JP4211140B2 - 光学素子、光学ピックアップ、及び光ディスク装置 - Google Patents
光学素子、光学ピックアップ、及び光ディスク装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの出射光の光路上に配置される光学素子、レーザ光を照射して信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ、及び回転駆動される円盤状記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学ピックアップにより光ディスクに対する信号の記録や再生を行う際、光学ピックアップから出射されるレーザ光の光軸に対して光ディスクが傾くことにより、波面収差が発生する。このように発生する波面収差において、３次のコマ収差が支配的となる。
【０００３】
コマ収差を補正するものとして、図１５に示すように、光路上に２枚の補償用光学素子２０１，２０２を配置してコマ収差を補正する手段（以下、補正板方式という。）が従来より提案されている。第１の補償用光学素子２０１は凸面２０１ａを有し、第２の補償用光学素子２０２は凹面２０２ａを有して、それら補償用光学素子２０１，２０２は、それらの面が相対向され、光路中に配置されている。
【０００４】
補正板方式では、光ディスクの傾きにより発生するコマ収差に応じて、図１５に示すように、第１及び第２の補償用光学素子２０１，２０２を光軸に直交する方向であって、互いに当該光軸について対向する方向に変位させ、当該コマ収差に対応するものとして正負逆の位相分布を透過させるレーザ光に予め与え、当該コマ収差を補正するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補正板方式では、第１及び第２の補償用光学素子２０１，２０２を駆動させるたのアクチュエータ等の機械的な移動操作手段が必要になる。しかし、機械的な移動操作手段では、高応答性を得ることができなく、さらに、駆動のための消費電力も多くなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、低消費電力かつ高応答性を有し、さらには簡素な構成によりコマ収差を補正することができる光学素子、光学ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学素子は、上述した課題を解決するために、液晶を封入して保持する液晶封入手段と、光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学素子は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【０００８】
このような構成を有する光学素子は、例えば出射光が照射された光学部材において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化させた液晶により当該出射光に予め与える。
【０００９】
また、本発明に係る光学ピックアップは、上述した課題を解決するために、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の電極の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学ピックアップは、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【００１０】
このような構成を有する光学ピックアップは、出射光が照射された信号記録媒体において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与える。
【００１１】
また、本発明に係る光ディスク装置は、上述の課題を解決するために、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段を備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を円盤状信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える光学ピックアップ手段と、光学ピックアップ手段により円盤状信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う記録及び／又は再生手段と、回転駆動される円盤状信号記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段の検出結果に基づいて第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御する制御手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光ディスク装置は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【００１２】
