JP3795998B2 - 波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップに係り、特にＤＶＤ（Digital Video Disc）とＣＤ（Compact Disc）のようにディスク厚及び記録密度が異なる複数の光記録媒体に使用可能なコンパチブルタイプ（Compatible Type）の波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤを再生するための光ピックアップにおいては、ＣＤと同じ直径１２ｃｍのＤＶＤのディスクに動画やコンピュータ情報などのディジタル情報がＣＤに比べてかなりの高密度記録（ＣＤの６〜８倍の記録密度）で記録されているため、ピット情報を読み取るためのレーザビームのスポット径をＣＤを再生するための光ピックアップに比べてかなり小さくする必要がある。
【０００３】
このため、ＤＶＤを再生するための光ピックアップにおいては、ビームスポット径を小さくすべく、使用するレーザ光源の波長をＣＤの７８０ｎｍよりも短い６５０ｎｍまたは６３５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡをＣＤの０．４５よりも大きな０．６に設定する等によりディスク片面に約５Ｇバイト（ＣＤの約８倍）の高密度記録がなされたＤＶＤの記録情報を読みとることに成功している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＤＶＤ及びＣＤは同じ記録形式を採用しており、ＤＶＤプレーヤでＣＤも再生できるようにすることが望まれる。
しかしながら、ＤＶＤ用にレーザの波長λを短くし、かつ、対物レンズの開口数ＮＡを大きくした場合、ディスクがわずかに傾いても波面収差（主としてコマ収差）が発生し、光ピックアップの光軸に対してディスク面が垂直からずれる角度、いわゆるチルト角に対するマージンが小さくなってしまう。
【０００５】
また、ＤＶＤよりもＣＤの方がディスク厚が厚い場合（例えば、２枚張合わせ型のＤＶＤは片面０．６ｍｍ、ＣＤは１．２ｍｍ）には、ＤＶＤを再生するための光ピックアップ（光学系）を用いてＣＤを再生すると、波面収差（主として球面収差）が発生し、レーザビームのスポット径が大きく広がってしまうこととなる。
【０００６】
このため、そのままではＤＶＤ用の光ピックアップ（光学系）を用いてＣＤの情報を読み取ることができないという問題を生じる。
このような問題を解決するために、従来より、ＤＶＤ用及びＣＤ用の２つの対物レンズを用意し、ディスクによってレンズを切り替える方法、コリメータ部分に補正レンズを挿入し、ディスクによる収差を補正する方法、対物レンズにホログラムを利用した２焦点レンズを用いる方法などが提案されている。
【０００７】
しかしながら、２つの対物レンズを用いる方法や補正レンズを用いる方法の場合には機構が複雑となり、設置スペースを大きく必要とし、小型化には向かないという欠点があった。
また、ホログラムを用いる方法の場合には、回折や干渉を利用していること、マルチピームであることなどから、光の利用効率が低く、さらに、マルチビームなので干渉の影響が出やすいという欠点があった。
【０００８】
さらに、上記いずれかの方法によってＤＶＤ及びＣＤの双方に使用できるように構成したとしても、ディスクの傾きにより発生した収差を補正するチルト補正までも同時に行なうことは困難であり、チルト補正装置を別途設ける必要があった。
【０００９】
しかし、チルト補正装置を別に設けた場合、装置がさらに大型化するとともに、コストも高くなってしまうという新たな問題点が生じることとなっていた。
そこで、本発明の目的は、ＤＶＤとＣＤのようにディスク厚及び記録密度が異なる複数の光記録媒体の記録／再生装置において、ディスク厚に起因して発生する収差（主として球面収差）及びディスクの傾きに起因して発生する収差（主としてコマ収差）を補正できるとともに、構成を複雑化することなく、小型化に適した波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正ユニットであって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置された液晶素子と、前記液晶素子を挟み、該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極とを備え、前記第１電極は少なくとも前記光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割され、前記第２電極は複数に分割され、前記光軸を通る当該第２電極面上の直線に対して鏡像対称で、かつ、少なくとも一対の互いに独立した分割領域を有して構成する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の波面収差補正ユニットであって、前記一対の分割領域は、前記光軸を通る直線に対して鏡像対称となる一対の閉形状の分割線で囲まれて設けて構成する。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の波面収差補正ユニットであって、前記閉形状の分割線は略半円形状である。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の波面収差補正ユニットであって、前記閉形状の分割線は矩形である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れか１項記載の波面収差補正ユニットであって、前記一対の分割領域は、前記光軸を通る第２電極面上の直線を中心に互いに離間し、かつ前記直線に沿った一対の分割線よりも外側に設けられる領域であり、前記一対の分割線は外側に向かって凸形状である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正ユニットであって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置された液晶素子と、前記液晶素子を挟み、該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極とを備え、前記第１電極は少なくとも前記光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割され、前記第２電極は光学系により規定されるコマ収差分布に対応する形状の分割領域に分割される。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記第１電極の前記円形分割領域は所望の開口数に対応する。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７何れか１項記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記液晶素子は、前記第１、第２電極間の電圧が非印加時において、通過する光線の偏光面を所定量回転させ、前記第１、第２電極間の所定電圧の印加時において前記偏光面の回転が実質的に無くなる。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記偏光面の所定量の回転は、１５°〜６０°である。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記円形分割領域は、光軸を中心とする１以上の同心円状の分割線で分割されている。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の波面収差補正ユニットにおいて、円形分割領域内の分割領域は、球面収差分布に対応した形状である。
【００１６】
請求項１２記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項８記載の波面収差補正ユニットと、前記所定電圧を印加する電圧印加手段とを備えて構成する。
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の波面収差補正装置であって、偏光ビームスプリッタと、１／４波長板とを更に有し、前記光源、前記偏光ビームスプリッタ、前記１／４波長板、前記対物レンズはこの順で前記光源の光路上に配置され、前記偏光ビームスプリッタと前記１／４波長板との間に前記波面収差補正ユニットを有して構成する。
【００１７】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の波面収差補正装置であって、前記波面収差補正ユニットは、前記電圧非印加時において前記波面収差補正ユニットを通過した光束の偏光面が前記１／４波長板の結晶軸とほぼ同方向になるように配置される。
【００１８】
請求項１５記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第１、第２電極の各分割領域に相異なる電圧を印加して前記液晶素子の屈折率を制御する電圧印加手段を備えて構成する。
【００１９】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の波面収差補正装置であって、前記電圧印加手段は前記第２電極の各分割領域に前記波面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加する。
請求項１７記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第２電極の各分割領域に光記録媒体の傾き情報に対応する電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えて構成する。
【００２０】
請求項１８記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第１電極の光記録媒体の種別情報に対応する領域に電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えて構成する。
【００２１】
請求項１９記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１０又は１１記載の波面収差補正ユニットを有し、前記円形分割領域内の各分割領域に相異なる電圧を印加して前記液晶素子の屈折率を制御する電圧印加手段をさらに備えて構成する。
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の波面収差補正装置において、前記電圧印加手段は、前記円形分割領域内の各分割領域に球面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加する。
【００２２】
請求項２１記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、光記録媒体への照射光あるいは前記光記録媒体からの前記照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に前記波面収差補正ユニットを前記光軸に対して傾けて配置した。
【００２３】
請求項２２記載の発明は、光源と対物レンズを有する光記録媒体用光ピックアップにおいて、請求項１２〜１４、１８〜２１の何れか１項に記載の波面収差補正装置を有する。
【００２４】
請求項２３記載の発明は、光源と対物レンズを有する光記録媒体用光ピックアップにおいて、請求項１５〜１７に記載の波面収差補正装置を有する。
【００２５】
請求項２４記載の発明は、請求項２３記載の光ピックアップであって、前記光記録媒体の前記光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を前記電圧印加手段に出力する傾き検出手段をさらに備えて構成する。
【００２７】
請求項１記載の発明によれば、液晶素子が光源と対物レンズとの間の光路中に配置される。液晶素子は、当該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極によって挟まれる。第１電極は少なくとも光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割される。第２電極は複数に分割され、光軸を通るその第２電極面上の直線に対して鏡像対称で、かつ、少なくとも一対の互いに独立した分割領域を有する。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、一対の分割領域が、光軸を通る直線に対して鏡像対称となる一対の閉形状の分割線で囲まれて設けられる。
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、閉形状の分割線が略半円形状である。
請求項４記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、閉形状の分割線が矩形である。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４何れか１項記載の発明の作用に加えて、一対の分割領域が、光軸を通る第２電極面上の直線を中心に互いに離間し、かつ直線に沿った一対の分割線よりも外側に設けられる領域であり、一対の分割線は外側に向かって凸形状である。
請求項６記載の発明によれば、光源と対物レンズとの間の光路中に配置されている。液晶素子は、当該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極によって挟まれる。第１電極が少なくとも光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割される。第２電極が光の入射領域は光学系により規定されるコマ収差分布に対応する形状の分割領域に分割される。
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明の作用に加えて、第１電極の円形分割領域は所望の開口数に対応する。
【００２９】
請求項８記載の発明によれば、請求項１〜７何れか１項記載の発明の作用に加えて、液晶素子は、第１、第２電極間の電圧が非印加時において、通過する光線の偏光面を所定量回転させ、第１、第２電極間の所定電圧の印加時において偏光面の回転が実質的に無くなる。
