JP3183564B2 - 光ディスク装置ならびに光ディスク装置に適用される光ヘッド装置及び液晶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、光ファイリ
ング装置或いは音楽用ＣＤ装置などに利用される光学ヘ
ッド装置に係り、特に、光ビ−ムを集束光に変換するた
めの集光装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイリング装置或いは音楽用ＣＤ装
置などの光ディスク装置では、光ディスクの記録面に照
射される集束光ビ−ムのビ−ムスポット径を小さくする
ための多くの手法が提案されている。

【０００３】例えば、超解像とよばれる方法では、開口
部即ちレンズ等において光ビ−ムが通過できる領域の中
心部分を遮光する方法 (M. Born and E. Wolf: Princip
lesof Optics = 光学の原理, Pergamon Press Ltd. Oxf
ord, 1975) 、及び、光ビ−ムを同心円状に２分割し、
それぞれの領域を通過する光ビ−ムの位相を１８０°シ
フトする方法 (J.E.wilkins, Jr.: J. Oct. Soc. Am.,
40 [1950] 22) などが知られている。

【０００４】しかしながら、上記超解像とよばれる方法
が利用された場合には、集束された光ビ−ムのビ−ムス
ポット径が小さくなるにつれて、中心ビ−ムスポットの
ピーク強度、即ち、光源の発光量に対する集光スポット
中心強度の比率である光利用効率が大幅に低下すること
が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記ピーク強度の低下
が生じた場合には、例えば、光ディスクへの情報の書込
みに際し、光量不足による記録エラーが生じやすくなる
問題がある。また、光ディスクからの情報読み出しに際
し、トラッキングエラー或いはフォーカシングエラーが
生じやすくなる問題がある。この発明の目的は、十分な
光強度を確保しつつ、ビームスポットの径の小さな光ビ
ームを形成できる光ヘッド装置、光ディスク装置及び、
液晶装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光ヘッド装置は、光ディスクの記録面に対
して、光ビームを照射して、前記記録面に照射した光ビ
ームに基づき、前記記録面に記録された信号を得る光ヘ
ッド装置において、光ビームを出射する光源と、第一の
透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一の透明
電極と第二の透明電極に印加される電圧によって、互い
に独立して結晶の配列方向を変化させることが可能な第
一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶装置とを
具備し、前記液晶装置は、前記光源から出射され、前記
光ディスクの記録面に照射される光ビームの光路中に、
この光ビームが、前記第一の液晶領域と、前記第二の液
晶領域とを透過するように配置され、前記第一の液晶領
域の形状は、前記光ビームが入射する方向から見た形状
が円形状あるいは楕円形状に形成され、前記第一の液晶
領域と、前記第二の液晶領域における前記結晶の配列方
向が制御されることによって、前記光ビームのうち、前
記第一の液晶領域を透過する光ビームと、前記第二の液
晶領域を透過する光ビームとに位相差を与えて前記記録
面に照射することを特徴とする。前記課題を解決するた
めに、本発明の光ヘッド装置は、光ディスクの記録面に
対して、光ビームを照射して、前記記録面に照射した光
ビームに基づき、前記記録面に記録された信号を得る光
ヘッド装置において、光ビームを出射する光源と、第一
の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一の透
明電極と第二の透明電極に印加される電圧によって、互
いに独立して結晶の配列方向を変化させることが可能な
第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶装置と
を具備し、前記液晶装置は、前記光源から出射され、前
記光ディスクの記録面に照射される光ビームの光路中
に、この光ビームが、前記第一の液晶領域と、前記第二
の液晶領域とを透過するように配置され、前記第一の液
晶領域の形状は、前記光ビームが入射する方向から見た
形状が円形状あるいは楕円形状に、また、前記第２の液
晶領域の形状は環状に形成されており、前記第一の液晶
領域と、前記第二の液晶領域における前記結晶の配列方
向が制御されることによって、前記光ビームのうち、前
記第一の液晶領域を透過する光ビームと、前記第二の液
晶領域を透過する光ビームとに位相差を与えて前記記録
面に照射することを特徴とする。また、前記課題を解決
するために、本発明の光ヘッド装置は、光ディスクの記
録面に対して、光ビームを照射して、前記記録面に照射
した光ビームに基づき、前記記録面に記録された信号を
得る光ヘッド装置において、光ビームを出射する光源
と、第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この
第一の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によ
って、互いに独立して結晶の配列方向を変化させること
が可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液
晶装置とを具備し、前記液晶装置は、前記光源から出射
され、前記光ディスクの記録面に照射される光ビームの
光路中に、この光ビームが、前記第一の液晶領域と、前
記第二の液晶領域とを透過するように配置され、前記第
一の液晶領域と、第二の液晶領域における前記結晶の配
列方向が制御されることによって、前記光ビームのう
ち、前記第一の液晶領域を透過する光ビームと、前記第
二の液晶領域を透過する光ビームとに位相差を与えて干
渉せしめ、前記記録面に照射することを特徴とする。ま
た、前記課題を解決するために本発明の光ディスク装置
は、光ディスクの記録面に対して、光ビームを照射し
て、前記記録面に照射した光ビームに基づき、前記記録
面に記録された信号を得る光ヘッド装置を備えた光ディ
スク装置において、前記光ヘッド装置は、光ビームを出
射する光源と、第一の透明電極と、第二の透明電極とを
備え、この第一の透明電極と第二の透明電極に印加され
る電圧によって、互いに独立して結晶の配列方向を変化
させることが可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域
を有する液晶装置とを具備し、前記液晶装置は、前記光
源から出射され、前記光ディスクの記録面に照射される
光ビームの光路中に、前記光ビームが、前記第一の液晶
領域と、前記第二の液晶領域とを透過するように配置さ
れ、前記第一の液晶領域の形状は前記光ビームが入射す
る方向から見た形状が円形状あるいは楕円形状に形成さ
れ、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域におけ
る前記結晶の配列方向が制御されることによって、前記
光ビームのうち、前記第一の液晶領域を透過する光ビー
ムと、前記第二の液晶領域を透過する光ビームとに位相
差を与えて前記記録面に照射することを特徴とする。ま
た、前記課題を解決するために、本発明の光ヘッド装置
は、光ディスクの記録面に対して、光ビームを照射し
て、前記記録面に照射した光ビームに基づき、前記記録
面に記録された信号を得る光ヘッド装置を備えた光ディ
スク装置において、前記光学ヘッドは、光ビームを出射
する光源と、第一の透明電極と、第二の透明電極とを備
え、この第一の透明電極と第二の透明電極に印加される
電圧によって、互いに独立して結晶の配列方向を変化さ
せることが可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を
有する液晶装置とを具備し、前記液晶装置は、前記光源
から出射され、前記光ディスクの記録面に照射される光
ビームの光路中に、前記光ビームが、前記第一の液晶領
域と、前記第二の液晶領域とを透過するように配置さ
れ、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域におけ
る前記結晶の配列方向が制御されることによって、前記
光ビームのうち、前記第一の液晶領域を透過する光ビー
ムと、前記第二の液晶領域を透過する光ビームとに位相
差を与えて干渉せしめ、前記記録面に照射することを特
徴とする。また、前記課題を解決するために、本発明の
液晶装置は、光ディスクの記録面に対して、光源から光
ビームを照射して、前記記録面に照射した光ビームに基
づき、前記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装置
内の前記光ビームの光路中に配置される液晶装置であっ
て、第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この
第一の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によ
って、互いに独立して結晶の配列方向を変化させること
が可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域とを具備
し、前記第一の液晶領域の形状は前記光ビームが入射す
る方向から見た形状が円形形状あるいは楕円形状に形成
され、前記光ビームを、前記第一の液晶領域と、前記第
二の液晶領域に透過させ、前記第一の液晶領域と、前記
第二の液晶領域における前記結晶の配列方向を制御する
ことによって、前記光ビームのうち、前記第一の液晶領
域を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を透過す
る光ビームとに位相差を与えて前記記録面に照射するこ
とを特徴とする。また、前記課題を解決するために、本
発明の液晶装置は、光ディスクの記録面に対して、光源
から光ビームを照射して、前記記録面に照射した光ビー
ムに基づき、前記記録面に記録された信号を得る光ヘッ
ド装置内の前記光ビームの光路中に配置される液晶装置
であって、第一の透明電極と、第二の透明電極とを備
え、この第一の透明電極と第二の透明電極に印加される
電圧によって、互いに独立して結晶の配列方向を変化さ
せることが可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域と
を具備し、前記光ビームを、前記第一の液晶領域と、前
記第二の液晶領域に透過させ、前記第一の液晶領域と、
前記第二の液晶領域における前記結晶の配列方向を制御
して、前記光ビームのうち、前記第一の液晶領域を透過
する光ビームと、前記第二の液晶領域を透過する光ビー
ムとに位相差を与えて干渉せしめ、前記記録面に照射す
ることを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【作用】互いに位相が反転された２つの光ビームが干渉
することから、中心ビームスポットにおける光量が十分
に確保されるとともに、ビームスポット径の小さな光ビ
ームを形成できる。