このような構成を有する光ディスク装置は、出射光が照射された信号記録媒体が傾くことにより発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与える。
【００１３】
また、この光ディスク装置は、傾き検出手段が検出した円盤状信号記録媒体の傾きに応じて制御手段により第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御し、コマ収差を補正する最適な位相分布を発生させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、レーザ光を照射して、光ディスクに対する信号の記録や光ディスクからの信号の再生を行う光学ピックアップに適用したものである。
【００１５】
図１に示すように、光学ピックアップ１は、半導体レーザ２、コリメータレンズ３、ビームスプリッタ４、液晶パネル５ａ，５ｂからなるコマ収差補正手段５、対物レンズ６、集光レンズ７、及び光検出器８を備えている。
【００１６】
光学ピックアップ１は、光ディスク１０１に対する信号の記録及び／又は再生を行う光ディスク装置内に組み込まれている。光ディスク装置は、光ディスク１０１を回転駆動駆動する回転駆動手段を備え、光学ピックアップ１は、回転駆動手段により回転駆動される光ディスク１０１に対してレーザ光を照射して信号の記録及び／又は再生を行う。
【００１７】
そして、光学ピックアップ１は、半導体レーザ２から出射されたレーザ光が入射される側に配置される入射側液晶パネル５ａと、入射側液晶パネル５ａを透過した光が入射され、当該入射された光を透過させ対物レンズ６に出射させる出射側液晶パネル５ｂとから構成されるコマ収差補正手段５により、光ディスク１０１が傾いて当該光ディスク１０１の信号記録面上で発生するコマ収差を補正する。このコマ収差補正手段５によるコマ収差の補正原理について先ず説明する。
【００１８】
光ディスク１０１は、透明基板上に信号記録面が形成されており、光ディスク１０１に対する信号の記録時や光ディスク１０１からの信号の再生時には、この透明基板を通して信号記録面上に光スポットが形成される。ここで信号記録面上に形成される光スポットの集光性能は、光ディスクに傾きが生じることにより劣化する。これは、光軸に対して傾いた透明基板を通過したレーザ光に空間的な位相分布、すなわち波面収差が与えられるからであり、また、特に発生する波面収差は３次のコマ収差が支配的となるからであり、このように発生するコマ収差により上述したように光スポットの集光性能が劣化する。
【００１９】
このコマ収差を、対物レンズ瞳面上の瞳半径で規格化された座標（ｘ，ｙ）で表すと、（１）式により表すことができる。Ｗ３１はレーザ光波長λで規格化された３次のコマ収差係数であって、（２）式のようになる。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【数２】
【００２２】
ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、またｎは光ディスク１０１の透明基板の屈折率、ｔは透明基板の厚みで、θは光ディスクの傾き（スキュー）角である。本発明では、このように（１）式により示されるコマ収差Ｗ（ｘ，ｙ）に対して、予め位相分布として−Ｗ（ｘ，ｙ）を与えることにより、当該コマ収差を補正している。すなわち、光学ピックアップ１は、−Ｗ（ｘ，ｙ）の位相分布を上述したコマ収差補正手段５により発生させて、コマ収差の補正をしている。
【００２３】
次に、コマ収差補正手段５による−Ｗ（ｘ，ｙ）の位相分布の生成について具体的に説明する。
【００２４】
コマ収差補正手段５は、上述したように、２つの液晶パネル５ａ，５ｂを備えており、この２つの液晶パネル５ａ，５ｂはそれぞれ一対の透明基板により液晶を封入して保持しており、各透明基板の内側面に電極が形成されている。このコマ収差補正手段５は、各液晶パネル５ａ，５ｂの透明基板の内側面に形成されている電極に電圧を印加することにより、液晶の配向方向を変化させ、透過するレーザ光に対して液晶の配向を変化させて、透過するレーザ光に当該レーザ光の光軸からの各位置において位相を予め与える構造とされている。
【００２５】
ここで、例えば、コマ収差補正手段５において、光軸より半径方向に対物レンズ６の瞳半径で規格化された距離ｒに対して、（３）式、（４）式を満たすような極座標系で示される位相分布を、各液晶パネル５ａ，５ｂにおいて発生させる場合について考えてみる。
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】
ここで、ａ，ｂは任意の定数である。この（３）式及び（４）式による位相分布は光軸ｒ＝０を基準とした位相分布を示し、ｒ＝０での位相は０になっている。図２中（Ａ）は（３）式により与えられる位相分布を示し、図２中（Ｂ）は（４）式により与えられる位相分布を示している。この（３）式及び（４）式で示される位相分布をｘｙ座標系に置き換え、さらに光軸からｘ方向にそれぞれが逆方向に距離ｓだけ移動した場合の位相分布は（５）式及び（６）式のようになる。
【００２９】