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明の作用に加えて、偏光面の所定量の回転は、１５°〜６０°である。
【００３０】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１〜９記載の発明の作用に加えて、円形分割領域が、光軸を中心とする１以上の同心円状の分割線で分割されている。
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の発明の作用に加えて、円形分割領域内の分割領域は、球面収差分布に対応した形状である。
【００３１】
請求項１２記載の発明によれば、電圧印加手段が請求項８記載の波面収差補正ユニット内の液晶素子を挟む電極に所定電圧を印加する。
請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載の発明の作用に加えて、偏光ビームスプリッタと、１／４波長板とを更に有する。光源、偏光ビームスプリッタ、１／４波長板、対物レンズはこの順で前記光源の光路上に配置される。偏光ビームスプリッタと１／４波長板との間に波面収差補正ユニットを有する。
請求項１４記載の発明によれば、請求項１３記載の発明の作用に加えて、波面収差補正ユニットは、電圧非印加時において波面収差補正ユニットを通過した光束の偏光面が１／４波長板の結晶軸とほぼ同方向になるように配置される。
【００３２】
請求項１５記載の発明によれば、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が、第１、第２電極の各分割領域に相異なる電圧を印加して液晶素子の屈折率を制御する。
請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の発明の作用に加えて、電圧印加手段が第２電極の各分割領域に波面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加する。
【００３３】
請求項１７記載の発明によれば、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が第２電極の各分割領域に光記録媒体の傾き情報に対応する電圧を印加する。
請求項１８記載の発明によれば、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が第１電極の光記録媒体の種別情報に対応する領域に電圧を印加する。
請求項１９記載の発明によれば、請求項１０又は１１記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が円形分割領域内の各分割領域に相異なる電圧を印加して液晶素子の屈折率を制御する。
【００３４】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１９記載の発明の作用に加えて、電圧印加手段が、円形分割領域内の各分割領域に球面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加することを特徴とする。
請求項２１記載の発明によれば、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。光記録媒体への照射光あるいは光記録媒体からの照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に波面収差補正ユニットを光軸に対して傾けて配置した。
請求項２２記載の発明によれば、請求項１２〜１４、１８〜２１の何れか１項に記載の波面収差補正装置を有する。
【００３５】
請求項２３記載の発明によれば、請求項１５〜１７に記載の波面収差補正装置を有する。
請求項２４記載の発明によれば、請求項２３記載の発明の作用に加えて、傾き検出手段が光記録媒体の光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を電圧印加手段に出力する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
第１実施形態
本第１実施形態は、光学系として理想的なガウス光学系（レンズの像点はガウス像点）を想定した場合の実施形態である。
【００３７】
ここで、ガウス光学系とは、レンズの開口角が十分小さく
ｓｉｎθ≒ｔａｎθ≒θ
の近似が成り立つとする光学系をいう。
図１に光ピックアップの原理構成図を示す。
【００３８】
光ピックアップは、ＤＶＤあるいはＣＤ等の光ディスク６上に記録された情報を読みとるための偏光面Ｐを有するレーザビーム（読取レーザ光）Ｂ0を射出するレーザ光源１と、レーザビームＢ0を偏光面Ｐを有する直線偏光であるレーザビームＢとして透過するとともに、この偏光面Ｐを９０［゜］回転させたレーザビームを反射する偏光ビームスプリッタ２と、波面収差を補正するための液晶パネル３と、互いに垂直な方向に振動する直線偏光の間に１／４波長の光路差を与える１／４波長板４と、レーザビームＢを後述の光ディスク６上に集光するための対物レンズ５と、光ディスク６により反射され、対物レンズ５、１／４波長板４及び液晶パネル３を透過し、偏光ビームスプリッタ２により反射されたレーザビームＢを集光するための集光レンズ７と、集光レンズ７により集光されたレーザビームＢを受光し、光／電変換を行って読取信号ＳRDとして出力する受光器８と、光ディスク６の傾きを検出してチルト検出信号ＳTLTを出力するチルトセンサ９と、チルト検出信号ＳTLT及び外部からのディスク選択信号（図では、ＤＶＤ／ＣＤ選択信号）ＳSELに基づいて液晶パネル３を制御する液晶パネル制御回路１０と、を備えて構成されている。
【００３９】
この場合において、１／４波長板４の結晶軸Ｐ0は、後述するように（図５参照）、偏光ビームスプリッタ２によって直線偏光とされたレーザビームＢの偏光面Ｐと４５［゜］の角度で交わるように配置されている。
次に概要動作を説明する。
【００４０】
レーザ光源１から射出されたレーザビームＢは、偏光ビームスプリッタ２を透過した後、液晶パネル３及び１／４波長板４を介して対物レンズ５に至る。
そして、対物レンズ５により集光され、光ディスク６の情報記録面に焦点を結ぶこととなる。
【００４１】
そして、光ディスク６の情報記録面により反射されたレーザビームＢの反射光は、対物レンズ５、液晶パネル３を介して偏光ビームスプリッタ２に至る。
このとき、レーザビームＢは、１／４波長板を２回透過し、その偏光面が９０［゜］回転することとなるので、偏光ビームスプリッタ２により反射されて集光レンズ７に至ることとなる。
【００４２】
集光レンズ７は、レーザビームＢを集光して、受光器８上に像を結び、受光器８はその受光状態に応じた読取信号ＳRDを出力することとなる。
図２に液晶パネルの液晶分子のツイスト配向状態を説明するための模式斜視図を、図３に図２の略示平面図を示す。
【００４３】
液晶パネル３は、図２及び図３に示すようにガラス基板で挟まれた液晶分子Ｍを１５［゜］〜６０［゜］の範囲内の所定の角度θにツイスト配向している。
そして、液晶パネル３の図１中、上側（または下側）には、ＤＶＤ／ＣＤ切換用、すなわち、対物レンズ５の見かけの開口数を変更するための所定形状を有する透明電極３０２ａ（または３０２ｂ）の電極パターンが形成されている。
【００４４】
さらに液晶パネル３の図１中、下側（または上側）には、チルト補正を行うための所定形状を有する透明電極３０２ｂ（または３０２ａ）の電極パターンが形成されている。
これらの結果、液晶パネル制御回路１０によって、上下の透明電極の各電極パターン部分の印加電圧を可変制御してやることにより、１つの光ピックアップを用いてＤＶＤ／ＣＤの切り換えとチルト補正の両方を行なえるようになっている。 ここで、液晶パネル３のより具体的な構造について説明する。
【００４５】
図示した液晶パネル３は、上下のガラス基板３０１ａ，３０１ｂの間に挟まれた液晶分子Ｍを、上下のガラス基板間で１５［゜］〜６０［゜］の範囲内の所定のツイスト角θ、例えばθ＝４５［゜］にツイスト配向してある。なお、液晶分子Ｍにツイストを与えるには、透明電極３０２ａ，３０２ｂの表面に蒸着した図示しない配向膜によって行なうことができる。
【００４６】
図４に透明電極の形成例を示す。ここで、図４（Ａ）は、ＤＶＤ／ＣＤ切換用電極の平面図、図４（Ｂ）は、チルト補正用の５分割電極の平面図を示す。
さらに、上側の透明電極３０２ａには、ＤＶＤとＣＤの切換えに適した電極パターン、例えば図４（Ａ）に示すように、ＣＤ再生に適した開口数ＮＡ（例えば、レーザ波長６５０ｎｍでＮＡ＝０．３７程度）を与える直径からなる円形パターン３０２ａ1と、これを取り囲む外周パターン３０２ａ2とが形成されている。また、下側の透明電極３０２ｂには、例えば図４（Ｂ）に示すように、チルト補正に適した分割電極パターン３０２ｂ1〜３０２ｂ5がそれぞれ形成されている。
【００４７】
そして、液晶パネル３は、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ２を通過して液晶パネル３に入射してくる直線偏光であるレーザビームＢの偏光面Ｐが、ツイスト角θ内に入るように、その向きが設定されている。
図１〜図４（及び図６）の例の場合、前記ツイスト角θは４５［゜］とされており、レーザビームＢの偏光面Ｐはこのツイスト角θのちょうど真ん中の２２．５［゜］位置となるように設定されている。
【００４８】
上記構造を有する液晶パネル３を用いた光ピックアップにおいて、いま液晶パネル３の上下の透明電極３０２ａ、３０２ｂのそれぞれに一様に電圧をかけ、その値を可変した場合の印加電圧と受光器８におけるレーザ光の受光強度を測定すると、図５のような特性曲線を有することとなる。
【００４９】
図５から明らかなように、電圧２．０Ｖ以下では受光量はほぼ零、また、３．５Ｖ以上では受光量は９０〜１００％となる。
したがって、液晶パネル３の透明電極に印加する電圧を変えることにより、受光量を制御することが可能である。
【００５０】
一方、光ディスク６のチルト（傾き）角を１［゜］とし、対物レンズ５の開口角ＮＡ＝０．６、光ディスク６の基板厚さを０．６［ｍｍ］（＝ＤＶＤ相当）にした場合のガウス像点における光ディスク６の記録面上の波面収差分布は、図６に示すようなものとなる。
【００５１】
また、光ディスク６の直径方向の波面収差分布は図７に示すようなものとなる。
より詳細には、光ディスクにチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差は主としてコマ収差であり、図６及び図７に示すように像点の中心に対して点対称に収差が発生している。
【００５２】
これらの観点から本実施形態では、液晶パネル３に入射したレーザ光のうち記録情報読出しに用いない部分あるいは記録情報読出しに用いようとする部分のいずれか一方の偏光面を所定量回転させることにより、記録情報読出しに用いようとする部分のレーザ光のみが光ディスク６上に照射されるように見かけ上の対物レンズ５の開口数を制御するとともに、波面収差量が所定の基準波面収差量を越えるレーザ光の一部について当該レーザ光の光路長を所定量変化させることにより、すなわち、液晶パネル制御回路１０によって液晶パネル３の各電極パターン部分の印加電圧を個別に制御することによりガウス像点における波面収差を補正し、ＤＶＤ／ＣＤの切り換え及びディスクのチルト補正の双方を同時に可能としているのである。
【００５３】
次に、図８の原理説明図を参照し、(1)ＤＶＤの再生動作時、(2)ＣＤの再生動作時及び(3)チルト補正動作時のピックアップの動作について説明する。
(1) ＤＶＤ再生動作時
ＤＶＤ再生時には、液晶パネル制御回路１０（図１）にディスク選択信号ＳSELとしてＤＶＤ選択信号が与えられる。
【００５４】
ＤＶＤ選択信号が与えられると、液晶パネル制御回路１０は、液晶パネル３の下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ））の全面をグランド（アース電位）に落とすとともに、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ））の全面に、例えば３．５Ｖの電圧を印加する。
【００５５】
この３．５Ｖの電圧が印加されると、液晶パネル３内のすべての液晶分子Ｍがその電界によってほぼ垂直配向の状態となり、液晶パネル３の全面は単なる透明板として作用し、ツイストによる偏光作用はほとんどなくなる。
この結果、偏光ビームスプリッタ２を通過して液晶パネル３に入射した直線偏光からなるレーザビームＢは、そのまま偏光面を回転することなく通過し、１／４波長板４に至る。
【００５６】
１／４波長板４に入射した直線偏光のレーザビームは、その偏光面Ｐが１／４波長板４の結晶軸Ｐc と４５［゜］の角度で交差しているので、直線偏光から円偏光に変えられ、ディスク６の情報記録面で反射される。
その後、レーザビームは再び１／４波長板４に入射し、円偏光から直線偏光に変えられる。
【００５７】
そしてこの直線偏光に戻された反射レーザビームは、その偏光面が元の直線偏光面から９０［゜］回転したものとなっており、偏光ビームスプリッタ２の偏光面Ｐと直交する向きの偏光波となっている。
この９０［゜］回転された直線偏光からなる反射ビームは、透明板として作用している液晶パネル３をそのまま通過し、偏光ビームスプリッタ２に至る。前述したように、反射ビームの偏光面は偏光ビームスプリッタ２の偏光面Ｐと直交する向きに回転されているので、偏光ビームスプリッタ２の偏光面で水平方向に反射され、集光レンズ７を介して受光器８で受光される。
【００５８】
このように、ＤＶＤ再生時には、液晶パネル３の全面を単なる透明板として作用させることにより、光ディスク６からの反射レーザビームのすべてが受光器８に入射することとなる。
このため、ＤＶＤ再生時には、対物レンズ５はそのレンズの全面が使用されることになる。したがって、この時の対物レンズの開口数ＮａをＤＶＤの再生に適した値、例えば、開口数ＮＡ＝０．６（レーザ波長６５０ｎｍの場合）となるように設定しておけば、ＤＶＤを効率良く再生することができるのである。
(2) ＣＤ再生動作時
ＣＤ再生時には、液晶パネル制御回路１０（図１参照）には、ディスク選択信号ＳSELとしてＣＤ選択信号が与えられる。
【００５９】
このＣＤ選択信号が与えられると、液晶パネル制御回路１０は、液晶パネル３の下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ）参照）の全面をグランド（アース電位）に落とす。