【００１０】

【実施例】図１には、この発明の一実施例である集光装
置が示されている。

【００１１】集光装置すなわち液晶装置10は、透明な材
質から形成されている第一の支持板12、この支持板12と
同様に透明な材質から形成され、支持板12に対向は位置
されている第二の支持板14、及び、第一及び第二の支持
板12，14間の間隔を一定に維持するとともに、液晶装置
（集光装置）10としての筐体を提供する外壁10ａからな
る。

【００１２】第一及び第二の支持板12，14の内側には、
概ね第一の支持板12に等しい面積に形成された第一の透
明電極 (電極手段) 16、及び、少なくとも一部が第一の
支持板12に対向され、且つ、第一の透明電極16の面積に
対して所望の面積比が与えられた第二の透明電極 (透明
電極手段) 18が配置されている。尚、第二の透明電極18
の形状は、この実施例では、概ね円形に規定される。

【００１３】第一及び第二の支持板12，14の内側であっ
て、第一及び第二の透明電極16，18のさらに内側には、
分離壁22を介して分割され、互いに独立して液晶組成物
即ち液晶の特性（配向方向）を変更可能に形成された少
なくとも２つの液晶領域である第一及び第二の液晶領域
24，26を有する液晶部材 (光学手段) 20が形成されてい
る。分離壁22は、詳細には、第二の透明電極18として規
定されている円の外周に接するよう規定された環状に形
成されていることから、第一の液晶領域24は、光ビーム
が入射される方向から見た状態で、概ね円型に形成され
る。従って、第二の液晶領域26は、同様に光ビームが入
射される方向から見た状態で、中心部分(即ち、第一の
液晶領域24と分離壁22とによって規定される円領域) が
切抜かれた形状を有する。

【００１４】尚、この実施例では、集光装置すなわち液
晶装置10に関し、光ビームが通過されるべき方向として
規定される軸即ち光軸はＺ軸に一致されるとともに、Ｚ
軸が第一の液晶領域24の中央部を貫通するよう配置され
る。従って、支持板12，14は、それぞれ、Ｚ軸と直交す
る面即ちＸ軸及びＹ軸を含む面に対して概ね平行に配置
される。一方、液晶部材20における液晶組成物の配列
（配向）の方向は、透明電極16及び18の双方に対して電
圧が提供されていない状態で、Ｘ軸に平行に配置されて
いるものとする。また、集光装置10には、既に説明した
液晶部材20の液晶組成物の配向の方向を変化させるため
の電源 (即ち第一及び第二の電極16，18に所望の電圧を
印加する) 装置28が接続されることは、いうまでもな
い。ここで、集光装置10に関し、光軸即ちＺ軸に沿うと
ともに、偏光の方向がＸ軸に平行なレーザビーム (偏光
光) が入射された場合について考察する。