【数５】
【００３０】
【数６】
【００３１】
この（５）式及び（６）式により示される位相分布を透過光に対して与える各液晶パネル５ａ，５ｂは、図３に示すように、半導体レーザ２から出射されたレーザ光の光軸について互いに反対に位置されるように配置され、かつ光軸から距離（以下、横ずらし量という。）ｓだけ離されてそれぞれ配置される。
【００３２】
このように配置された場合、出射側液晶パネル５ａが（５）式により示される位相分布を透過光に与え、入射側液晶パネル５ｂが（６）式により示される位相分布を透過光に与えることから、各液晶パネル５ａ，５ｂの透過光には、結果として（５）式と（６）式との和で示される（７）式の位相分布が発生する。
【００３３】
【数７】
【００３４】
ここで、ｃは（８）式で示される。
【００３５】
【数８】
【００３６】
ここで、（７）式の第１項の係数に適当な値を選べば上記（１）式のｘ方向へ光ディスク１０１が傾いた場合に発生するコマ収差の式と等価になる。また、（７）式の第２項はｘに対して１次関数であり、これは波面のチルトであり光スポットのディスク面内の位置ずれとして現れるが、トラッキングサーボ又はパルスロックループ回路等により補正することができるので記録及び再生に影響を与えない。すなわち、この第２項は無視できるものとして考えられる。
【００３７】
このようなことから、（２）式で与えられるコマ収差係数Ｗ３１に対し、（７）式のＷ１２の第１項の係数を−Ｗ３１となる値に決定すれば、光ディスク１０１の傾き角に応じて発生するコマ収差に対応させて位相分布を発生させることができる。例えば、横ずらし量ｓを固定して定数ａを変化させ、最適な位相分布を発生させる。
【００３８】
また、このようにコマ収差を補正する目的においては定数ｂが任意の定数でよいことがわかる。そこで、（１）式及び（７）式とから、光ディスクの傾きにより発生するコマ収差係数Ｗ３１を補正するための条件として、（１）式のＷ３１が波長で規格化されていることに注目し、（９）式を導き出す。
【００３９】
【数９】
【００４０】
ここで、例えば、Ｗ３１＝１、ｓ＝0.2のときａ＝λ／1.6である。
【００４１】
以上のように、コマ収差補正手段５の各液晶パネル５ａ，５ｂにより（９）式を満たすような位相分布を、光ディスクに照射されるレーザ光に予め与えておくことで、光ディスク１０１の傾きにより発生するコマ収差を補正することができる。
【００４２】
ここで、各液晶パネル５ａ，５ｂは、レーザ光の光軸に垂直な方向において屈折率を変化させることにより、コマ収差を補正するような位相分布を与えており、次にその各液晶パネル５ａ，５ｂの構造について説明する。ここで、入射側液晶パネル５ａと出射側液晶パネル５ｂについては、同一構造とされることから、以下の説明では主に入射側液晶パネル５ａについて説明する。
【００４３】
入射側液晶パネル５ａは、図４に示すように、入射側透明基板１１、入射側透明電極１２、入射側配向膜１３、液晶１４、出射側配向膜１５、出射側透明電極１６、出射側透明基板１７の順序で積層されて構成されている。すなわち、入射側液晶パネル５ａは、入射側透明基板１１上に入射側透明電極１２と入射側配向膜１３を積層させて、さらに、出射側透明基板１７上に出射側透明電極１６と出射側配向膜１５と積層させて、それらを対向させて、液晶１４をその間に封入して保持している構造とされている。
【００４４】
ここで、入射側透明電極１２は、入射側透明基板１１上に導線材料が蒸着されて形成されており、例えば、ＩＴＯ等の透明電極からなる。これと同様に、出射側透明電極１６は、例えばＩＴＯ等の透明電極からなり、蒸着により形成されている。また、入射側配向膜１３及び出射側配向膜１５は、液晶１４の分子方向を特定するためのものである。液晶１４は、例えば平行配向のネマチック液晶である。
【００４５】
このように構成される入射側液晶パネル５ａにおいて、入射側透明電極１２と出射側透明電極１６との間に電圧が印加されることにより、液晶１４は複屈折性を示し、印加電圧に応じて屈折率（ｎLC）を変化させる。これにより、ｄを液晶１４の厚さとした場合、入射側液晶パネル５ａにより、各配向膜１３，１５の配向方向に沿った透過光の直線偏光成分にｎLCのｄ倍の位相が与られる。
【００４６】
入射側液晶パネル５ａと同様に構成されている出射側液晶パネル５ｂにより、配向膜１３，１５の配向方向に沿った透過光の直線偏光成分にｎLCのｄ倍の位相が与えられる。図５には、印加電圧に対する屈折率変化（ΔｎLC）特性を示す。この図５に示すように、本実施の形態では屈折率を最大変化量を0.15〜0.2としている。なお、ここで、印加電圧は、実効値（Ｖrms）を表し、例えば、０Ｖを中心とした周波数数ＫＨｚ、デューティ50％の矩形波信号からなる。
【００４７】
このようにレーザ光に対し、その光軸に対する垂直方向において位相分布を与えるためには、電極パターンを最適設計する必要がある。次に、（３）式及び（４）式を満たすような位相分布を透過光に発生させる各液晶パネル５ａ，５ｂの透明電極１２，１６の電極パターンについて説明する。
【００４８】