一方、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ）参照）については、その中央の円形パターン３０２ａ1 に対して、例えば、３．５Ｖの電圧を印加するとともに、この円形パターンを取り囲む外周パターン３０２ａ2 はグランド（アース電位）に落とす。
【００６０】
３．５Ｖの電圧を印加された中央の円形パターン３０２ａ1 部分は、前述したＤＶＤ再生動作時と同様の作用により、単なる透明板として機能する。
したがって、この中央の円形パターン３０２ａ1 部分を通過する反射光は、前記ＤＶＤの場合と同様にすべて偏光ピームスプリッタ２で水平方向に反射され、受光器８に入射することとなる。
【００６１】
一方、円形パターンを取り囲む外周パターン３０２ａ2 はグランド（アース電位）に落とされているので、この部分の液晶分子には何らの電界も作用しない。したがって、この外周パターン３０２ａ2 部分の液晶分子は、図８に示したように、ツイスト配向状態のままとなっている。このため、この外周パターン３０２ａ2 部分を通過したレーザビームＢは、ツイストされた液晶分子Ｍに沿ってその偏光面が回転され、１／４波長板４に入射される。
【００６２】
外周パターン３０２ａ2 部分を通って１／４波長板４に入射したレーザビームは、その偏光面と１／４波長板４の結晶軸Ｐc との向きがほぼ同じ方向となるので、１／４波長板４の作用をほとんど受けることなく１／４波長板４を通過し、ディジタル６の情報記録面で反射された後、再び１／４波長板４に入射する。
【００６３】
この１／４波長板４に入射した反射光は、再び１／４波長板４の作用を受けることなく直線偏光のまま１／４波長板４を通過し、液晶パネル３に入射する。この直線偏光波からなる反射光は、液晶パネル３を通過する間に、液晶分子Ｍのツイストに沿ってその偏光面が回転され、液晶パネル３を出るときには元のレーザビームＢの偏光面Ｐとほぼ同じ偏光方向となる。したがって、液晶パネル３の外周パターン３０２ａ2 部分を通ってディスク６で反射されたレーザビームは、そのまま偏光ビームスプリッタ２を透過してしまい、受光器８に入射することがない。
【００６４】
このように、ＣＤ再生時には、液晶パネル３の透明電極３０２ａの中央の円形パターン３０２ａ1 部分のみを透明板として作用させることにより、この円形パターン部分を通った反射レーザビームのみを受光器８に入射させることができる。
【００６５】
これは、対物レンズ５を通るレーザビームのうち、収差の大きなレンズ外周部を通るレーザビームがカットされた場合と等価である。すなわち、収差補正を行った場合と同様の効果が得られることとなる。
そこで、この時の見かけ上の開口数ＮＡがＣＤの再生に適した値、例えばＮＡ＝０．３７（レーザ波長６５０ｎｍの場合）となるように、前記円形パターン３０２ａ1 の形状を設定しておけば、ＤＶＤと同じ光ピックアップを用いてＣＤをコンパチブルに再生することができる。
(3) チルト補正動作時
チルト補正は、記録密度が極めて高く、チルト・マージンに余裕のないＤＶＤの再生の場合に行なえば十分であり、ＣＤ再生時には必ずしも必要ではない。
【００６６】
したがって、以下の説明においては、ＤＶＤを再生している時を例に採って説明するものとする。もし、ＣＤ再生時にもチルト補正を行なうには、上記(2)項で述べたＣＤ再生用の電圧印加状態に設定した後、円形の開口部分に対して以下に述べるＤＶＤの場合と同様なチルト補正のための印加電圧制御を行なえばよい。 光ディスク６にチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差が図６あるいは図７に示したように、主としてコマ収差であるとすれば、図８に示すように、発生した波面収差に対応する位置の液晶分子に点線で示すような反対方向の位相差を与えてやれば、チルトによる波面収差を打ち消すことができるはずである。
【００６７】
そこで、本実施形態の光ピックアップは、以下のような原理で上記波面収差を打ち消すようにしている。
すなわち、図５の受光特性を参照すれば明らかなように、液晶パネル３が透明板として作用する印加電圧３．５Ｖ以上においても、受光量は印加電圧の変化に従って若干変化していることが分かる。これは、液晶分子がガラス基板に対して完全な垂直配向とはなっておらず、いまだ若干の傾きを有した状態で配向していることを示している。
【００６８】
そこで、この液晶パネル３がほぼ透明板として作用する３．５Ｖ以上の電圧範囲において印加電圧を可変制御してやれば、液晶分子Ｍの配向状態がそれに従って変化し、液晶分子Ｍの複屈折Δｎを変えることができる。
したがって、通過するレーザビームに次式で表される位相差ΔＰを与えることができる。
【００６９】
ΔＰ＝Δｎ・ｄ（２π／λ）
ここで、ｄは液晶セルの厚さ、λは光線の波長である。
すなわち、位相差ΔＰをレーザビームに与えることにより、実質的な光路長を光ディスク６の傾きがない場合と等しくすることができ、発生した収差すなわちチルト補正を行なうことが可能となる。
【００７０】
次に、チルト補正の具体的な動作について説明する。
いま、光ディスク６にチルトが発生すると、チルトセンサ９（図１参照）がこれを検出し、チルト検出信号ＳTLTを液晶パネル制御回路１０に出力する。
液晶パネル制御回路１０は、チルト検出信号ＳTLTに基づいて、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ））の全面をグランド（アース電位）に落とすとともに、下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ））の各電極パターン３０２ｂ1 〜３０２ｂ5 に対し、チルト検出信号ＳTLTに相当するチルト量に応じてその印加電圧を３．５Ｖ以上の範囲でそれぞれ可変制御し、各パターン部分に図８の点線で示すような位相差を与えてやる。これによって図８の実線で示す波面収差（コマ収差）が打ち消され、チルト補正を行なうことができる。
【００７１】
図９に、液晶パネル３の上側の透明電極３０２ａに形成した電極パターンの他の例を示す。この例は、ディスク厚の厚いＣＤ再生時に発生する波面収差（主として球面収差）を補正するために、図４（Ａ）と同様な円形パターン３０２ａ1を備えた透明電極３０２ａにおいて、この円形パターン３０２ａ1 の内部を複数の同心円状（図示例では３個）に分割したもので、ＣＤ再生時、これら同心円状に分割された各電極パターン３０２ａ1 ，３０２ａ3 ，３０２ａ4 の印加電圧を変えて位相差を与えることにより、波面収差を打ち消すようにしたものである。
【００７２】
すなわち、前述したように、本発明の光ピックアップは、ディスク厚の薄いＤＶＤ（片面０．６ｍｍ）の再生に適した値に設計された対物レンズ５を用い、この対物レンズ５の開口数ＮＡを液晶パネル３と１／４波長板４を用いて等価的に小さくしてやることにより、開口数ＮＡの小さなＣＤもコンパチブルに再生できるようにしたものである。このため、ディスク厚が１．２ｍｍと厚いＣＤの再生時には、図１０に示すような波面収差が発生する。
このディスク厚の違いによって発生する波面収差は主として球面収差であり、図示するように縦軸を中心として左右対称な曲線となる。
【００７３】
したがって、ＣＤ再生時、液晶パネル３の対応する位置の液晶分子に、例えば、点線で示すような反対方向の位相差を与えてやれば、ディスク厚の違いによって発生する波面収差を打ち消すことができる。
そこで、これを実現するために図８のような電極パターンの透明電極３０２ａを用い、ＣＤ再生時には、前述したＣＤ再生時と同様に、同心円状の電極パターン３０２ａ1 ，３０２ａ3 ，３０２ａ4 部分にのみ３．５Ｖ以上の電圧を印加して透明状態とし、この状態において、各電極パターン３０２ａ1 ，３０２ａ3 ，３０２ａ4 の印加電圧を３．５Ｖ以上の範囲でそれぞれ可変制御してやることにより、各電極パターン部分に図１０の点線で示すような位相差を与える。
【００７４】
これによって図１０の実線で示す波面収差（球面収差）が打ち消され、ＣＤの再生能力を向上することができる。
前述したように、本実施形態の光ピックアップでは、液晶パネル３のツイスト角θを１５［゜］〜６０［゜］の範囲に限定し、さらに、この液晶パネル３に入射するレーザビームの直線偏光面Ｐが前記ツイスト角θ内に入るように限定しているが、これは以下のような理由▲１▼〜▲３▼によるものである。
理由▲１▼
図１１に、ツイスト角θ＝６７．５［゜］に設定した場合の受光特性例を示す。
【００７５】
すなわち、図１１に示すように、ツイスト角θが６０［゜］より大になると、光量の変化があまりに大き過ぎ、光量０となる印加電圧が３Ｖの一点だけとなって極めて使いにくくなるからである。
しかも、透明板として作用する電圧も約５Ｖ以上と極めて大きくなり、５Ｖ以上では印加電圧を変化しても位相差がほとんど発生せず、チルト補正を行なうことができなくなってしまう。
【００７６】
従って、液晶パネル３のツイスト角θは、実用上６０［゜］以下に設定する必要があるのである。
理由▲２▼
図１２に、ツイスト角θ＝１０［゜］に設定した場合の受光特性例を示す。
【００７７】
図１２に一例を示すように、ツイスト角θ＝１５［゜］未満では、電圧３．５Ｖ以上の透明領域において位相差はとれるが、ツイストによる偏光面の回転が小さ過ぎるため、光量０となる電圧が存在せず、ＤＶＤとＣＤの切り換えができなくなってしまう。
【００７８】
従って、液晶パネル３のツイスト角θは、実用上１５［゜］以上に設定する必要があるのである。
理由▲３▼
図１３に、ツイスト角θ＝４５［゜］、ツイスト中心線からの偏光面Ｐの角度３０［゜］〜７０［゜］に設定した場合の受光特性例を示す。
【００７９】
図１３に示すように、液晶パネル３に入射するレーザビームの偏光面Ｐが液晶パネル３のツイスト角θ内に入るようにしないと光量の変化が大き過ぎ、図１１の場合と同様に、安定に使用することが困難となる。
従って、レーザビームの偏光面Ｐが液晶パネル３のツイスト角θ内に入るように設定する必要があるのである。
第１実施形態の変形例
上記第１実施形態においては、チルト補正用電極として５分割電極（図４（Ｂ）参照）を用いていたが、より簡易な補正を行う場合には、図１４に示すように、散ると補正用電極として３分割電極を用いるようにすることも可能である。
【００８０】
この場合において、３分割電極の電極パターン３０２ｂ11は５分割電極の電極パターン３０２ｂ1 に相当し、電極パターン３０２ｂ12は５分割電極の電極パターン３０２ｂ2 〜３０２ｂ4を組み合わせたものに相当し、電極パターン３０２13は５分割電極の電極パターン３０２5 に相当している。
【００８１】
図１５に実施形態における光ディスクの傾きに起因する波面収差の補正効果を示す。
図１５に示すように、本第１実施形態によれば、補正なし（図１５中、実線で示す。）の場合と比較して、５分割電極を用いた場合（図１５中、●−実線で示す。）及び３分割電極（図１５中、○−実線で示す。）を用いた場合の双方とも波面収差の影響が低減されていることがわかる。
【００８２】
以上の実施形態の説明においては、光ディスク上に記録された情報を読み出す場合についてのみ説明したが、同様に情報を光ディスク上に記録する光学系に適用することも可能である。
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、一枚の液晶パネルを用いて、光ディスクの基板厚さの差に起因して発生する球面収差及び光ディスクの傾きに起因して発生するコマ収差を補正して、確実に情報読取りあるいは情報書込みを行うことができる。
【００８３】
以上の第１実施形態においては、光ディスクの基板厚さの差に起因する波面収差及び光ディスクの傾きに起因する波面収差の双方を補正する構成となっていたが、光ディスク切換用電極パターンを分割しないように構成すれば、チルト補正のための波面収差のみを行うことができ、チルト補正用電極パターンを分割しないように構成すれば、光ディスク切換に伴う波面収差補正のみを行うことができる。
【００８４】
逆に電極パターンの分割数をより多くすれば、対応ディスク種類（対応ディスク基板厚さ種類）を増加させ、あるいは、より精密な傾き補正を行うことができる。
第２実施形態
上記第１実施形態は、光学系として理想的なガウス光学系を想定した場合の実施形態であったが、実際の光学系は必ずしもガウス光学系の条件を満たしているとして取り扱うことができるわけではない。
【００８５】
そこで、本第２実施形態は、光学系として通常の光学系（レンズの像点は最良像点）を想定した場合の実施形態である。
ここで、最良像点とは、波面収差を考慮した場合の実際の集光中心にあたり、最も波面収差量の少ない領域である。
【００８６】
図１６に光ディスク６のチルト（傾き）角を１［゜］とし、対物レンズ５の開口角ＮＡ＝０．６、光ディスク６の基板厚さを０．６［ｍｍ］（＝ＤＶＤ相当）にした場合の最良像点における光ディスク６の記録面上の波面収差分布を示す。
また、図１７に最良像点における光ディスク６の直径方向の波面収差分布を示す。この波面収差分布は、図７に示した波面収差曲線における波面収差量軸（縦軸）及びレンズ径軸（横軸）を回転させた場合と等価である。
【００８７】
従って、光ディスク６にチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差（主としてコマ収差）は、図１６及び図１７に示すように、像点の中心に対して点対称となっている。
これらの観点から本実施形態でも、液晶パネル３に入射したレーザ光のうち記録情報読出しに用いない部分あるいは記録情報読出しに用いようとする部分のいずれか一方の偏光面を所定量回転させることにより、記録情報読出しに用いようとする部分のレーザ光のみが光ディスク６上に照射されるように見かけ上の対物レンズ５の開口数を制御するとともに、波面収差量が所定の基準波面収差量を越えるレーザ光の一部について当該レーザ光の光路長を所定量変化させることにより、すなわち、液晶パネル制御回路１０によって液晶パネル３の各電極パターン部分の印加電圧を個別に制御することにより最良像点における波面収差を補正し、ＤＶＤ／ＣＤの切り換え及びディスクのチルト補正の双方を同時に可能としているのである。
【００８８】
本第２実施形態においても、ディスク切換時の動作については同一であるので、図１８の原理説明図を参照し、チルト補正動作時のピックアップの動作についてのみ説明する。
