を行う場合に、補正残差がより一層小さくなって、良好な再生信号を得ることができる。

一方、ＤＶＤに対する球面収差の補正は、位相シフト素子７により行われる。位相シフト素子７は、本発明の要部ではないので、以下では簡単に説明する。位相シフト素子７は、透明基板に階段状に形成された段差により位相シフト領域を形成したもので、各位相シフト領域で光ビームの通過時間に差が生じるために、位相分布に変化が生じる。この位相分布の変化により、球面収差を補正することができる。位相シフト素子７には、必要に応じて開口制限部を設けてもよい。なお、ＣＤ用の光ビームとＢＤ用の光ビームは、位相シフト素子７により光学的作用を受けず、そのまま素子７を透過する。

上述した実施形態では、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤの３種類の光ディスクに対応可能な３波長互換型の光ピックアップ１００を例に挙げたが、本発明はこれ以外の光ピックアップにも適用することができる。例えば、ＣＤとＢＤ、あるいはＤＶＤとＢＤのような２種類の光ディスクに対応可能な２波長互換型の光ピックアップにも本発明は適用が可能である。

本発明の実施形態に係る光ピックアップの概略構成図である。液晶素子の断面図である。回折パターンと位相シフトパターンの平面図である。回折パターンによる球面収差の補正を説明する図である。位相シフトパターンによる球面収差の補正を説明する図である。球面収差とワーキングディスタンスの問題を説明する図である。光ビームの発散による球面収差の補正を説明する図である。先願発明に係る液晶素子の断面図である。同液晶素子における電極パターンの平面図である。同液晶素子による球面収差の補正を説明する図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ光源
２，３プリズム
４コリメートレンズ
５立上げミラー
６液晶素子
７位相シフト素子
８対物レンズ
９可動アクチュエータ
１０受光部
１１制御部
１２液晶駆動部
２１，２２透明基板
２３液晶
２４回折パターン
２４ａ〜２４ｃ回折用電極
２５位相シフトパターン
２５ａ〜２５ｃ位相シフト用電極
２６付加電極
Ｘ１第１領域
Ｘ２第２領域
Ｘ３第３領域
１００光ピックアップ

Claims

ＣＤおよびＢＤに対して、それぞれ異なる波長の光ビームを投射する複数の光源と、
前記各光源から投射された光ビームを各光ディスクの記録層に集光させる１個の対物レンズと、
前記光源からみて対物レンズの手前に設けられた球面収差補正用の液晶素子と、
を備えた光ピックアップにおいて、
前記液晶素子は、１対の基板と、これらの基板間に設けられた液晶と、一方の基板に形成された同心円状の回折用電極からなる回折パターンと、他方の基板に形成された同心円状の位相シフト用電極からなる位相シフトパターンとを有し、
前記回折パターンおよび位相シフトパターンは、互いに対向するように設けられており、
前記回折パターンは、中心から径方向の一定範囲にあって電極間隔が広い第１の領域と、この第１の領域の外側にあって電極間隔が狭い第２の領域と、この第２の領域の外側にあって単一の回折用電極を備えた第３の領域とを有していて、前記第１の領域における回折用電極間の間隙に、前記位相シフト用電極と対向する付加電極が設けられており、
ＣＤの再生時には、前記位相シフト用電極を全て同電位とし、当該位相シフト用電極と前記回折用電極との間に一定の電圧を印加することにより、前記回折パターンに入射する光ビームを回折させて、所定角度だけ発散した発散光に変換し、
ＢＤの再生時には、前記回折用電極および付加電極を全て同電位とし、これらの電極と前記位相シフト用電極との間に個別に電圧を印加することにより、各位相シフト用電極の部分の屈折率を変化させて位相シフトパターンを通過する光ビームに位相差を与えるようにしたことを特徴とする光ピックアップ。
複数種類の光ディスクに対して、それぞれ異なる波長の光ビームを投射する複数の光源と、
前記各光源から投射された光ビームを各光ディスクの記録層に集光させる１個の対物レンズと、
前記光源からみて対物レンズの手前に設けられた球面収差補正用の液晶素子と、
を備えた光ピックアップにおいて、
前記液晶素子は、１対の基板と、これらの基板間に設けられた液晶と、一方の基板に形成された同心円状の回折用電極からなる回折パターンと、他方の基板に形成された同心円状の位相シフト用電極からなる位相シフトパターンとを有し、
前記回折パターンおよび位相シフトパターンは、互いに対向するように設けられており、
前記回折パターンは、中心から径方向の一定範囲にあって電極間隔が広い第１の領域と、この第１の領域の外側にあって電極間隔が狭い第２の領域とを有していて、前記第１の領域における回折用電極間の間隙に、前記位相シフト用電極と対向する付加電極が設けられていることを特徴とする光ピックアップ。