【００１５】透明電極16，18の双方即ち分離壁22を介し
て区分されている液晶部材20の全域(第一及び第二の液
晶領域24，26) に関し、電圧が印加されていない場合に
は、集光装置10に入射される全てのレーザビームは、入
射時と実質的に同一の光学特性のまま出射される。一
方、第一及び第二の透明電極16及び18に対して、所望の
大きさを有する電圧が印加されることで、第一の液晶領
域24の液晶組成物の配向の方向が変化される。即ち、第
一及び第二の透明電極16及び18に電圧が印加された場合
には、第二の透明電極18の面積に対応して規定されてい
る第一の液晶領域24 (液晶部材20の分離壁22よりも内側
の領域) の光透過率が変化される。

【００１６】詳細には、第一及び第二の透明電極16，18
に対して、電圧が印加されていない場合、既に説明した
ように、液晶部材20を構成する全て即ち第一及び第二の
液晶組成物の配向の方向はＸ軸に平行に維持されてい
る。この状態で、偏光の方向がＸ軸に平行なレーザビー
ムが入射されることから、レーザビームは、入射時と実
質的に同一の光学特性のまま出射される。これに対し、
透明電極16及び18に所望の電圧が印加された場合には、
第一の液晶領域24に対応する液晶部材20の配列の方向が
Ｚ軸方向に変化される。

【００１７】このことは、第一の液晶領域24を通過され
るレ−ザビ−ムに関し、実質的に、屈折率が変化された
もの考えられる。この場合、第一の液晶領域24を通過さ
れるレ−ザビ−ムと第二の液晶領域26を通過されるレ−
ザビ−ムとの間には、位相差が提供される。ここで、第
一及び第二の液晶領域24及び26に関し、それぞれの領域
の面積比を最適化することで、上記位相差をλ／２ [ｒ
ａｄ] とすると、集光装置10を通過されたレ−ザビ−ム
のビ−ムスポット径は、集光装置10に入射される直前の
ビ−ムスポット径よりも小さなビ−ムスポット径に変換
される。このことは、集光装置10から出射されるレ−ザ
ビ−ムが記録媒体上に集束される場合のビ−ムスポット
の大きさを、従来から利用されているレンズなどに比較
して小さくできることを示している。

【００１８】ところで、上記透明電極16及び18に印加さ
れる電圧を変化させることで、第一の液晶領域24を通過
されるレ−ザビ−ムの偏光の方向を９０°変化させるこ
とも可能である。この場合、特定の方向に偏光を有する
レ−ザビ−ムのみを通過させることのできる光学部材、
例えば、検光子などと組合わせることで、集光装置10を
通過されるレ−ザビ−ムのビ−ムスポットの一部を遮光
することができる。ビ−ムスポットの一部が遮光された
場合にも、上記レ−ザビ−ムの一部に位相差を与える方
法と同様に、ビ−ムスポットの大きさ及び光強度が変化
されることはいうまでもない。図２には、図１に示され
ている集光装置を介してレ−ザビ−ムのビ−ムスポット
径及び光強度を変化される原理が示されている。

【００１９】レ−ザビ−ムのビ−ムスポットが概ね円形
であると仮定した場合、図１に示されている集光装置10
を介して分割されるビ−ムスポットは、図２ (ａ) のよ
うに示される。

【００２０】図２ (ａ) によれば、集光装置10における
第一の液晶領域24を通過されたレ−ザビ−ムの断面積が
“Ｂ”で、 (第一の液晶領域24の外側の) 第二の液晶領
域26を通過されたレ−ザビ−ムの断面積が“Ａ”で、そ
れぞれ、示されている。尚、第一の液晶領域24は、 (図
１における) 第二の透明電極18の面積に応じて規定され
ることから、上記断面積“Ｂ”は、実質的に、第二の透
明電極18の面積に支配されることは、いうまでもない。
尚、この発明の集光装置では、断面積“Ｂ”及び“Ａ”
の間には、Ａ＞Ｂの関係が満足されている。また、
“Ｂ”及び“Ａ”の大きさを最適化することで、後述、
図２ (ｃ) に示されている合成振幅分布は、様々な特性
(分布形状) に規定できる。

【００２１】図２ (ｂ) には、図２ (ａ) に示されてい
る面積比に分割されたレ−ザビ−ムに関し、それぞれの
レ−ザビ−ムが光ディスクRmの記録面に独立に伝達され
た状態でのビ−ムスポットの振幅分布が示されている。
この場合、振幅分布は、集光装置10を通過されたレ−ザ
ビ−ムに含まれるエネルギ−分布を示し、一般には、振
幅分布の絶対値が強度分布 (目視によって観測可能なビ
−ムスポットの状態)として知られている。

【００２２】図２ (ｂ) によれば、第一の液晶領域24を
通過されたレ−ザビ−ムのビ−ムスポットの振幅分布が
“Si”で、第二の液晶領域26を通過されたレ−ザビ−ム
のビ−ムスポットの振幅分布が“So”で、それぞれ、示
されている。この場合、第一の液晶領域24を通過された
レ−ザビ−ムと第二の液晶領域26を通過されたレ−ザビ
−ムのとの間には、λ／２ [ｒａｄ] の位相差が与えら
れることは、図１で説明した通りである。