光ディスク６にチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差が図１６あるいは図１７に示したように、主としてコマ収差であるとすれば、図１８（Ａ）に示すように、発生した波面収差に対応する位置の液晶分子に点線で示すような反対方向の位相差を与えてやれば、チルトによる波面収差を打ち消すことができるはずである。
【００８９】
そこで、図１９に示すように、第１実施形態の下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ）参照）に代えて、波面収差分布（図１６参照）に対応する５分割電極パターン（電極パターン３１２ｂ1〜３１２ｂ5）を有する透明電極３１２ｂ採用し、波面収差分布に応じた電圧を液晶パネル３に印加する。
【００９０】
この場合において、電極パターン３１２ｂ1に対応する領域及び電極パターン３１２ｂ5に対応する領域では、収差の向きは異なるが収差量はほぼ同じであり、電極パターン３１２ｂ3 に対応する領域及び電極パターン３１２ｂ4に対応する領域では収差の向きは異なるが収差量はほぼ同じである。従って、電圧制御のための被制御量は、５分割電極パターンでありながら、二つだけ（電極パターン３１２ｂ2 は、制御量固定のため）であり、制御が容易となっている。
【００９１】
そして、液晶パネル３がほぼ透明板として作用する３．５Ｖ以上の電圧範囲において各電極パターン３１２ｂ1〜３１２ｂ5の印加電圧を可変制御してやることにより、液晶分子Ｍの配向状態がそれに従って変化し、液晶分子Ｍの複屈折Δｎ画変化し、通過するレーザビームに次式で表される位相差ΔＰを与えることができ、実質的な光路長を光ディスク６の傾きがない場合と等しくすることができ、発生した収差すなわちチルト補正を行なうことが可能となる。
【００９２】
ΔＰ＝Δｎ・ｄ（２π／λ）
ここで、ｄは液晶セルの厚さ、λは光線の波長である。
次に、チルト補正の具体的な動作について説明する。
いま、光ディスク６にチルトが発生すると、チルトセンサ９（図１参照）がこれを検出し、チルト検出信号ＳTLTを液晶パネル制御回路１０に出力する。
【００９３】
液晶パネル制御回路１０は、チルト検出信号ＳTLTに基づいて、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ））の全面をグランド（アース電位）に落とすとともに、下側の透明電極３１２ｂ（図４（Ｂ））の各電極パターン３１２ｂ1 〜３１２ｂ5 に対し、チルト検出信号ＳTLTに相当するチルト量に応じてその印加電圧を３．５Ｖ以上の範囲でそれぞれ可変制御し、各パターン部分に図１８（Ａ）の点線で示すような位相差を与えてやる。これによって図１８（Ａ）に実線で示す波面収差（コマ収差）が打ち消され、図１８（Ｂ）に示すように、チルト補正を行なうことができる。
第２実施形態の変形例
上記第２実施形態においては、チルト補正用電極として５分割電極（図１９参照）を用いていたが、より簡易な補正を行う場合には、図２０に示すように、チルト補正用電極として電極パターン３１２ｂ11〜３１２ｂ13を有する３分割電極を用いるようにすることも可能である。
【００９４】
図１５に示すように、本第２実施形態によれば、補正なし（図１５中、実線で示す。）の場合と比較して、５分割電極を用いた場合（図１５中、■−実線で示す。）及び３分割電極（図１５中、□−実線で示す。）を用いた場合の双方とも波面収差の影響が第１実施形態と比較しても、低減されていることがわかる。
【００９５】
以上の第２実施形態の説明においては、光ディスク上に記録された情報を読み出す場合についてのみ説明したが、同様に情報を記録する光学系に適用することも可能である。
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、一枚の液晶パネルを用いて、最良像点上の光ディスクの基板厚さの差に起因して発生する球面収差及び光ディスクの傾きに起因して発生するコマ収差を補正して、確実に情報読取りあるいは情報書込みを行うことができる。
【００９６】
以上の第２実施形態においても、光ディスクの基板厚さの差に起因する波面収差及び光ディスクの傾きに起因する波面収差の双方を補正する構成となっていたが、ディスク切換用電極パターンを分割しないように構成すれば、チルト補正のための波面収差のみを行うことができ、チルト補正用電極パターンを分割しないように構成すれば、光ディスク切換に伴う波面収差補正のみを行うことができる。
【００９７】
逆に電極パターンの分割数をより多くすれば、対応ディスク種類（対応ディスク基板厚さ種類）を増加させ、あるいは、より精密な傾き補正を行うことができる。
図２１に、液晶パネル３の下側の透明電極３１２ｂとして形成した５分割電極パターンの他の例を示す。
【００９８】
図２１において、図１９と同様の部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
これらの電極パターンにおいても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
図２２に、液晶パネル３の下側の透明電極３１２ｂとして形成した３分割電極パターンの他の例を示す。
図２２において、図２０と同様の部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１００】
これらの電極パターンにおいても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
分割電極パターンの種類としては、以上のものに限られるものではなく、対処しようとする波面収差分布に対応する形状、分割数を有するように分割電極パターンを形成することにより同様の効果を得ることが可能である。
第３実施形態
上記第１実施形態及び上記第２実施形態においては、図１に示したように、液晶パネル３は、対物レンズ５の光軸上に位置して、光軸と垂直（９０［゜］）に交わるように配置していた。
【０１０１】
このように液晶パネル３を光軸と垂直に交わるように配置した場合、液晶パネル３のガラス基板３０１ａ，３０１ｂや透明電極３０２ａ，３０２ｂの表面から反射したレーザビームＢが迷光となって受光器８に入り込むことがある。
これを防止するには、ガラス基板３０１ａ，３０１ｂ、透明電極３０２ａ，３０２ｂ及び図示しない配向膜の界面に反射防止膜を形成する必要があり、光ピックアップが高価なものとなってしまうこととなる。
【０１０２】
そこで、本第３実施形態においては、液晶パネル４を光軸に対して所定角度傾けて配置することにより、液晶パネル４のガラス基板３０１ａ，３０１ｂ及び透明電極３０２ａ，３０２ｂを光軸に対して傾けて配置する。
この結果、液晶パネル４のガラス基板３０１ａ，３０１ｂ、透明電極３０２ａ，３０２ｂあるいは図示しない配向膜の表面でレーザビームＢが反射したとしても、反射光は光軸から離れる方向に反射され、迷光となって受光器８に入射するようなことがなくなる。
【０１０３】
従って、反射防止膜を形成する必要がなくなり、光ピックアップのコスト低減を図ることができる。
【０１０４】
【発明の効果】
請求項１〜１７記載の発明によれば、第１及び第２の電極の分割された各領域の印加電圧を可変制御してやることにより、例えばＤＶＤ／ＣＤなどのディスク種別に応じた実効開口数の切り換え及び波面収差補正の双方を同時に行うことが可能となる。
【０１０６】
請求項２１記載の発明によれば、波面収差補正ユニットは、光記録媒体への照射光あるいは光記録媒体からの照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に照射光の光軸に対して傾けて配置されるので、受光器側に光記録媒体への照射光あるいは光記録媒体からの照射光の反射光が迷光として受光器に入射するのを抑制することができ、液晶素子に反射防止膜を形成する必要がなくなり、光ピックアップのコスト低減を図ることができる。
【０１０７】
請求項２４記載の発明によれば、傾き検出手段は、光記録媒体の光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を前記電圧印加手段に出力するので、光記録媒体の傾きに応じて最適な電圧を印加することができ、光記録媒体の傾きに起因する波面収差を容易に補正して、光記録媒体に対する情報記録あるいは情報読出が確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光ピックアップの原理説明図である。
【図２】液晶分子のツイスト配向状態を説明するための模式斜視図である。
【図３】図３の略示平面図である。
【図４】液晶パネルの上下の透明電極に形成された電極パターンの形状例を示すもので、（Ａ）は上側の透明電極に形成されたＤＶＤ／ＣＤ切り換え用の電極パターンの一例を示す平面図、（Ｂ）は下側の透明電極に形成されたチルト補正用の電極パターンの一例を示す平面図である。
【図５】液晶パネルの印加電圧に対する受光器の受光特性を示す図である。
【図６】ガウス像点における波面収差分布の説明図（１）である。
【図７】ガウス像点における波面収差分布の説明図（２）である。
【図８】第１実施形態の波面収差補正の説明図である。
【図９】ＤＶＤ／ＣＤ切り換え用の電極パターンの他例を示す図である。
【図１０】ＣＤ再生時に発生する波面収差（球面収差）を示す図である。
【図１１】液晶パネルのツイスト角が大きい場合の受光特性を示す図である。
【図１２】液晶パネルのツイスト角が小さい場合の受光特性を示す図である。
【図１３】レーザビームの偏光面が液晶パネルのツイスト角内に設定されていない場合の受光特性を示す図である。
【図１４】第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図１５】実施形態の波面収差補正の効果を説明する図である。
【図１６】第２実施形態の最良像点における波面収差分布の説明図（１）である。
【図１７】第２実施形態の最良像点における波面収差分布の説明図（２）である。
【図１８】第２実施形態の波面収差補正の説明図である。
【図１９】第２実施形態の電極パターン（５分割電極パターン）の説明図である。
【図２０】第２実施形態の変形例を説明する図（１）である。
【図２１】第２実施形態の変形例を説明する図（２）である。
【図２２】第２実施形態の変形例を説明する図（３）である。
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ 偏光ビームスプリッタ
３ 液晶パネル
４ １／４波長板
５ 対物レンズ
６ 光ディスク
７ 集光レンズ
８ 受光器
９ チルトセンサ
１０ 液晶パネル制御回路
３０１ａ，ｂ 透明電極
３０２ａ1〜ａ4 ＤＶＤ／ＣＤ切換用の電極パターン
３０２ｂ1〜ｂ5 チルト補正用の電極パターン
３１２ｂ1〜ｂ5 チルト補正用の電極パターン
３１２ｂ11〜ｂ13 チルト補正用の電極パターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップに係り、特にＤＶＤ（Digital Video Disc）とＣＤ（Compact Disc）のようにディスク厚及び記録密度が異なる複数の光記録媒体に使用可能なコンパチブルタイプ（Compatible Type）の波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤを再生するための光ピックアップにおいては、ＣＤと同じ直径１２ｃｍのＤＶＤのディスクに動画やコンピュータ情報などのディジタル情報がＣＤに比べてかなりの高密度記録（ＣＤの６〜８倍の記録密度）で記録されているため、ピット情報を読み取るためのレーザビームのスポット径をＣＤを再生するための光ピックアップに比べてかなり小さくする必要がある。
【０００３】
このため、ＤＶＤを再生するための光ピックアップにおいては、ビームスポット径を小さくすべく、使用するレーザ光源の波長をＣＤの７８０ｎｍよりも短い６５０ｎｍまたは６３５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡをＣＤの０．４５よりも大きな０．６に設定する等によりディスク片面に約５Ｇバイト（ＣＤの約８倍）の高密度記録がなされたＤＶＤの記録情報を読みとることに成功している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＤＶＤ及びＣＤは同じ記録形式を採用しており、ＤＶＤプレーヤでＣＤも再生できるようにすることが望まれる。
しかしながら、ＤＶＤ用にレーザの波長λを短くし、かつ、対物レンズの開口数ＮＡを大きくした場合、ディスクがわずかに傾いても波面収差（主としてコマ収差）が発生し、光ピックアップの光軸に対してディスク面が垂直からずれる角度、いわゆるチルト角に対するマージンが小さくなってしまう。
【０００５】
また、ＤＶＤよりもＣＤの方がディスク厚が厚い場合（例えば、２枚張合わせ型のＤＶＤは片面０．６ｍｍ、ＣＤは１．２ｍｍ）には、ＤＶＤを再生するための光ピックアップ（光学系）を用いてＣＤを再生すると、波面収差（主として球面収差）が発生し、レーザビームのスポット径が大きく広がってしまうこととなる。
【０００６】
このため、そのままではＤＶＤ用の光ピックアップ（光学系）を用いてＣＤの情報を読み取ることができないという問題を生じる。
このような問題を解決するために、従来より、ＤＶＤ用及びＣＤ用の２つの対物レンズを用意し、ディスクによってレンズを切り替える方法、コリメータ部分に補正レンズを挿入し、ディスクによる収差を補正する方法、対物レンズにホログラムを利用した２焦点レンズを用いる方法などが提案されている。
【０００７】
しかしながら、２つの対物レンズを用いる方法や補正レンズを用いる方法の場合には機構が複雑となり、設置スペースを大きく必要とし、小型化には向かないという欠点があった。
また、ホログラムを用いる方法の場合には、回折や干渉を利用していること、マルチピームであることなどから、光の利用効率が低く、さらに、マルチビームなので干渉の影響が出やすいという欠点があった。
【０００８】
さらに、上記いずれかの方法によってＤＶＤ及びＣＤの双方に使用できるように構成したとしても、ディスクの傾きにより発生した収差を補正するチルト補正までも同時に行なうことは困難であり、チルト補正装置を別途設ける必要があった。
【０００９】
しかし、チルト補正装置を別に設けた場合、装置がさらに大型化するとともに、コストも高くなってしまうという新たな問題点が生じることとなっていた。