（３）式及び（４）式により位相分布は連続的な分布として示されており、（３）式及び（４）式を厳密に満たす位相分布を得ることは困難である。そこで、（３）式及び（４）式により示される連続的な位相分布を、任意の間隔で標本化して離散的な位相分布で近似することにより、（３）式及び（４）式により示される位相分布と略同一の位相分布を発生させることを考える。例えば、（３）式の位相分布を近似的に示すものとして、図６に示すような離散化された位相分布を考えてみる。例えば、この図６に示すような離散化された位相分布は、図７に示すように、電極パターンにおいて中心部をなす略円形状の中央電極２１1と、中央電極２１1の外周に形成された略円環形状の複数の電極２１1，２１2，・・・，２１n-1，２１nとにより構成される電極パターンからなる透明電極（以下、同心円電極という。）によって可能とされる。
【００４９】
なお、入射側透明電極１２と出射側透明電極１６とが共に図７に示す同心円電極として形成される必要はなく、一方の透明電極が、分割されていない電極からなる、いわゆるべた電極として構成することもできる。
【００５０】
そして、図７に示すような電極パターンからなる透明電極への印加電圧については、例えば中央電極２１1に印加する電圧を固定してその当該部分で与えられる位相を基準として、この基準とされる位相に対し、他の電極２１2，・・・，２１n-1，２１nに対応される部分を透過して与えられる位相が（３）式で示される位相分布に略同一を示すように、当該他の電極２１2，・・・，２１n-1，２１nに電圧を印加すればよい。
【００５１】
また、入射側液晶パネル５ａについても同様に、上述した同心円電極液を形成し、（４）式に対応するような位相分布を透過光に与えるように電圧を印加することにより、この（４）式に示される所望の位相分布に近似した位相分布を透過光に与えることができる。
【００５２】
よって、図３に示すように、入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂにおける同心円電極の電極パターン中心が、光軸からｘ方向にそれぞれが逆方向に距離ｓだけ離れて位置されるように入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂを光路上に配置させることにより、透過光に対してコマ収差を補正する位相分布を予め与えることができる。
【００５３】
しかし、上述した図７に示す同心円電は、電極パターンが細分化されていることから、各電極部を制御することが困難になる。
【００５４】
次に、（３）式及び（４）式により示される位相分布を透過光に与えることができる他の電極パターンについて説明する。
【００５５】
図８に示すように、透明電極は、外周が略円形状とされた中央電極部２２1と、中央電極部２２1の外周に配置され、中央電極部２２1の中心にその中心が一致された略円環形状の中間円環状電極部２２2と、中央電極部２２1の中心にその中心が一致され、かつ中間円環状電極部２２2の外周に配置された略円環形状の外周円環状電極部２２3とから構成されている。そして、中央電極部２２1と外周円環状電極部２２3とは接続電極部２２4により電気的に一部が接続されている。
【００５６】
ここで、（３）式及び（４）式内の係数をｂ＝−ａ×（１＋ｓ）2とした場合、（３）式及び（４）式は（１０）式及び（１１）式のように変形される。
【００５７】
【数１０】
【００５８】
【数１１】
【００５９】
この（１０）式及び（１１）式により与えられる位相分布は、図９中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、（１＋ｓ）により正規化された位相分布を示す。また、（１０）及び（１１）式で示される位相分布は、ｒ＝０、ｒ＝１＋ｓ及びｒ＝−１−ｓにおいてＷ１（ｒ）＝０となり、図１０中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、最低２つの位相量で近似できることがわかる。
【００６０】
そして、対物レンズ６の瞳半径を１とし、光軸より横ずらし量ｓだけ離して光路上に図８に示す電極パターンからなる透明電極（以下、簡略同心円電極という。）を配置することを考えると、コマ収差補正することができる領域である最小半径ｒｍｉｎが１＋ｓになるので、この簡略同心円電極によっても、（１０）式及び（１１）式により示される位相分布に近似する位相分布を発生させることができる。
【００６１】
簡略同心円電極を入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂに形成するが、次のように入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂを光路上に配置する。
【００６２】