【００２３】図２ (ｃ) には、図２ (ｂ) に示されてい
る振幅分布Si及びSoが合成された状態、即ち、光ディス
クRmの記録面に伝達されるレ−ザビ−ムのビ−ムスポッ
トの合成振幅分布が“Sr”のように規定される。尚、図
２ (ｃ) におけるSsは、集光装置10が利用されない場合
の光ディスクRmの記録面でのレ−ザビ−ムのビ−ムスポ
ットの振幅分布を示している。図２ (ｃ) から明らかな
ように、この発明の集光装置が利用されることで、光デ
ィスクRmに伝達されるレ−ザビ−ムのビ−ムスポット径
を小さく変化できる。

【００２４】尚、振幅分布Si及びSoは、第一の液晶領域
24 (第二の透明電極18の面積) の大きさに応じて変化さ
れることは、容易に理解される。一例を示すと、図２
(ａ)における“Ｂ”が次第に増大され、Ｂ＝Ａが満足さ
れた場合には、それぞれのレ−ザビ−ムのビ−ムスポッ
トの振幅分布は、互いに逆極性となることは、明らかで
ある。この場合、図２ (ｃ) と同様に求めることのでき
る合成振幅分布は、概ね“０”になるものと予想され
る。また、“Ｂ”がさらに増大され、Ｂ＞Ａが満足され
た場合には、合成振幅分布は、図２ (ｃ) におけるSsに
比較して、ピ−クレベルが低くなるとともに、ビ−ムス
ポット径が広がるものと予想できる。

【００２５】尚、レ−ザビ−ムのビ−ムスポットを複数
の領域に分割することで、ビ−ムスポットの大きさ及び
光強度を変化させる方法は、本願出願人によって既に出
願されていた特願平第３−２７８４００号などに詳し
い。

【００２６】図３には、図１に示されている集光装置が
利用される装置の一例として、光ディスク装置に組込ま
れ、光ディスクに対して情報を記録し、或いは、光ディ
スクから情報を再生するための光学ヘッド装置が示され
ている。

【００２７】光学ヘッド装置２は、断面ビ−ム形状即ち
ビ−ムスポットが楕円形であって、発散性のレ−ザビ−
ム (光) を発生する半導体レ−ザ (光源) 30、レ−ザ30
から発生されたレ−ザビ−ムのビ−ムスポットを概ね円
形に補正するとともに、レ−ザビ−ムを光ディスク (記
録媒体) Rmに向かって導き、さらに、光ディスクRmから
反射されたレ−ザビ−ムを、上記光ディスクへ向かうレ
−ザビ−ムから分離するための偏光ビ−ムスプリッタ32
を有している。

【００２８】偏光ビ−ムスプリッタ32とレ−ザ30との間
には、レ−ザ30からのレ−ザビ−ムを概ね平行に変換す
るコリメ−トレンズ34が配置されている。偏光ビ−ムス
プリッタ32と光ディスクRmとの間には、 (図１に示され
ている) この発明の実施例である集光装置10、送光系と
検出系との間のアイソレ−ションを整合する (光ディス
クRmへ向かうレ−ザビ−ムの偏光方向と光ディスクRmか
らの反射レ−ザビ−ムの偏光方向との間の位相差を９０
°にする) ためのλ／４板36、及び、偏光ビ−ムスプリ
ッタ32を通過されたレ−ザビ−ムを光ディスクRmの記録
面に集束させるとともに、光ディスクRmの記録面で反射
された反射レ−ザビ−ムを再び平行光に戻すための対物
レンズ38が、順に、挿入されている。尚、集光装置10
は、例えば、対物レンズ38と光ディスクRmとの間或いは
上記レ−ザ30と偏光ビ−ムスプリッタ32との間に配置さ
れてもよい。

【００２９】集光装置10には、既に説明したように、電
源装置28が接続されている。また、対物レンズ38の周囲
には、後述するフォ−カシング及びトラッキングに伴っ
て発生される制御信号によって付勢されるとともに、対
物レンズ38を光軸方向及び光ディスクRmの記録面と平行
な方向に移動させるためのレンズコイル40が配置されて
いる。

【００３０】偏光ビ−ムスプリッタ32の側方であって、
ビ−ムスプリッタ32を介して光ディスクRmへ向かうレ−
ザビ−ムから分離された反射レ−ザビ−ムが伝達される
方向には、光ディスクRmで反射されたレ−ザビ−ムを検
出するとともに、電気信号に変換するための光検出器42
が配置されている。また、偏光ビ−ムスプリッタ32と光
検出器42との間には、偏光ビ−ムスプリッタ32を介して
分離されたレ−ザビ−ムを、光検出器42の検出面上に集
束させるための集束レンズ44、及び、このレ−ザビ−ム
に関し、対物レンズ38を通過されたレ−ザビ−ムが光デ
ィスクRm上の所望の位置に所望のビ−ムスポットで集束
されるよう、フォ−カシング及びトラッキングとよばれ
るビ−ムスポット制御を可能にするための制御用レ−ザ
ビ−ムを発生させるための屈折体、例えば、シリンドリ
カルレンズ46などが配置されている。

【００３１】レ−ザ30から発生されたレ−ザビ−ムは、
コリメ−トレンズ34を介して平行ビ−ムに変換され、偏
光ビ−ムスプリッタ32を介してビ−ムスポットが概ね円
形に補正されて、集光装置10へ入射される。尚、この実
施例では、レ−ザビ−ムの偏光の方向がＸ軸に平行にな
るよう、レ−ザ30が固定される。

【００３２】集光装置10へ入射されたレ−ザビ−ムは、
図１を用いて既に説明したように、例えば、記録時に
は、レ−ザ30から発生された状態で、或いは、再生時に
は、ビ−ムスポット径が変換された状態で、光ディスク
Rmへ向かって出射される。

【００３３】即ち、情報の記録時には、集光装置10に接
続されている電源装置28は、ＯＦＦされた状態が維持さ
れることから、液晶部材20の全ての液晶組成物の配向の
方向は、Ｘ軸に平行な状態になる。一方、情報の再生時
には、電源装置28がＯＮされて、液晶部材20における一
部の領域即ち第一の液晶領域24の液晶組成物の配向の方
向がＺ軸に平行になるよう変化される。