そこで、本発明の目的は、ＤＶＤとＣＤのようにディスク厚及び記録密度が異なる複数の光記録媒体の記録／再生装置において、ディスク厚に起因して発生する収差（主として球面収差）及びディスクの傾きに起因して発生する収差（主としてコマ収差）を補正できるとともに、構成を複雑化することなく、小型化に適した波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正ユニットであって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置された液晶素子と、前記液晶素子を挟み、該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極とを備え、前記第１電極は少なくとも前記光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割され、前記第２電極は複数に分割され、前記光軸を通る当該第２電極面上の直線に対して鏡像対称で、かつ、少なくとも一対の互いに独立した分割領域を有して構成する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の波面収差補正ユニットであって、前記一対の分割領域は、前記光軸を通る直線に対して鏡像対称となる一対の閉形状の分割線で囲まれて設けて構成する。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の波面収差補正ユニットであって、前記閉形状の分割線は略半円形状である。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の波面収差補正ユニットであって、前記閉形状の分割線は矩形である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れか１項記載の波面収差補正ユニットであって、前記一対の分割領域は、前記光軸を通る第２電極面上の直線を中心に互いに離間し、かつ前記直線に沿った一対の分割線よりも外側に設けられる領域であり、前記一対の分割線は外側に向かって凸形状である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正ユニットであって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置された液晶素子と、前記液晶素子を挟み、該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極とを備え、前記第１電極は少なくとも前記光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割され、前記第２電極は光学系により規定されるコマ収差分布に対応する形状の分割領域に分割される。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記第１電極の前記円形分割領域は所望の開口数に対応する。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７何れか１項記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記液晶素子は、前記第１、第２電極間の電圧が非印加時において、通過する光線の偏光面を所定量回転させ、前記第１、第２電極間の所定電圧の印加時において前記偏光面の回転が実質的に無くなる。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記偏光面の所定量の回転は、１５°〜６０°である。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記円形分割領域は、光軸を中心とする１以上の同心円状の分割線で分割されている。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の波面収差補正ユニットにおいて、円形分割領域内の分割領域は、球面収差分布に対応した形状である。
【００１６】
請求項１２記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項８記載の波面収差補正ユニットと、前記所定電圧を印加する電圧印加手段とを備えて構成する。
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の波面収差補正装置であって、偏光ビームスプリッタと、１／４波長板とを更に有し、前記光源、前記偏光ビームスプリッタ、前記１／４波長板、前記対物レンズはこの順で前記光源の光路上に配置され、前記偏光ビームスプリッタと前記１／４波長板との間に前記波面収差補正ユニットを有して構成する。
【００１７】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の波面収差補正装置であって、前記波面収差補正ユニットは、前記電圧非印加時において前記波面収差補正ユニットを通過した光束の偏光面が前記１／４波長板の結晶軸とほぼ同方向になるように配置される。
【００１８】
請求項１５記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第１、第２電極の各分割領域に相異なる電圧を印加して前記液晶素子の屈折率を制御する電圧印加手段を備えて構成する。
【００１９】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の波面収差補正装置であって、前記電圧印加手段は前記第２電極の各分割領域に前記波面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加する。
請求項１７記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第２電極の各分割領域に光記録媒体の傾き情報に対応する電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えて構成する。
【００２０】
請求項１８記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第１電極の光記録媒体の種別情報に対応する領域に電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えて構成する。
【００２１】
請求項１９記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１０又は１１記載の波面収差補正ユニットを有し、前記円形分割領域内の各分割領域に相異なる電圧を印加して前記液晶素子の屈折率を制御する電圧印加手段をさらに備えて構成する。
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の波面収差補正装置において、前記電圧印加手段は、前記円形分割領域内の各分割領域に球面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加する。
【００２２】
請求項２１記載の発明は、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、光記録媒体への照射光あるいは前記光記録媒体からの前記照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に前記波面収差補正ユニットを前記光軸に対して傾けて配置した。
【００２３】
請求項２２記載の発明は、光源と対物レンズを有する光記録媒体用光ピックアップにおいて、請求項１２〜１４、１８〜２１の何れか１項に記載の波面収差補正装置を有する。
【００２４】
請求項２３記載の発明は、光源と対物レンズを有する光記録媒体用光ピックアップにおいて、請求項１５〜１７に記載の波面収差補正装置を有する。
【００２５】
請求項２４記載の発明は、請求項２３記載の光ピックアップであって、前記光記録媒体の前記光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を前記電圧印加手段に出力する傾き検出手段をさらに備えて構成する。
【００２７】
請求項１記載の発明によれば、液晶素子が光源と対物レンズとの間の光路中に配置される。液晶素子は、当該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極によって挟まれる。第１電極は少なくとも光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割される。第２電極は複数に分割され、光軸を通るその第２電極面上の直線に対して鏡像対称で、かつ、少なくとも一対の互いに独立した分割領域を有する。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、一対の分割領域が、光軸を通る直線に対して鏡像対称となる一対の閉形状の分割線で囲まれて設けられる。
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、閉形状の分割線が略半円形状である。
請求項４記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、閉形状の分割線が矩形である。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４何れか１項記載の発明の作用に加えて、一対の分割領域が、光軸を通る第２電極面上の直線を中心に互いに離間し、かつ直線に沿った一対の分割線よりも外側に設けられる領域であり、一対の分割線は外側に向かって凸形状である。
請求項６記載の発明によれば、光源と対物レンズとの間の光路中に配置されている。液晶素子は、当該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極によって挟まれる。第１電極が少なくとも光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割される。第２電極が光の入射領域は光学系により規定されるコマ収差分布に対応する形状の分割領域に分割される。
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明の作用に加えて、第１電極の円形分割領域は所望の開口数に対応する。
【００２９】
請求項８記載の発明によれば、請求項１〜７何れか１項記載の発明の作用に加えて、液晶素子は、第１、第２電極間の電圧が非印加時において、通過する光線の偏光面を所定量回転させ、第１、第２電極間の所定電圧の印加時において偏光面の回転が実質的に無くなる。
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明の作用に加えて、偏光面の所定量の回転は、１５°〜６０°である。
【００３０】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１〜９記載の発明の作用に加えて、円形分割領域が、光軸を中心とする１以上の同心円状の分割線で分割されている。
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の発明の作用に加えて、円形分割領域内の分割領域は、球面収差分布に対応した形状である。
【００３１】
請求項１２記載の発明によれば、電圧印加手段が請求項８記載の波面収差補正ユニット内の液晶素子を挟む電極に所定電圧を印加する。
請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載の発明の作用に加えて、偏光ビームスプリッタと、１／４波長板とを更に有する。光源、偏光ビームスプリッタ、１／４波長板、対物レンズはこの順で前記光源の光路上に配置される。偏光ビームスプリッタと１／４波長板との間に波面収差補正ユニットを有する。
請求項１４記載の発明によれば、請求項１３記載の発明の作用に加えて、波面収差補正ユニットは、電圧非印加時において波面収差補正ユニットを通過した光束の偏光面が１／４波長板の結晶軸とほぼ同方向になるように配置される。
【００３２】
請求項１５記載の発明によれば、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が、第１、第２電極の各分割領域に相異なる電圧を印加して液晶素子の屈折率を制御する。
請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の発明の作用に加えて、電圧印加手段が第２電極の各分割領域に波面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加する。
【００３３】
請求項１７記載の発明によれば、光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が第２電極の各分割領域に光記録媒体の傾き情報に対応する電圧を印加する。
請求項１８記載の発明によれば、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が第１電極の光記録媒体の種別情報に対応する領域に電圧を印加する。
請求項１９記載の発明によれば、請求項１０又は１１記載の波面収差補正ユニットを有する。電圧印加手段が円形分割領域内の各分割領域に相異なる電圧を印加して液晶素子の屈折率を制御する。
【００３４】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１９記載の発明の作用に加えて、電圧印加手段が、円形分割領域内の各分割領域に球面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加することを特徴とする。
請求項２１記載の発明によれば、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有する。光記録媒体への照射光あるいは光記録媒体からの照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に波面収差補正ユニットを光軸に対して傾けて配置した。
請求項２２記載の発明によれば、請求項１２〜１４、１８〜２１の何れか１項に記載の波面収差補正装置を有する。
【００３５】
請求項２３記載の発明によれば、請求項１５〜１７に記載の波面収差補正装置を有する。