入射側液晶パネル５ａの透明電極を図１１中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中央電極部２２1と、中央電極部２２1の外周に位置される中間円環状電極部２２2と、中間円環状電極部２２2の外周に位置される外周円環状電極部２２3とからなる第１の簡略同心円電極（第１の位相分布発生電極部）として構成し、この第１の簡略同心円電極の電極パターン中心、すなわち、中央電極部２２1、中間円環状電極部２２2、及び外周円環状電極部２２3の中心が、レーザ光の光軸の垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離されて位置されるように、入射側液晶パネル５ａを光路上に配置する。
【００６３】
なお、この第１の簡略同心円電極は入射側透明電極１２又は出射側透明電極１６の一方として形成されるだけでよく、この場合、対向される透明電極の電極パターンはいわゆるべた電極であってもよい。
【００６４】
一方、出射側液晶パネル５ｂの透明電極を、図１１中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中央電極部２２1と、中央電極部２２1の外周に位置される中間円環状電極部２２2と、中間円環状電極部２２2の外周に位置される外周円環状電極部２２3とからなる第２の簡略同心円電極（第２の位相分布発生電極部）として構成し、この第２の簡略同心円電極の電極パターン中心が、レーザ光の光軸からの垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離され、かつ入射側液晶パネル５ａに形成された第１の簡略同心円電極の電極パターン中心とは反対に位置されるように、すなわち、レーザ光の光軸について第１の簡略同心円電極とは１８０°対向され、かつレーザ光の光軸から横ずらし量ｓだけ離されるように、出射側液晶パネル５ｂを光路上に配置する。
【００６５】
なお、このような電極パターンは入射側透明電極１２又は出射側透明電極１６の一方に形成するだけでよく、この場合、対向される透明電極の電極パターンはいわゆるべた電極であってもよい。
【００６６】
さらに、出射側液晶パネル５ｂは、入射側液晶パネル５ａに対して光路上においた離間されて配置される。
【００６７】
なお、外周円環状電極部の外周径については、図８に示すように、（１＋２）の２倍にする。
【００６８】
上述したように配置された入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂの簡略同心円電極にそれぞれ電圧を印加することにより、透過光に対して（１０）式及び（１１）式により示される位相分布がそれぞれ与えられる。これにより、光ディスク１０１が傾くことにより発生するコマ収差を補正することができる。
【００６９】
なお、第１の簡略同心円電極の中心電極部２２1及び各円環状電極部２２2，２２3は、適当な電圧を印加したときに（１１）式で示す理想的な位相分布とのrms誤差が最小になるような形状とされ、また、第２の簡略同心円電極の中心電極部２２1及び各円環状電極部２２2，２２3は、適当な電圧を印加したときに（１０）式で示す理想的な位相分布とのrms誤差が最小になるような形状とされていることはいうまでもない。
【００７０】
また、各電極部に対して印加する電圧については、具体的には次のようになる。入射側液晶パネル５ａについては、中央電極部２２1と外周円環状電極部２２3に基準電圧Ｖ0、中間円環状電極部２２2にＶ0＋ΔＶ1を印加する。また、出射側液晶パネル５ｂについては、中央電極部２２1と外周円環状電極部２２3に基準電圧Ｖ0、中間円環状電極部２２2にＶ0＋ΔＶ1を印加する。ここで、電圧ΔＶ1がスキューに応じて変化される印加電圧となる。なお、基準電圧Ｖ0は所定の電圧値に決定されており、例えば、０Ｖである。
【００７１】
そして、光ディスク１０１の傾き角に応じて、電圧ΔＶ1を適宜制御することにより、当該傾き角により異るものとして発生するコマ収差を補正するのに最適な（１０）式及び（１１）式により示される位相分布を透過光に与えることができる。
【００７２】
また、この簡略同心円電極を使用することにより、図７に示した同心円電極を使用する場合とは異なり、コマ収差の補正効果が多少犠牲になるものの、位相分布のより粗い標本化により構成されるので、例えば、電極に印加する電圧の制御を容易としながら、コマ収差を補正することが可能になる。また、上述したように電極に印加する電圧値として２つの値Ｖ0，ΔＶ1だけで、コマ収差補正をすることもできる。
【００７３】
また、コマ収差補正の効果と電極パターンの簡略化（電極の分割数）とは相反する関係になっているが、分割数を必要最小限に維持しながら必要に応じて適当な分割数を選択することにより、コマ収差補正効果を向上させることは可能になるといえる。
【００７４】
また、簡略同心円電極を使用することにより、Ｗ１（ｒ），Ｗ２（ｒ）がａに比例して変化するため、一度電極パターンを決めてしまえば、適当な印加電圧を与えることにより、光スポットの集光性能の低下を効果的に抑止する位相分布を発生させることができる。
【００７５】
以上のように、光学ピックアップ１は、コマ収差補正手段５により、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【００７６】