【００３４】従って、情報の記録時には、集光装置10に
入射されたレ−ザビ−ムは、入射時と実質的に同一のビ
−ムスポット径及び光強度で出射される。これに対し、
情報の再生時には、ビ−ムスポット径が記録用ビ−ムよ
りも小さなレ−ザビ−ムが出射される。このように、記
録時よりも小さなビ−ムスポットを有するレ−ザビ−ム
を利用して光ディスクRmから情報を再生することで、再
生時の解像力を向上できる。また、記録レ−ザビ−ムに
関しても、従来は、光強度の減衰を考慮して、明らかに
オ−バ−レベルのビ−ムが利用される場合が見られた
が、この発明によれば、ビ−ムスポット径が小さいにも
拘らず十分な光強度が得られることから、記録マ−クの
長さ及び記録ピッチを低減できる。

【００３５】集光装置10から出射されたレ−ザビ−ム
は、λ／４板36を介して円偏光に変換され、対物レンズ
38によって集束性が与えられて、上記光ディスクRmの記
録面に照射される。この光ディスクRmの記録面に照射さ
れたレ−ザビ−ムは、光ディスクRmの記録面で反射され
る。このとき、光ディスクRmに記録されている情報の有
無に応じて反射率が変化される。

【００３６】光ディスクRmの記録面で反射されたレーザ
ビームは、上記対物レンズ38、λ／４板36を、再び順次
通過され、集光装置10に戻される。この場合、反射され
たレーザビームの偏光の方向は、光ディスクRmへ向かう
レーザビームの偏光の方向に対して９０°転移される
(偏向の方向がＹ軸方向に変化される) ことはいうまで
もない。ところで、集光装置10の液晶部材20の液晶組成
物の配向の方向は、記録時には、Ｘ軸方向に平行な状態
が維持されている。その一方で、再生時には、第一の液
晶領域24の液晶組成物の配向の方向がＺ軸方向に平行に
維持されている。しかしながら、光ディスクRmで反射さ
れ、λ／４板36を通過されたレーザビームの偏光の方向
は、既に説明したようにＹ軸に向けられていることか
ら、集光装置10の液晶部材20の液晶組成物の配向の方向
に影響されることなく上記偏光ビームスプリッタ32に戻
される。偏光ビームスプリッタ32に戻された反射レーザ
ビームは、λ／４板36上記光検出器42に向かって反射さ
れる。

【００３７】光検出器42に導かれたレ−ザビ−ムは、光
検出器42を介して電気信号に変換され、信号処理回路48
へ出力されて、光ディスクRmに記録されている情報とし
て再生される。尚、信号処理回路48では、上記フォ−カ
シング及びトラッキングとよばれるビ−ムスポット制御
のための対物レンズ制御信号も同時に発生される。この
対物レンズ制御信号に応じて上記レンズコイル40が付勢
され、光ディスクRmへ向かうレ−ザビ−ムが光ディスク
Rm上の所望の位置に所望のビ−ムスポットで集束され
る。

【００３８】図４には、図１に示されている実施例の変
形例が示されている。尚、図１に示されている部材と同
一の部材については、同一の符号を譜して詳細な説明を
省略する。

【００３９】集光装置50は、第一の支持板12、この第一
の支持板12に対向配置されている第二の支持板14、及
び、第一及び第二の支持板12，14間の間隔を一定に維持
するとともに、集光装置50としての筐体を提供する外壁
50ａを含んでいる。

【００４０】第一及び第二の支持板12，14の内側には、
概ね第一の支持板12に等しい面積に形成された第一の透
明電極 (電極手段) 16、及び、少なくとも一部が第一の
支持板12に対向され、且つ、第一の透明電極16の面積に
対して所望の面積比が与えられているとともに、環状に
形成された第二の透明電極 (透明電極手段) 52が配置さ
れている。即ち、集光装置50では、図１に示されている
集光装置10における第二の透明電極18が、中空円状に形
成されている。

【００４１】第一及び第二の支持板12，14の内側であっ
て、第一及び第二の透明電極16，52のさらに内側には、
２つの分離壁54及び56を介して分割され、それぞれが独
立に液晶組成物の特性即ち配向の方向を変更可能に形成
された少なくとも３つの液晶組成物領域即ち第一乃至第
三の液晶領域60，62及び64を有する液晶領域 (光学手
段) 58が形成されている。２つの分離壁54及び56は、詳
細には、第二の透明電極52として規定されている中空円
の内周及び外周に、それぞれ接するよう規定された環状
に形成されている。従って、第一の液晶領域60は、光ビ
ームが入射される方向から見た状態で、概ね円型に、ま
た、第二の液晶領域62は、同様に、光ビームが入射され
る方向から見た状態で、同心円環状に形成される。いう
までもなく、第三の液晶領域64は、同様に光ビームが入
射される方向から見た状態で、中心部分 (即ち、第一及
び第二の液晶領域60及び62と２つの分離壁54と56とによ
って規定される円領域) が切抜かれた形状を有する。

【００４２】第一及び第三の液晶領域60及び64は、実質
的に、同一に機能することはいうまでもない。換言する
と、第一の透明電極16に対向配置された第二の透明電極
52によって規定される第二の液晶領域62のみ、第一及び
第三の液晶領域60及び64に比較して異なる液晶組成物の
配向を提供できる。以下、集光装置50に関し、図１に示
されている集光装置10と同様の条件で、レーザビーム
(偏光光) が入射された場合について考察する。