請求項２４記載の発明によれば、請求項２３記載の発明の作用に加えて、傾き検出手段が光記録媒体の光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を電圧印加手段に出力する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
第１実施形態
本第１実施形態は、光学系として理想的なガウス光学系（レンズの像点はガウス像点）を想定した場合の実施形態である。
【００３７】
ここで、ガウス光学系とは、レンズの開口角が十分小さく
ｓｉｎθ≒ｔａｎθ≒θ
の近似が成り立つとする光学系をいう。
図１に光ピックアップの原理構成図を示す。
【００３８】
光ピックアップは、ＤＶＤあるいはＣＤ等の光ディスク６上に記録された情報を読みとるための偏光面Ｐを有するレーザビーム（読取レーザ光）Ｂ0を射出するレーザ光源１と、レーザビームＢ0を偏光面Ｐを有する直線偏光であるレーザビームＢとして透過するとともに、この偏光面Ｐを９０［゜］回転させたレーザビームを反射する偏光ビームスプリッタ２と、波面収差を補正するための液晶パネル３と、互いに垂直な方向に振動する直線偏光の間に１／４波長の光路差を与える１／４波長板４と、レーザビームＢを後述の光ディスク６上に集光するための対物レンズ５と、光ディスク６により反射され、対物レンズ５、１／４波長板４及び液晶パネル３を透過し、偏光ビームスプリッタ２により反射されたレーザビームＢを集光するための集光レンズ７と、集光レンズ７により集光されたレーザビームＢを受光し、光／電変換を行って読取信号ＳRDとして出力する受光器８と、光ディスク６の傾きを検出してチルト検出信号ＳTLTを出力するチルトセンサ９と、チルト検出信号ＳTLT及び外部からのディスク選択信号（図では、ＤＶＤ／ＣＤ選択信号）ＳSELに基づいて液晶パネル３を制御する液晶パネル制御回路１０と、を備えて構成されている。
【００３９】
この場合において、１／４波長板４の結晶軸Ｐ0は、後述するように（図５参照）、偏光ビームスプリッタ２によって直線偏光とされたレーザビームＢの偏光面Ｐと４５［゜］の角度で交わるように配置されている。
次に概要動作を説明する。
【００４０】
レーザ光源１から射出されたレーザビームＢは、偏光ビームスプリッタ２を透過した後、液晶パネル３及び１／４波長板４を介して対物レンズ５に至る。
そして、対物レンズ５により集光され、光ディスク６の情報記録面に焦点を結ぶこととなる。
【００４１】
そして、光ディスク６の情報記録面により反射されたレーザビームＢの反射光は、対物レンズ５、液晶パネル３を介して偏光ビームスプリッタ２に至る。
このとき、レーザビームＢは、１／４波長板を２回透過し、その偏光面が９０［゜］回転することとなるので、偏光ビームスプリッタ２により反射されて集光レンズ７に至ることとなる。
【００４２】
集光レンズ７は、レーザビームＢを集光して、受光器８上に像を結び、受光器８はその受光状態に応じた読取信号ＳRDを出力することとなる。
図２に液晶パネルの液晶分子のツイスト配向状態を説明するための模式斜視図を、図３に図２の略示平面図を示す。
【００４３】
液晶パネル３は、図２及び図３に示すようにガラス基板で挟まれた液晶分子Ｍを１５［゜］〜６０［゜］の範囲内の所定の角度θにツイスト配向している。
そして、液晶パネル３の図１中、上側（または下側）には、ＤＶＤ／ＣＤ切換用、すなわち、対物レンズ５の見かけの開口数を変更するための所定形状を有する透明電極３０２ａ（または３０２ｂ）の電極パターンが形成されている。
【００４４】
さらに液晶パネル３の図１中、下側（または上側）には、チルト補正を行うための所定形状を有する透明電極３０２ｂ（または３０２ａ）の電極パターンが形成されている。
これらの結果、液晶パネル制御回路１０によって、上下の透明電極の各電極パターン部分の印加電圧を可変制御してやることにより、１つの光ピックアップを用いてＤＶＤ／ＣＤの切り換えとチルト補正の両方を行なえるようになっている。 ここで、液晶パネル３のより具体的な構造について説明する。
【００４５】
図示した液晶パネル３は、上下のガラス基板３０１ａ，３０１ｂの間に挟まれた液晶分子Ｍを、上下のガラス基板間で１５［゜］〜６０［゜］の範囲内の所定のツイスト角θ、例えばθ＝４５［゜］にツイスト配向してある。なお、液晶分子Ｍにツイストを与えるには、透明電極３０２ａ，３０２ｂの表面に蒸着した図示しない配向膜によって行なうことができる。
【００４６】
図４に透明電極の形成例を示す。ここで、図４（Ａ）は、ＤＶＤ／ＣＤ切換用電極の平面図、図４（Ｂ）は、チルト補正用の５分割電極の平面図を示す。
さらに、上側の透明電極３０２ａには、ＤＶＤとＣＤの切換えに適した電極パターン、例えば図４（Ａ）に示すように、ＣＤ再生に適した開口数ＮＡ（例えば、レーザ波長６５０ｎｍでＮＡ＝０．３７程度）を与える直径からなる円形パターン３０２ａ1と、これを取り囲む外周パターン３０２ａ2とが形成されている。また、下側の透明電極３０２ｂには、例えば図４（Ｂ）に示すように、チルト補正に適した分割電極パターン３０２ｂ1〜３０２ｂ5がそれぞれ形成されている。
【００４７】
そして、液晶パネル３は、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ２を通過して液晶パネル３に入射してくる直線偏光であるレーザビームＢの偏光面Ｐが、ツイスト角θ内に入るように、その向きが設定されている。
図１〜図４（及び図６）の例の場合、前記ツイスト角θは４５［゜］とされており、レーザビームＢの偏光面Ｐはこのツイスト角θのちょうど真ん中の２２．５［゜］位置となるように設定されている。
【００４８】
上記構造を有する液晶パネル３を用いた光ピックアップにおいて、いま液晶パネル３の上下の透明電極３０２ａ、３０２ｂのそれぞれに一様に電圧をかけ、その値を可変した場合の印加電圧と受光器８におけるレーザ光の受光強度を測定すると、図５のような特性曲線を有することとなる。
【００４９】
図５から明らかなように、電圧２．０Ｖ以下では受光量はほぼ零、また、３．５Ｖ以上では受光量は９０〜１００％となる。
したがって、液晶パネル３の透明電極に印加する電圧を変えることにより、受光量を制御することが可能である。
【００５０】
一方、光ディスク６のチルト（傾き）角を１［゜］とし、対物レンズ５の開口角ＮＡ＝０．６、光ディスク６の基板厚さを０．６［ｍｍ］（＝ＤＶＤ相当）にした場合のガウス像点における光ディスク６の記録面上の波面収差分布は、図６に示すようなものとなる。
【００５１】
また、光ディスク６の直径方向の波面収差分布は図７に示すようなものとなる。
より詳細には、光ディスクにチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差は主としてコマ収差であり、図６及び図７に示すように像点の中心に対して点対称に収差が発生している。
【００５２】
これらの観点から本実施形態では、液晶パネル３に入射したレーザ光のうち記録情報読出しに用いない部分あるいは記録情報読出しに用いようとする部分のいずれか一方の偏光面を所定量回転させることにより、記録情報読出しに用いようとする部分のレーザ光のみが光ディスク６上に照射されるように見かけ上の対物レンズ５の開口数を制御するとともに、波面収差量が所定の基準波面収差量を越えるレーザ光の一部について当該レーザ光の光路長を所定量変化させることにより、すなわち、液晶パネル制御回路１０によって液晶パネル３の各電極パターン部分の印加電圧を個別に制御することによりガウス像点における波面収差を補正し、ＤＶＤ／ＣＤの切り換え及びディスクのチルト補正の双方を同時に可能としているのである。
【００５３】
次に、図８の原理説明図を参照し、(1)ＤＶＤの再生動作時、(2)ＣＤの再生動作時及び(3)チルト補正動作時のピックアップの動作について説明する。
(1) ＤＶＤ再生動作時
ＤＶＤ再生時には、液晶パネル制御回路１０（図１）にディスク選択信号ＳSELとしてＤＶＤ選択信号が与えられる。
【００５４】
ＤＶＤ選択信号が与えられると、液晶パネル制御回路１０は、液晶パネル３の下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ））の全面をグランド（アース電位）に落とすとともに、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ））の全面に、例えば３．５Ｖの電圧を印加する。
【００５５】
この３．５Ｖの電圧が印加されると、液晶パネル３内のすべての液晶分子Ｍがその電界によってほぼ垂直配向の状態となり、液晶パネル３の全面は単なる透明板として作用し、ツイストによる偏光作用はほとんどなくなる。
この結果、偏光ビームスプリッタ２を通過して液晶パネル３に入射した直線偏光からなるレーザビームＢは、そのまま偏光面を回転することなく通過し、１／４波長板４に至る。
【００５６】
１／４波長板４に入射した直線偏光のレーザビームは、その偏光面Ｐが１／４波長板４の結晶軸Ｐc と４５［゜］の角度で交差しているので、直線偏光から円偏光に変えられ、ディスク６の情報記録面で反射される。
その後、レーザビームは再び１／４波長板４に入射し、円偏光から直線偏光に変えられる。
【００５７】
そしてこの直線偏光に戻された反射レーザビームは、その偏光面が元の直線偏光面から９０［゜］回転したものとなっており、偏光ビームスプリッタ２の偏光面Ｐと直交する向きの偏光波となっている。
この９０［゜］回転された直線偏光からなる反射ビームは、透明板として作用している液晶パネル３をそのまま通過し、偏光ビームスプリッタ２に至る。前述したように、反射ビームの偏光面は偏光ビームスプリッタ２の偏光面Ｐと直交する向きに回転されているので、偏光ビームスプリッタ２の偏光面で水平方向に反射され、集光レンズ７を介して受光器８で受光される。
【００５８】
このように、ＤＶＤ再生時には、液晶パネル３の全面を単なる透明板として作用させることにより、光ディスク６からの反射レーザビームのすべてが受光器８に入射することとなる。
このため、ＤＶＤ再生時には、対物レンズ５はそのレンズの全面が使用されることになる。したがって、この時の対物レンズの開口数ＮａをＤＶＤの再生に適した値、例えば、開口数ＮＡ＝０．６（レーザ波長６５０ｎｍの場合）となるように設定しておけば、ＤＶＤを効率良く再生することができるのである。
(2) ＣＤ再生動作時
ＣＤ再生時には、液晶パネル制御回路１０（図１参照）には、ディスク選択信号ＳSELとしてＣＤ選択信号が与えられる。
【００５９】
このＣＤ選択信号が与えられると、液晶パネル制御回路１０は、液晶パネル３の下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ）参照）の全面をグランド（アース電位）に落とす。
一方、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ）参照）については、その中央の円形パターン３０２ａ1 に対して、例えば、３．５Ｖの電圧を印加するとともに、この円形パターンを取り囲む外周パターン３０２ａ2 はグランド（アース電位）に落とす。
【００６０】
３．５Ｖの電圧を印加された中央の円形パターン３０２ａ1 部分は、前述したＤＶＤ再生動作時と同様の作用により、単なる透明板として機能する。
したがって、この中央の円形パターン３０２ａ1 部分を通過する反射光は、前記ＤＶＤの場合と同様にすべて偏光ピームスプリッタ２で水平方向に反射され、受光器８に入射することとなる。
【００６１】
一方、円形パターンを取り囲む外周パターン３０２ａ2 はグランド（アース電位）に落とされているので、この部分の液晶分子には何らの電界も作用しない。したがって、この外周パターン３０２ａ2 部分の液晶分子は、図８に示したように、ツイスト配向状態のままとなっている。このため、この外周パターン３０２ａ2 部分を通過したレーザビームＢは、ツイストされた液晶分子Ｍに沿ってその偏光面が回転され、１／４波長板４に入射される。
【００６２】
外周パターン３０２ａ2 部分を通って１／４波長板４に入射したレーザビームは、その偏光面と１／４波長板４の結晶軸Ｐc との向きがほぼ同じ方向となるので、１／４波長板４の作用をほとんど受けることなく１／４波長板４を通過し、ディジタル６の情報記録面で反射された後、再び１／４波長板４に入射する。
【００６３】
この１／４波長板４に入射した反射光は、再び１／４波長板４の作用を受けることなく直線偏光のまま１／４波長板４を通過し、液晶パネル３に入射する。この直線偏光波からなる反射光は、液晶パネル３を通過する間に、液晶分子Ｍのツイストに沿ってその偏光面が回転され、液晶パネル３を出るときには元のレーザビームＢの偏光面Ｐとほぼ同じ偏光方向となる。したがって、液晶パネル３の外周パターン３０２ａ2 部分を通ってディスク６で反射されたレーザビームは、そのまま偏光ビームスプリッタ２を透過してしまい、受光器８に入射することがない。
【００６４】
このように、ＣＤ再生時には、液晶パネル３の透明電極３０２ａの中央の円形パターン３０２ａ1 部分のみを透明板として作用させることにより、この円形パターン部分を通った反射レーザビームのみを受光器８に入射させることができる。
【００６５】
これは、対物レンズ５を通るレーザビームのうち、収差の大きなレンズ外周部を通るレーザビームがカットされた場合と等価である。すなわち、収差補正を行った場合と同様の効果が得られることとなる。
そこで、この時の見かけ上の開口数ＮＡがＣＤの再生に適した値、例えばＮＡ＝０．３７（レーザ波長６５０ｎｍの場合）となるように、前記円形パターン３０２ａ1 の形状を設定しておけば、ＤＶＤと同じ光ピックアップを用いてＣＤをコンパチブルに再生することができる。
(3) チルト補正動作時
チルト補正は、記録密度が極めて高く、チルト・マージンに余裕のないＤＶＤの再生の場合に行なえば十分であり、ＣＤ再生時には必ずしも必要ではない。
【００６６】
したがって、以下の説明においては、ＤＶＤを再生している時を例に採って説明するものとする。もし、ＣＤ再生時にもチルト補正を行なうには、上記(2)項で述べたＣＤ再生用の電圧印加状態に設定した後、円形の開口部分に対して以下に述べるＤＶＤの場合と同様なチルト補正のための印加電圧制御を行なえばよい。 光ディスク６にチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差が図６あるいは図７に示したように、主としてコマ収差であるとすれば、図８に示すように、発生した波面収差に対応する位置の液晶分子に点線で示すような反対方向の位相差を与えてやれば、チルトによる波面収差を打ち消すことができるはずである。