次に、上述したように液晶パネル５ａ，５ｂにそれぞれ形成される簡略同心円電極を一つの液晶パネルに形成する場合について説明する。
【００７７】
図１２中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、液晶パネル３１は、入射側透明電極３２が、中央電極部２３1と、中央電極部２３1の外周に位置される中間円環状電極部２３2と、中間円環状電極部２３2の外周に位置される外周円環状電極２３3とから第１の簡略同心円電極（第１の位相分布発生電極部）して構成され、また、出射側透明電極３３が、中央電極部２４1と、中央電極部２４1の外周に位置される中間円環状電極部２４2と、中間円環状電極部２４2の外周に位置される外周円環状電極２４3とから第２の簡略同心円電極（第２の位相分布発生電極）として構成される。
【００７８】
そして、入射側透明電極３２の電極パターン中心、すなわち、中央電極部２３1、中間円環状電極部２３2、及び外周円環状電極部２２3の中心が、レーザ光の光軸の垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離され、出射側透明電極３３の電極パターン中心、すなわち、中央電極部２４1、中間円環状電極部２４2、及び外周円環状電極部２４3の中心が、レーザ光の光軸からの垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離され、かつ入射側透明電極３２の電極パターン中心とは反対に位置されるように各透明基板１１，１７の内側面に形成される。
【００７９】
このような構成からなる液晶パネル３１により、上述した図１１に示す液晶パネルａ，５ｂと同様な位相分布を透過光に与えるには、具体的には次のように各電極部に電圧を印加する。
【００８０】
印加電圧と屈折率変化の関係が線形な領域において、対向する電極面にそれぞれ実効値Ｖ1，Ｖ2のお互いに逆相のデューティ５０％に矩形波信号を与えたときに、実効的に電圧Ｖ1＋Ｖ2が液晶に印加されることを利用する。すなわち、入射側透明電極３２と出射側透明電極３３にお互いに逆相の矩形は信号を与えて、出射側透明電極３３については、中央電極部２４1及び外周円環状電極部２４3に基準電圧Ｖ0を印加し、中間円環状電極部２４2にＶ0＋ΔＶ2を印加し、また、入射側透明電極３２については、中央電極部２３1及び外周円環状電極部２３3に基準電圧Ｖ0を印加し、中間円環状電極部２３2にＶ0−ΔＶ2を印加する。そして、光ディスクのスキュー角に応じ、電圧ΔＶ2を変化される。
【００８１】
このように１つの液晶パネル３１に簡略透明電極を形成することにより、さららに簡素化されたコマ収差補正手段を提供することができる。
【００８２】
以上のように、コマ収差補正手段５は、図１１に示すように２つの液晶パネル５ａ，５ｂに簡略化された電極パターンを形成し、或いは、図１２に示すように１つの液晶パネル３１に簡略化された電極パターンを形成して、光ディスクの傾きによるコマ収差を補正している。
【００８３】
なお、上述した図８に示す電極パターンに限定されるものではない。例えば、中間円環状電極部の外周を囲むように配置されている電極、すなわち外周円環状電極が円環形状に形成されることに限定されるものではない。例えば、中間円環状電極部の外周を囲む電極の形状を、内周の形状について中間円環状電極部の外周を囲むような形状とし、外周の形状について透明基板の外周縁形状と同形状にする。すなわち、中間円環状電極部の外周に配置する電極の形状は、外周が略四角形状とされ、中心部分に略円形状に開口された部分を有する形状になる。
【００８４】
また、中央電極部及び外周円環状電極部を設けることは必須ではない。すなわち、中央電極部及び外周円環状電極部が形成されていた領域に対応される領域に電極を設けず、中間円環状電極部のみを設ける電極パターンとすることもできる。
【００８５】
さらに、中央電極部、中間円環状電極部、及び外周円環状電極部の中心が一致されてなくてもよい。すなわち、中央電極部、中間円環状電極部、及び外周円環状電極部の各中心が偏心されていてもよい。
【００８６】
また、コマ収差補正手段５に他の機能を併有させることもできる。例えば、他の機能として、記録面がランド及びグルーブからなる光ディスクを使用する場合にクロストークを減少させる機能をコマ収差補正手段５に併有させることもできる。
【００８７】
クロストークを減少させる機能としては、例えば、特開平10-69678号公報に開示されている位相補償機能に関する技術を取り入れることができる。ここで、特開平10-69678号公報に開示されている技術を簡単に説明すると、ランドに記録されている信号を再生する際に４５°（π／４rad）の光学的位相差、及びグルーブに記録されている信号を再生する際に−４５°（−π／４rad）の光学的位相差を再生光に与えるように、ランド及びグルーブの再生時に応じてにその光学的位相差を切換えることにより、クロストークを削減し、結果として、トラック方向の記録密度を高くするというものである。
【００８８】
このような光学的位相差を与える位相補償機能を、コマ収差補正手段５の液晶パネルに持たせる。具体的には、位相補償機能を、液晶パネルにおける分割されていない一枚の電極（以下、位相補償用電極という。）により実現させることができる。