【００４３】集光装置50に対して、光軸即ちＺ軸に沿う
とともに、偏光の方向がＸ軸に平行なレーザビームが入
射された場合、透明電極16及び52のいづれにも電圧が印
加されていない場合には、集光装置50に入射される全て
のレーザビームは、入射時と実質的に同一の光学特性の
まま出射される。これに対して、透明電極16及び52に所
望の電圧が印加されることで、第二の液晶領域62の液晶
組成物の配向の方向が変化される。即ち、透明電極16及
び52に電圧が印加された場合には、第二の透明電極52の
形状に対応して規定されている第二の液晶領域62 (液晶
部材58に関し、分離壁54と56からに制限を受ける環状領
域) の光透過率が変化される。

【００４４】集光装置50では、集光装置10と同様に、電
圧が印加された電極間に位置される液晶領域 (即ち第二
の液晶領域62) では、液晶組成物の配向の方向が (Ｘ軸
方向に平行な方向から) Ｚ軸方向に平行な方向に変化さ
れる。従って、概ねＺ軸に沿うとともに、集光装置50の
中央付近即ち第一の液晶領域60を通過されるレーザビー
ムと第二の液晶領域62を通過されるレーザビームとの
間、及び、第二の液晶領域62を通過されるレーザビーム
と第二の液晶領域62よりも外側の第三の液晶領域64を通
過されるレーザビームとの間に、それぞれ所望の位相差
が提供される。この場合、第二の透明電極52の面積を最
適化することで、上記それぞれのレーザビーム間の位相
差を、それぞれ、λ／２ [ｒａｄ] にすることができ
る。尚、第一の液晶領域60を通過されたレーザビームと
第三の液晶領域64を通過されたレーザビームとの位相差
は、同位相になることは、いうまでもない。

【００４５】第一の液晶領域60及び第三の液晶領域64を
通過されるレ−ザビ−ムの位相を同位相に、第二の液晶
領域62を通過されるレ−ザビ−ムの位相を第一及び第三
の液晶領域32及び36を通過されるレ−ザビ−ムに対して
λ／２ [ｒａｄ] ずつシフトさせることで、第一の実施
例である集光装置10では、十分に低減できなかったサイ
ドロ−ブの光強度も低減できる。図５には、図１及び図
４に示されている集光装置の変形例が示されている。集
光装置70では、図１に示されている集光装置10における
第一の液晶領域24及び分離壁22と同様に機能する部材が
楕円形に規定された例が示されている。

【００４６】即ち、集光装置70は、入射されるレ−ザビ
−ムのビ−ムスポットにおけるアスペクト比 (楕円形に
おける長径と短径との比) に対して概ね一致されたアス
ペクト比が与えられている楕円形に規定された第二の透
明電極72、この透明電極72の外周に接して規定された分
離壁74、この分離壁74を介して形成された第一の液晶領
域76、及び、この第一の液晶領域76の外側に規定される
第二の液晶領域78を有している。尚、第二の透明電極72
は、図４に示されている集光装置50と同様に、中空円状
に形成されてもよいことは、いうまでもない。

【００４７】この集光装置70が利用された場合には、例
えば、図３に示されている光学ヘッド装置２に関し、偏
光ビ−ムスプリッタ32のレ−ザ30側に面した入射面に通
常組合わせられている楕円補正機能を省略できる。図６
には、図１，図４及び図５に示されている集光装置とは
異なる実施例が示されている。

【００４８】集光装置90は、板状の支持体92、この支持
体92上に、支持体92に等しい面積に形成された共通電極
94ａ、及び、この共通電極94ａ上に、実質的に均一な厚
さに形成された圧電素子 (ピエゾ素子) 96を有してい
る。圧電素子96の一部の領域であって、上記共通電極94
ａと対向する位置には、共通電極94ａに対して所望の面
積比が与えられている対向電極94ｂが配置されている。
また、この対向電極94ｂを含む上記圧電素子96の上記支
持体92と対向する面には、外部から供給されう光ビ−ム
を反射するための光反射層98が形成されている。尚、共
通電極94ａ及び対向電極94ｂには、図示しない電源装置
が接続されている。また、圧電素子96は、上記対向電極
94ｂの面積に応じて予め分割されたものが利用されても
よい。

【００４９】圧電素子96は、圧電素子を挟みこむ電極間
に電圧が印加された場合に、印加される電圧に対応して
素子自身の厚さが変化する部材として知られている。こ
のことから、集光装置90は、電極94ａ及び94ｂ間に、電
圧が印加されていない場合には、光反射面98の全ての領
域を実質的に同一の平面に規定できる。その一方で、電
極94ａ及び94ｂ間に、電圧が印加された場合には、電極
94ａ及び94ｂ間に印加される電圧の大きさに基づいて、
圧電素子96における対向電極94ｂの面積に対応する領域
の厚さが変化される。従って、光反射面98は、少なくと
も一部が同一の高さを持たない反射面として規定され
る。

【００５０】この場合、集光装置90は、既に説明した他
の実施例と同様に、光反射面98に入射される光ビ−ムに
対して所望の位相差を提供できる。尚、集光装置90は、
反射型集光装置としてのみ機能することは、明らかであ
る。従って、例えば、光学ヘッド装置として利用される
場合には、光路設計を考慮しなければならないことはい
うまでもない。

【００５１】図７には、図３に示されている光学ヘッド
装置の変形例が示されている。尚、図３に示されている
部材と同一の部材については、同一の符号を譜して詳細
な説明を省略する。

【００５２】図７によれば、光学ヘッド装置 100は、図
３に示されている実施例と実質的に同様に形成されてい
る。即ち、半導体レ−ザ30と光ディスクRmとの間には、
偏光ビ−ムスプリッタ32、コリメ−トレンズ34、集光装
置10、λ／４板36、及び、対物レンズ38などの光学部材
が、順に配列されている。