【００６７】
そこで、本実施形態の光ピックアップは、以下のような原理で上記波面収差を打ち消すようにしている。
すなわち、図５の受光特性を参照すれば明らかなように、液晶パネル３が透明板として作用する印加電圧３．５Ｖ以上においても、受光量は印加電圧の変化に従って若干変化していることが分かる。これは、液晶分子がガラス基板に対して完全な垂直配向とはなっておらず、いまだ若干の傾きを有した状態で配向していることを示している。
【００６８】
そこで、この液晶パネル３がほぼ透明板として作用する３．５Ｖ以上の電圧範囲において印加電圧を可変制御してやれば、液晶分子Ｍの配向状態がそれに従って変化し、液晶分子Ｍの複屈折Δｎを変えることができる。
したがって、通過するレーザビームに次式で表される位相差ΔＰを与えることができる。
【００６９】
ΔＰ＝Δｎ・ｄ（２π／λ）
ここで、ｄは液晶セルの厚さ、λは光線の波長である。
すなわち、位相差ΔＰをレーザビームに与えることにより、実質的な光路長を光ディスク６の傾きがない場合と等しくすることができ、発生した収差すなわちチルト補正を行なうことが可能となる。
【００７０】
次に、チルト補正の具体的な動作について説明する。
いま、光ディスク６にチルトが発生すると、チルトセンサ９（図１参照）がこれを検出し、チルト検出信号ＳTLTを液晶パネル制御回路１０に出力する。
液晶パネル制御回路１０は、チルト検出信号ＳTLTに基づいて、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ））の全面をグランド（アース電位）に落とすとともに、下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ））の各電極パターン３０２ｂ1 〜３０２ｂ5 に対し、チルト検出信号ＳTLTに相当するチルト量に応じてその印加電圧を３．５Ｖ以上の範囲でそれぞれ可変制御し、各パターン部分に図８の点線で示すような位相差を与えてやる。これによって図８の実線で示す波面収差（コマ収差）が打ち消され、チルト補正を行なうことができる。
【００７１】
図９に、液晶パネル３の上側の透明電極３０２ａに形成した電極パターンの他の例を示す。この例は、ディスク厚の厚いＣＤ再生時に発生する波面収差（主として球面収差）を補正するために、図４（Ａ）と同様な円形パターン３０２ａ1を備えた透明電極３０２ａにおいて、この円形パターン３０２ａ1 の内部を複数の同心円状（図示例では３個）に分割したもので、ＣＤ再生時、これら同心円状に分割された各電極パターン３０２ａ1 ，３０２ａ3 ，３０２ａ4 の印加電圧を変えて位相差を与えることにより、波面収差を打ち消すようにしたものである。
【００７２】
すなわち、前述したように、本発明の光ピックアップは、ディスク厚の薄いＤＶＤ（片面０．６ｍｍ）の再生に適した値に設計された対物レンズ５を用い、この対物レンズ５の開口数ＮＡを液晶パネル３と１／４波長板４を用いて等価的に小さくしてやることにより、開口数ＮＡの小さなＣＤもコンパチブルに再生できるようにしたものである。このため、ディスク厚が１．２ｍｍと厚いＣＤの再生時には、図１０に示すような波面収差が発生する。
このディスク厚の違いによって発生する波面収差は主として球面収差であり、図示するように縦軸を中心として左右対称な曲線となる。
【００７３】
したがって、ＣＤ再生時、液晶パネル３の対応する位置の液晶分子に、例えば、点線で示すような反対方向の位相差を与えてやれば、ディスク厚の違いによって発生する波面収差を打ち消すことができる。
そこで、これを実現するために図８のような電極パターンの透明電極３０２ａを用い、ＣＤ再生時には、前述したＣＤ再生時と同様に、同心円状の電極パターン３０２ａ1 ，３０２ａ3 ，３０２ａ4 部分にのみ３．５Ｖ以上の電圧を印加して透明状態とし、この状態において、各電極パターン３０２ａ1 ，３０２ａ3 ，３０２ａ4 の印加電圧を３．５Ｖ以上の範囲でそれぞれ可変制御してやることにより、各電極パターン部分に図１０の点線で示すような位相差を与える。
【００７４】
これによって図１０の実線で示す波面収差（球面収差）が打ち消され、ＣＤの再生能力を向上することができる。
前述したように、本実施形態の光ピックアップでは、液晶パネル３のツイスト角θを１５［゜］〜６０［゜］の範囲に限定し、さらに、この液晶パネル３に入射するレーザビームの直線偏光面Ｐが前記ツイスト角θ内に入るように限定しているが、これは以下のような理由▲１▼〜▲３▼によるものである。
理由▲１▼
図１１に、ツイスト角θ＝６７．５［゜］に設定した場合の受光特性例を示す。
【００７５】
すなわち、図１１に示すように、ツイスト角θが６０［゜］より大になると、光量の変化があまりに大き過ぎ、光量０となる印加電圧が３Ｖの一点だけとなって極めて使いにくくなるからである。
しかも、透明板として作用する電圧も約５Ｖ以上と極めて大きくなり、５Ｖ以上では印加電圧を変化しても位相差がほとんど発生せず、チルト補正を行なうことができなくなってしまう。
【００７６】
従って、液晶パネル３のツイスト角θは、実用上６０［゜］以下に設定する必要があるのである。
理由▲２▼
図１２に、ツイスト角θ＝１０［゜］に設定した場合の受光特性例を示す。
【００７７】
図１２に一例を示すように、ツイスト角θ＝１５［゜］未満では、電圧３．５Ｖ以上の透明領域において位相差はとれるが、ツイストによる偏光面の回転が小さ過ぎるため、光量０となる電圧が存在せず、ＤＶＤとＣＤの切り換えができなくなってしまう。
【００７８】
従って、液晶パネル３のツイスト角θは、実用上１５［゜］以上に設定する必要があるのである。
理由▲３▼
図１３に、ツイスト角θ＝４５［゜］、ツイスト中心線からの偏光面Ｐの角度３０［゜］〜７０［゜］に設定した場合の受光特性例を示す。
【００７９】
図１３に示すように、液晶パネル３に入射するレーザビームの偏光面Ｐが液晶パネル３のツイスト角θ内に入るようにしないと光量の変化が大き過ぎ、図１１の場合と同様に、安定に使用することが困難となる。
従って、レーザビームの偏光面Ｐが液晶パネル３のツイスト角θ内に入るように設定する必要があるのである。
第１実施形態の変形例
上記第１実施形態においては、チルト補正用電極として５分割電極（図４（Ｂ）参照）を用いていたが、より簡易な補正を行う場合には、図１４に示すように、散ると補正用電極として３分割電極を用いるようにすることも可能である。
【００８０】
この場合において、３分割電極の電極パターン３０２ｂ11は５分割電極の電極パターン３０２ｂ1 に相当し、電極パターン３０２ｂ12は５分割電極の電極パターン３０２ｂ2 〜３０２ｂ4を組み合わせたものに相当し、電極パターン３０２13は５分割電極の電極パターン３０２5 に相当している。
【００８１】
図１５に実施形態における光ディスクの傾きに起因する波面収差の補正効果を示す。
図１５に示すように、本第１実施形態によれば、補正なし（図１５中、実線で示す。）の場合と比較して、５分割電極を用いた場合（図１５中、●−実線で示す。）及び３分割電極（図１５中、○−実線で示す。）を用いた場合の双方とも波面収差の影響が低減されていることがわかる。
【００８２】
以上の実施形態の説明においては、光ディスク上に記録された情報を読み出す場合についてのみ説明したが、同様に情報を光ディスク上に記録する光学系に適用することも可能である。
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、一枚の液晶パネルを用いて、光ディスクの基板厚さの差に起因して発生する球面収差及び光ディスクの傾きに起因して発生するコマ収差を補正して、確実に情報読取りあるいは情報書込みを行うことができる。
【００８３】
以上の第１実施形態においては、光ディスクの基板厚さの差に起因する波面収差及び光ディスクの傾きに起因する波面収差の双方を補正する構成となっていたが、光ディスク切換用電極パターンを分割しないように構成すれば、チルト補正のための波面収差のみを行うことができ、チルト補正用電極パターンを分割しないように構成すれば、光ディスク切換に伴う波面収差補正のみを行うことができる。
【００８４】
逆に電極パターンの分割数をより多くすれば、対応ディスク種類（対応ディスク基板厚さ種類）を増加させ、あるいは、より精密な傾き補正を行うことができる。
第２実施形態
上記第１実施形態は、光学系として理想的なガウス光学系を想定した場合の実施形態であったが、実際の光学系は必ずしもガウス光学系の条件を満たしているとして取り扱うことができるわけではない。
【００８５】
そこで、本第２実施形態は、光学系として通常の光学系（レンズの像点は最良像点）を想定した場合の実施形態である。
ここで、最良像点とは、波面収差を考慮した場合の実際の集光中心にあたり、最も波面収差量の少ない領域である。
【００８６】
図１６に光ディスク６のチルト（傾き）角を１［゜］とし、対物レンズ５の開口角ＮＡ＝０．６、光ディスク６の基板厚さを０．６［ｍｍ］（＝ＤＶＤ相当）にした場合の最良像点における光ディスク６の記録面上の波面収差分布を示す。
また、図１７に最良像点における光ディスク６の直径方向の波面収差分布を示す。この波面収差分布は、図７に示した波面収差曲線における波面収差量軸（縦軸）及びレンズ径軸（横軸）を回転させた場合と等価である。
【００８７】
従って、光ディスク６にチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差（主としてコマ収差）は、図１６及び図１７に示すように、像点の中心に対して点対称となっている。
これらの観点から本実施形態でも、液晶パネル３に入射したレーザ光のうち記録情報読出しに用いない部分あるいは記録情報読出しに用いようとする部分のいずれか一方の偏光面を所定量回転させることにより、記録情報読出しに用いようとする部分のレーザ光のみが光ディスク６上に照射されるように見かけ上の対物レンズ５の開口数を制御するとともに、波面収差量が所定の基準波面収差量を越えるレーザ光の一部について当該レーザ光の光路長を所定量変化させることにより、すなわち、液晶パネル制御回路１０によって液晶パネル３の各電極パターン部分の印加電圧を個別に制御することにより最良像点における波面収差を補正し、ＤＶＤ／ＣＤの切り換え及びディスクのチルト補正の双方を同時に可能としているのである。
【００８８】
本第２実施形態においても、ディスク切換時の動作については同一であるので、図１８の原理説明図を参照し、チルト補正動作時のピックアップの動作についてのみ説明する。
光ディスク６にチルト（傾き）が発生した場合に発生する波面収差が図１６あるいは図１７に示したように、主としてコマ収差であるとすれば、図１８（Ａ）に示すように、発生した波面収差に対応する位置の液晶分子に点線で示すような反対方向の位相差を与えてやれば、チルトによる波面収差を打ち消すことができるはずである。
【００８９】
そこで、図１９に示すように、第１実施形態の下側の透明電極３０２ｂ（図４（Ｂ）参照）に代えて、波面収差分布（図１６参照）に対応する５分割電極パターン（電極パターン３１２ｂ1〜３１２ｂ5）を有する透明電極３１２ｂ採用し、波面収差分布に応じた電圧を液晶パネル３に印加する。
【００９０】
この場合において、電極パターン３１２ｂ1に対応する領域及び電極パターン３１２ｂ5に対応する領域では、収差の向きは異なるが収差量はほぼ同じであり、電極パターン３１２ｂ3 に対応する領域及び電極パターン３１２ｂ4に対応する領域では収差の向きは異なるが収差量はほぼ同じである。従って、電圧制御のための被制御量は、５分割電極パターンでありながら、二つだけ（電極パターン３１２ｂ2 は、制御量固定のため）であり、制御が容易となっている。
【００９１】
そして、液晶パネル３がほぼ透明板として作用する３．５Ｖ以上の電圧範囲において各電極パターン３１２ｂ1〜３１２ｂ5の印加電圧を可変制御してやることにより、液晶分子Ｍの配向状態がそれに従って変化し、液晶分子Ｍの複屈折Δｎ画変化し、通過するレーザビームに次式で表される位相差ΔＰを与えることができ、実質的な光路長を光ディスク６の傾きがない場合と等しくすることができ、発生した収差すなわちチルト補正を行なうことが可能となる。
【００９２】
ΔＰ＝Δｎ・ｄ（２π／λ）
ここで、ｄは液晶セルの厚さ、λは光線の波長である。
次に、チルト補正の具体的な動作について説明する。
いま、光ディスク６にチルトが発生すると、チルトセンサ９（図１参照）がこれを検出し、チルト検出信号ＳTLTを液晶パネル制御回路１０に出力する。
【００９３】
液晶パネル制御回路１０は、チルト検出信号ＳTLTに基づいて、上側の透明電極３０２ａ（図４（Ａ））の全面をグランド（アース電位）に落とすとともに、下側の透明電極３１２ｂ（図４（Ｂ））の各電極パターン３１２ｂ1 〜３１２ｂ5 に対し、チルト検出信号ＳTLTに相当するチルト量に応じてその印加電圧を３．５Ｖ以上の範囲でそれぞれ可変制御し、各パターン部分に図１８（Ａ）の点線で示すような位相差を与えてやる。これによって図１８（Ａ）に実線で示す波面収差（コマ収差）が打ち消され、図１８（Ｂ）に示すように、チルト補正を行なうことができる。
第２実施形態の変形例
上記第２実施形態においては、チルト補正用電極として５分割電極（図１９参照）を用いていたが、より簡易な補正を行う場合には、図２０に示すように、チルト補正用電極として電極パターン３１２ｂ11〜３１２ｂ13を有する３分割電極を用いるようにすることも可能である。
【００９４】
図１５に示すように、本第２実施形態によれば、補正なし（図１５中、実線で示す。）の場合と比較して、５分割電極を用いた場合（図１５中、■−実線で示す。）及び３分割電極（図１５中、□−実線で示す。）を用いた場合の双方とも波面収差の影響が第１実施形態と比較しても、低減されていることがわかる。
【００９５】
以上の第２実施形態の説明においては、光ディスク上に記録された情報を読み出す場合についてのみ説明したが、同様に情報を記録する光学系に適用することも可能である。
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、一枚の液晶パネルを用いて、最良像点上の光ディスクの基板厚さの差に起因して発生する球面収差及び光ディスクの傾きに起因して発生するコマ収差を補正して、確実に情報読取りあるいは情報書込みを行うことができる。
【００９６】