【００８９】
図１３には、位相補償用電極への印加電圧と位相差との関係を示している。位相補償用電極に印加する電圧については、この図１３に示すように、位相差ｎπ（ｎは整数）を中心値として、ランドの再生時にはπ／４＋ｎπの位相差を与えるような電圧ＶLを印加し、グルーブの再生時には−π／４＋ｎπの位相差を与えるような電圧ＶGを印加する。
【００９０】
このような位相補償用電極を上述した図８に示す液晶パネル３１の入射側透明電極３２及び出射側透明電極３３に適用した場合、各電極に対して次のように電圧を印加する。
【００９１】
ランドの再生時に、印加電圧と位相差変化との関係が線形な領域において、入射側透明電極３２と出射側透明電極３３との間に互いに逆相の矩形波信号を与えて、出射側透明電極３３については、中央電極部２４1及び外周円環状電極部２４3にＶL／２の電圧を印加し、中間円環状電極部２４2にＶL／２＋ΔＶ3の電圧を印加する。また、入射側透明電極３２については、中央電極部２３1及び外周円環状電極部２３3にＶL／２の電圧を印加し、中間円環状電極部２３2にＶL／２−ΔＶ3の電圧を印加する。そして、光ディスクの傾きに応じて、ΔＶ3を変化させる。これにより、液晶パネル３１は、光ディスクが傾いているときには、ΔＶ3が適宜選択されることにより、位相補償しながら光ディスクの傾きによるコマ収差を補正することができ、光ディスクが傾いていないときには、理想的な位相補償手段として機能する。
【００９２】
なお、ランド及びグルーブのいずれの再生時においても、光ディスクが傾いている場合は、ΔＶ3の電圧が印加される中間円環状電極部に対応される液晶部分では位相補償誤差が発生するが記録及び再生等に対する影響は少ない。
【００９３】
また、光学ピックアップは、光ディスクの傾き角度に応じて液晶パネルの駆動を制御するためのディスク傾き検出手段等を備えている。図１４には、光ディスク１０１の傾きの程度を検出する機能を有する光学ピックアップ４１の構成例を示している。図１４に示す光学ピックアップ４１は、上述した図１に示した光学ピックアップ１と同様の構成部分からなり、すなわち、半導体レーザ２、コリメータレンズ３、ビームスプリッタ４、コマ収差補正手段５、対物レンズ６、集光レンズ７、及び光検出器８を備えている。ここで、コマ収差補正手段５は、上述したように２つの液晶パネル５ａ，５ｂにより構成されているもの、或いは１つの液晶パネル３１により構成されるものでもよい。
【００９４】
この光学ピックアップ４１は、光ディスク１０１の傾きに応じて液晶パネル５の駆動状態を制御するものとして、ディスク傾き検出センサ４２及びディスク傾き検出センサ４２の検出結果に基づいてコマ収差補正手段５の液晶パネルの駆動を制御するマイクロコンピュータ４１を備えている。これにより、ディスク傾き検出センサ４２により光ディスク１０１の傾きを検出して、この検出結果に応じてマイクロコンピュータ４３がコマ収差補正手段５の液晶パネルの電極に印加する電圧を制御することができる。これにより、光ディスク１０１の傾きに応じてコマ収差補正機能が最大限に発揮されるように、コマ収差補正手段５の液晶パネルを制御することができる。
【００９５】
また、液晶の温度特性を補償するためのマイクロコンピュータに温度情報を予め記憶させておくことにより、使用円環境の温度を考慮した液晶パネルの駆動が可能になる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明に係る光学素子は、液晶を封入して保持する液晶封入手段と、光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学素子は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【００９７】
このような構成を有することにより、光学素子は、例えば出射光が照射された光学部材において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化させた液晶により当該出射光に予め与えることができる。
【００９８】
よって、光学素子は、例えば、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【００９９】
また、本発明に係る光学ピックアップは、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の電極の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学ピックアップは、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【０１００】
このような構成を有することにより、光学ピックアップは、出射光が照射された信号記録媒体において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与えることができる。
【０１０１】