【００５３】ところで、この光学ヘッド装置 100では、
集光装置10と対物レンズ38とは、それぞれを一体に収容
するレンズハウジング 110に、組込まれている。また、
レンズコイル40は、レンズハウジング 110の周囲に固定
されている。

【００５４】このことは、図３に示されている光学ヘッ
ド装置２に関し、例えば、フォ−カシング或いはトラッ
キングに際して、対物レンズ38のみが移動される場合に
生じることのある、対物レンズ38と集光装置10との間の
光軸のずれの影響を低減できる。即ち、図３に示されて
いる光学ヘッド装置２では、上記フォ−カシング或いは
トラッキングに際して対物レンズ38のみが移動されるこ
とから、集光装置10の光軸を通過されたレ−ザビ−ムと
対物レンズ38の光軸との間に位置ずれ或いは傾きが生じ
る。

【００５５】集光装置10と対物レンズ38との間の光軸に
ずれが生じた場合には、集光装置10から対物レンズ38に
向かって出射されるレ−ザビ−ムの有効ビ−ムスポット
サイズが制限される虞れがある。また、集光装置10から
対物レンズ38へ向かうレ−ザビ−ム及び光ディスクRmか
ら反射されて対物レンズ38に戻されるレ−ザビ−ムに関
し、コマ収差成分が増大される虞れがある。この場合、
光ディスクRmに導かれるビ−ムスポットに関し、ビ−ム
スポットにおけるピ−ク強度を低下させる虞れがある。

【００５６】これに対し、図７に示されている実施例で
は、対物レンズ38と集光装置10とはレンズハウジング 1
10を介して同時に移動される。このことは、集光装置10
を通過されたレ−ザビ−ムの全てを対物レンズ38に、ま
た、対物レンズ38を通過されたレ−ザビ−ムの全てを集
光装置10に、それぞれ、入射可能になる。

【００５７】従って、レンズハウジング 110を介して、
対物レンズ38と集光装置10とを一体に保持することで、
光ディスクRmに導かれるビ−ムスポットに関し、ピ−ク
強度を低下させることなく、レ−ザビ−ムを有効に利用
できる。

【００５８】尚、この実施例では、集光装置の例とし
て、図１に示されている第一の実施例を利用して説明し
たが、例えば、図４乃至図６に示されているいづれかの
集光装置 (50，70或いは90) が利用されてもよいこと
は、いうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば十
分な光強度を確保しつつ、ビームスポットの径の小さな
光ビームを形成できる光ヘッド装置、光ディスク装置及
び、液晶装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である集光装置を示し、
(ａ) は集光装置の外観を示す斜視図、(ｂ) は、 (ａ)
の斜視図を線Ｉ−Ｉで切断した断面図。

【図２】図１に示されている集光装置によって光ビ−ム
のビ−ムスポット径及び光強度が変化できる原理を説明
する特性図であって、(ａ) は集光装置における光分割
の例を示すグラフ、(ｂ) 及び (ｃ) は、それぞれ、分
割された面積比と光の振幅分布との関係を示すグラフ。

【図３】図１に示されている集光装置が組込まれる光学
ヘッド装置を示す概略平面図。

【図４】図１に示されている集光装置の変形例を示し、
(ａ) は集光装置の外観を示す斜視図、(ｂ) は、 (ａ)
の斜視図を線IV−IVで切断した断面図。

【図５】図１に示されている集光装置の変形例を示し、
(ａ) は集光装置の外観を示す斜視図、(ｂ) は、 (ａ)
の斜視図を線Ｖ−Ｖで切断した断面図。

【図６】図１に示されている集光装置とは異なる実施例
を示す概略断面図。

【図７】図３に示されている光学ヘッド装置の変形例を
示す概略平面図。

【符号の説明】

10…集光装置、12，14…支持板、16…第一の透明電極
(電極手段) 、18…第二の透明電極 (透明電極手段) 、2
0…液晶部材 (光学手段) 、22…分離壁、24…第一の液
晶領域、26…第二の液晶領域、28…電源装置。