以上の第２実施形態においても、光ディスクの基板厚さの差に起因する波面収差及び光ディスクの傾きに起因する波面収差の双方を補正する構成となっていたが、ディスク切換用電極パターンを分割しないように構成すれば、チルト補正のための波面収差のみを行うことができ、チルト補正用電極パターンを分割しないように構成すれば、光ディスク切換に伴う波面収差補正のみを行うことができる。
【００９７】
逆に電極パターンの分割数をより多くすれば、対応ディスク種類（対応ディスク基板厚さ種類）を増加させ、あるいは、より精密な傾き補正を行うことができる。
図２１に、液晶パネル３の下側の透明電極３１２ｂとして形成した５分割電極パターンの他の例を示す。
【００９８】
図２１において、図１９と同様の部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
これらの電極パターンにおいても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
図２２に、液晶パネル３の下側の透明電極３１２ｂとして形成した３分割電極パターンの他の例を示す。
図２２において、図２０と同様の部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１００】
これらの電極パターンにおいても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
分割電極パターンの種類としては、以上のものに限られるものではなく、対処しようとする波面収差分布に対応する形状、分割数を有するように分割電極パターンを形成することにより同様の効果を得ることが可能である。
第３実施形態
上記第１実施形態及び上記第２実施形態においては、図１に示したように、液晶パネル３は、対物レンズ５の光軸上に位置して、光軸と垂直（９０［゜］）に交わるように配置していた。
【０１０１】
このように液晶パネル３を光軸と垂直に交わるように配置した場合、液晶パネル３のガラス基板３０１ａ，３０１ｂや透明電極３０２ａ，３０２ｂの表面から反射したレーザビームＢが迷光となって受光器８に入り込むことがある。
これを防止するには、ガラス基板３０１ａ，３０１ｂ、透明電極３０２ａ，３０２ｂ及び図示しない配向膜の界面に反射防止膜を形成する必要があり、光ピックアップが高価なものとなってしまうこととなる。
【０１０２】
そこで、本第３実施形態においては、液晶パネル４を光軸に対して所定角度傾けて配置することにより、液晶パネル４のガラス基板３０１ａ，３０１ｂ及び透明電極３０２ａ，３０２ｂを光軸に対して傾けて配置する。
この結果、液晶パネル４のガラス基板３０１ａ，３０１ｂ、透明電極３０２ａ，３０２ｂあるいは図示しない配向膜の表面でレーザビームＢが反射したとしても、反射光は光軸から離れる方向に反射され、迷光となって受光器８に入射するようなことがなくなる。
【０１０３】
従って、反射防止膜を形成する必要がなくなり、光ピックアップのコスト低減を図ることができる。
【０１０４】
【発明の効果】
請求項１〜１７記載の発明によれば、第１及び第２の電極の分割された各領域の印加電圧を可変制御してやることにより、例えばＤＶＤ／ＣＤなどのディスク種別に応じた実効開口数の切り換え及び波面収差補正の双方を同時に行うことが可能となる。
【０１０６】
請求項２１記載の発明によれば、波面収差補正ユニットは、光記録媒体への照射光あるいは光記録媒体からの照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に照射光の光軸に対して傾けて配置されるので、受光器側に光記録媒体への照射光あるいは光記録媒体からの照射光の反射光が迷光として受光器に入射するのを抑制することができ、液晶素子に反射防止膜を形成する必要がなくなり、光ピックアップのコスト低減を図ることができる。
【０１０７】
請求項２４記載の発明によれば、傾き検出手段は、光記録媒体の光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を前記電圧印加手段に出力するので、光記録媒体の傾きに応じて最適な電圧を印加することができ、光記録媒体の傾きに起因する波面収差を容易に補正して、光記録媒体に対する情報記録あるいは情報読出が確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光ピックアップの原理説明図である。
【図２】液晶分子のツイスト配向状態を説明するための模式斜視図である。
【図３】図３の略示平面図である。
【図４】液晶パネルの上下の透明電極に形成された電極パターンの形状例を示すもので、（Ａ）は上側の透明電極に形成されたＤＶＤ／ＣＤ切り換え用の電極パターンの一例を示す平面図、（Ｂ）は下側の透明電極に形成されたチルト補正用の電極パターンの一例を示す平面図である。
【図５】液晶パネルの印加電圧に対する受光器の受光特性を示す図である。
【図６】ガウス像点における波面収差分布の説明図（１）である。
【図７】ガウス像点における波面収差分布の説明図（２）である。
【図８】第１実施形態の波面収差補正の説明図である。
【図９】ＤＶＤ／ＣＤ切り換え用の電極パターンの他例を示す図である。
【図１０】ＣＤ再生時に発生する波面収差（球面収差）を示す図である。
【図１１】液晶パネルのツイスト角が大きい場合の受光特性を示す図である。
【図１２】液晶パネルのツイスト角が小さい場合の受光特性を示す図である。
【図１３】レーザビームの偏光面が液晶パネルのツイスト角内に設定されていない場合の受光特性を示す図である。
【図１４】第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図１５】実施形態の波面収差補正の効果を説明する図である。
【図１６】第２実施形態の最良像点における波面収差分布の説明図（１）である。
【図１７】第２実施形態の最良像点における波面収差分布の説明図（２）である。
【図１８】第２実施形態の波面収差補正の説明図である。
【図１９】第２実施形態の電極パターン（５分割電極パターン）の説明図である。
【図２０】第２実施形態の変形例を説明する図（１）である。
【図２１】第２実施形態の変形例を説明する図（２）である。
【図２２】第２実施形態の変形例を説明する図（３）である。
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ 偏光ビームスプリッタ
３ 液晶パネル
４ １／４波長板
５ 対物レンズ
６ 光ディスク
７ 集光レンズ
８ 受光器
９ チルトセンサ
１０ 液晶パネル制御回路
３０１ａ，ｂ 透明電極
３０２ａ1〜ａ4 ＤＶＤ／ＣＤ切換用の電極パターン
３０２ｂ1〜ｂ5 チルト補正用の電極パターン
３１２ｂ1〜ｂ5 チルト補正用の電極パターン
３１２ｂ11〜ｂ13 チルト補正用の電極パターン
Claims (24)
- 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正ユニットであって、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置された液晶素子と、
前記液晶素子を挟み、該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極とを備え、
前記第１電極は少なくとも前記光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割され、
前記第２電極は複数に分割され、前記光軸を通る当該第２電極面上の直線に対して鏡像対称で、かつ、少なくとも一対の互いに独立した分割領域を有することを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項１記載の波面収差補正ユニットであって、
前記一対の分割領域は、前記光軸を通る直線に対して鏡像対称となる一対の閉形状の分割線で囲まれて設けられることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項２記載の波面収差補正ユニットであって、
前記閉形状の分割線は略半円形状であることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項２記載の波面収差補正ユニットであって、
前記閉形状の分割線は矩形であることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項１〜４何れか１項記載の波面収差補正ユニットであって、
前記一対の分割領域は、前記光軸を通る第２電極面上の直線を中心に互いに離間し、かつ前記直線に沿った一対の分割線よりも外側に設けられる領域であり、前記一対の分割線は外側に向かって凸形状であることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正ユニットであって、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置された液晶素子と、
前記液晶素子を挟み、該液晶素子に電圧を印加するための第１及び第２電極とを備え、
前記第１電極は少なくとも前記光路の光軸を中心とした円形分割領域と当該円形分割領域以外の分割領域とに分割され、
前記第２電極は光学系により規定されるコマ収差分布に対応する形状の分割領域に分割されることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項６記載の波面収差補正ユニットにおいて、前記第１電極の前記円形分割領域は所望の開口数に対応するものであることを特徴とする波面収差補正ユニット。
- 請求項１〜７何れか１項記載の波面収差補正ユニットにおいて、
前記液晶素子は、前記第１、第２電極間の電圧が非印加時において、通過する光線の偏光面を所定量回転させ、前記第１、第２電極間の所定電圧の印加時において前記偏光面の回転が実質的に無くなることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項８記載の波面収差補正ユニットにおいて、
前記偏光面の所定量の回転は、１５°〜６０°であることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項１〜９記載の波面収差補正ユニットにおいて、
前記円形分割領域は、光軸を中心とする１以上の同心円状の分割線で分割されていることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 請求項１０記載の波面収差補正ユニットにおいて、
前記円形分割領域内の分割領域は、球面収差分布に対応した形状であることを特徴とする波面収差補正ユニット。 - 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項８記載の波面収差補正ユニットと、前記所定電圧を印加する電圧印加手段とを備えることを特徴とする波面収差補正装置。
- 請求項１２記載の波面収差補正装置であって、偏光ビームスプリッタと、１／４波長板とを更に有し、前記光源、前記偏光ビームスプリッタ、前記１／４波長板、前記対物レンズはこの順で前記光源の光路上に配置され、前記偏光ビームスプリッタと前記１／４波長板との間に前記波面収差補正ユニットを有することを特徴とする波面収差補正装置。
- 請求項１３記載の波面収差補正装置であって、前記波面収差補正ユニットは、前記電圧非印加時において前記波面収差補正ユニットを通過した光束の偏光面が前記１／４波長板の結晶軸とほぼ同方向になるように配置されることを特徴とする波面収差補正装置。
- 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第１、第２電極の各分割領域に相異なる電圧を印加して前記液晶素子の屈折率を制御する電圧印加手段を備えることを特徴とする波面収差補正装置。
- 請求項１５記載の波面収差補正装置であって、
前記電圧印加手段は前記第２電極の各分割領域に前記波面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加することを特徴とする波面収差補正装置。 - 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第２電極の各分割領域に光記録媒体の傾き情報に対応する電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えたことを特徴とする波面収差補正装置。
- 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、前記第１電極の光記録媒体の種別情報に対応する領域に電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えることを特徴とする波面収差補正装置。
- 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１０又は１１記載の波面収差補正ユニットを有し、前記円形分割領域内の各分割領域に相異なる電圧を印加して前記液晶素子の屈折率を制御する電圧印加手段をさらに備えたことを特徴とする波面収差補正装置。
- 請求項１９記載の波面収差補正装置において、
前記電圧印加手段は、前記円形分割領域内の各分割領域に球面収差を打ち消すように互いに相異なる電圧を印加することを特徴とする波面収差補正装置。 - 光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、前記光源から射出された光の波面収差を補正する波面収差補正装置であって、請求項１〜１１何れか１項記載の波面収差補正ユニットを有し、光記録媒体への照射光あるいは前記光記録媒体からの前記照射光の反射光が受光器側に反射しない所定角度に前記波面収差補正ユニットを前記光軸に対して傾けて配置したことを特徴とする波面収差補正装置。
- 光源と対物レンズを有する光記録媒体用光ピックアップにおいて、請求項１２〜１４、１８〜２１の何れか１項に記載の波面収差補正装置を有することを特徴とする光ピックアップ。
- 光源と対物レンズを有する光記録媒体用光ピックアップにおいて、請求項１５〜１７に記載の波面収差補正装置を有することを特徴とする光ピックアップ。
- 請求項２３記載の光ピックアップであって、
前記光記録媒体の前記光軸に対する傾きを検出し、傾き検出信号を前記電圧印加手段に出力する傾き検出手段をさらに備えたことを特徴とする光ピックアップ。
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