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクの記録面に対して、光ビームを
   照射して、前記記録面に照射した光ビームに基づき、前
   記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装置におい
   て、 光ビームを出射する光源と、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
   の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
   て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
   可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶
   装置とを具備し、 前記液晶装置は、前記光源から出射され、前記光ディス
   クの記録面に照射される光ビームの光路中に、この光ビ
   ームが、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域と
   を透過するように配置され、前記第一の液晶領域の形状
   は、前記光ビームが入射する方向から見た形状が円形状
   あるいは楕円形状に形成され、前記第一の液晶領域と、
   前記第二の液晶領域における前記結晶の配列方向が制御
   されることによって、前記光ビームのうち、前記第一の
   液晶領域を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を
   透過する光ビームとに位相差を与えて前記記録面に照射
   することを特徴とした光ヘッド装置。
2. 【請求項２】光ディスクの記録面に対して、光ビームを
   照射して、前記記録面に照射した光ビームに基づき、前
   記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装置におい
   て、 光ビームを出射する光源と、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
   の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
   て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
   可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶
   装置とを具備し、 前記液晶装置は、前記光源から出射され、前記光ディス
   クの記録面に照射される光ビームの光路中に、この光ビ
   ームが、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域と
   を透過するように配置され、前記第一の液晶領域の形状
   は、前記光ビームが入射する方向から見た形状が円形状
   あるいは楕円形状に、また、前記第２の液晶領域の形状
   は環状に形成されており、前記第一の液晶領域と、前記
   第二の液晶領域における前記結晶の配列方向が制御され
   ることによって、前記光ビームのうち、前記第一の液晶
   領域を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を透過
   する光ビームとに位相差を与えて前記記録面に照射する
   ことを特徴とした光ヘッド装置。
3. 【請求項３】光ディスクの記録面に対して、光ビームを
   照射して、前記記録面に照射した光ビームに基づき、前
   記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装置におい
   て、 光ビームを出射する光源と、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
   の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
   て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
   可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶
   装置とを具備し、 前記液晶装置は、前記光源から出射され、前記光ディス
   クの記録面に照射される光ビームの光路中に、この光ビ
   ームが、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域と
   を透過するように配置され、前記第一の液晶領域と、第
   二の液晶領域における前記結晶の配列方向が制御される
   ことによって、前記光ビームのうち、前記第一の液晶領
   域を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を透過す
   る光ビームとに位相差を与えて干渉せしめ、前記記録面
   に照射することを特徴とした光ヘッド装置。
4. 【請求項４】前記液晶装置に光ビームが入射する方向か
   ら見た前記第一の液晶領域の形状は円形あるいは楕円形
   であることを特徴とした請求項２に記載の光ヘッド装
   置。
5. 【請求項５】前記液晶装置に光ビームが入射する方向か
   ら見た前記第二の液晶領域の形状は環状であることを特
   徴とした請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光ヘ
   ッド装置。
6. 【請求項６】前記光ビームの光路中に対物レンズを備
   え、この光路中であって、前記対物レンズと、前記光源
   の間に前記液晶装置を介在したことを特徴とした請求項
   １乃至請求項４のいずれかに記載の光ヘッド装置。
7. 【請求項７】前記対物レンズと、前記液晶装置とを収容
   するレンズハウジングと具備したことを特徴とする請求
   項１乃至請求項５のいずれかに記載の光ヘッド装置。
8. 【請求項８】前記液晶装置は、前記第一の液晶領域と、
   前記第二の液晶領域とを分離する分離壁を具備すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の
   光ヘッド装置。
9. 【請求項９】前記液晶装置を透過して、前記記録面上に
   照射される光ビームのスポット形状は円形あるいは楕円
   形であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいず
   れかに記載の光ヘッド装置。
10. 【請求項１０】前記液晶装置は、前記光源から入射する
    光ビームに対する透過率を変化せしめることを特徴とす
    る請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の光ヘッド装
    置。
11. 【請求項１１】前記液晶装置は、前記光ビームの光路中
    であって、前記対物レンズと、光ディスクとの間に配置
    されることを特徴する請求項１乃至請求項９のいずれか
    に記載の光ヘッド装置。
12. 【請求項１２】光ディスクの記録面に対して、光ビーム
    を照射して、前記記録面に照射した光ビームに基づき、
    前記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装置を備え
    た光ディスク装置において、 前記光ヘッド装置は、 光ビームを出射する光源と、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
    の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
    て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
    可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶
    装置とを具備し、 前記液晶装置は、前記光源から出射され、前記光ディス
    クの記録面に照射される光ビームの光路中に、前記光ビ
    ームが、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域と
    を透過するように配置され、前記第一の液晶領域の形状
    は前記光ビームが入射する方向から見た形状が円形状あ
    るいは楕円形状に形成され、前記第一の液晶領域と、前
    記第二の液晶領域における前記結晶の配列方向が制御さ
    れることによって、前記光ビームのうち、前記第一の液
    晶領域を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を透
    過する光ビームとに位相差を与えて前記記録面に照射す
    ることを特徴とした光ディスク装置。
13. 【請求項１３】光ディスクの記録面に対して、光ビーム
    を照射して、前記記録面に照射した光ビームに基づき、
    前記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装置を備え
    た光ディスク装置において、 前記光学ヘッドは、 光ビームを出射する光源と、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
    の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
    て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
    可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域を有する液晶
    装置とを具備し、 前記液晶装置は、前記光源から出射され、前記光ディス
    クの記録面に照射される光ビームの光路中に、前記光ビ
    ームが、前記第一の液晶領域と、前記第二の液晶領域と
    を透過するように配置され、前記第一の液晶領域と、前
    記第二の液晶領域における前記結晶の配列方向が制御さ
    れることによって、前記光ビームのうち、前記第一の液
    晶領域を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を透
    過する光ビームとに位相差を与えて干渉せしめ、前記記
    録面に照射することを特徴とした光ディスク装置。
14. 【請求項１４】光ディスクの記録面に対して、光源から
    光ビームを照射して、前記記録面に照射した光ビームに
    基づき、前記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装
    置内の前記光ビームの光路中に配置される液晶装置であ
    って、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
    の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
    て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
    可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域とを具備し、前記第一の液晶領域の形状は 前記光ビームが入射する方
    向から見た形状が円形形状あるいは楕円形状に形成さ
    れ、前記光ビームを、前記第一の液晶領域と、前記第二
    の液晶領域に透過させ、前記第一の液晶領域と、前記第
    二の液晶領域における前記結晶の配列方向を制御するこ
    とによって、前記光ビームのうち、前記第一の液晶領域
    を透過する光ビームと、前記第二の液晶領域を透過する
    光ビームとに位相差を与えて前記記録面に照射すること
    を特徴とする液晶装置。
15. 【請求項１５】光ディスクの記録面に対して、光源から
    光ビームを照射して、前記記録面に照射した光ビームに
    基づき、前記記録面に記録された信号を得る光ヘッド装
    置内の前記光ビームの光路中に配置される液晶装置であ
    って、 第一の透明電極と、第二の透明電極とを備え、この第一
    の透明電極と第二の透明電極に印加される電圧によっ
    て、互いに独立して結晶の配列方向を変化させることが
    可能な第一の液晶領域と、第二の液晶領域とを具備し、 前記光ビームを、前記第一の液晶領域と、前記第二の液
    晶領域に透過させ、前記第一の液晶領域と、前記第二の
    液晶領域における前記結晶の配列方向を制御して、前記
    光ビームのうち、前記第一の液晶領域を透過する光ビー
    ムと、前記第二の液晶領域を透過する光ビームとに位相
    差を与えて干渉せしめ、前記記録面に照射することを特
    徴とする液晶装置。