よって、光学ピックアップは、例えば、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【０１０２】
また、本発明に係る光ディスク装置は、上述の課題を解決するために、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段を備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を円盤状信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える光学ピックアップ手段と、光学ピックアップ手段により円盤状信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う記録及び／又は再生手段と、回転駆動される円盤状信号記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段の検出結果に基づいて第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御する制御手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光ディスク装置は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【０１０３】
このような構成を有することにより、光ディスク装置は、出射光が照射された信号記録媒体が傾くことにより発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与えることができる。
【０１０４】
また、この光ディスク装置は、傾き検出手段が検出した円盤状信号記録媒体の傾きに応じて制御手段により第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御し、コマ収差を補正する最適な位相分布を発生させることができる。
【０１０５】
よって、光学ピックアップ１は、例えば、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の光学ピックアップの構成を示すブロック図である。
【図２】コマ収差を補正する位相部分を説明するために使用した位相分布の特性図である。
【図３】上述した光学ピックアップの備えるコマ収差補正手段を構成する２つの液晶パネルを示す正面図である。
【図４】上述したコマ収差補正手段を構成する液晶パネルの構成を示す正面図である。
【図５】上述した液晶パネルにおける印加電圧と屈折率変化との関係を示す特性図である。
【図６】コマ収差を補正する位相分布であって離散化された位相分布の特性図である。
【図７】上述の離散化された位相分布を発生可能とする透明電極の電極パターンを示す平面図である。
【図８】中央電極部、中間円環状電極部、及び外周円環状電極部から構成される透明電極を示す平面図である。
【図９】コマ収差を補正する位相部分を説明するために使用した位相分布であって、光軸から距離ｓだけシフトされた場合の位相分布の特性図である。
【図１０】上述した図９の位相分布を２値により近似化することができることの説明に使用した位相分布の特性図である。
【図１１】２つの液晶パネルに上述した図８の液晶パターンがそれぞれ形成されたコマ収差補正手段を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図である。
【図１２】１つの液晶パネルに上述した図８の液晶パターンが形成されたコマ収差補正手段を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図である。
【図１３】コマ収差補正手段に位相補償機能を併有させることの説明に使用した印加電圧と位相差との関係を示す特性図である。
【図１４】ディスク傾き検出手段とディスク傾き検出手段による光ディスクの傾きの検出結果に応じてコマ収差補正手段の駆動を制御するマイクロコンピュータとを備える光学ピックアップの構成を示すブロック図である。
【図１５】一対の補償用光学素子により構成される従来の位相コマ収差の補正手段を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 光学ピックアップ、５ コマ収差補正手段、５ａ，５ｂ 液晶パネル、２２1 中央電極部，２２2 中間円環状電極部，２２3 外周円環状電極部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの出射光の光路上に配置される光学素子、レーザ光を照射して信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ、及び回転駆動される円盤状記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学ピックアップにより光ディスクに対する信号の記録や再生を行う際、光学ピックアップから出射されるレーザ光の光軸に対して光ディスクが傾くことにより、波面収差が発生する。このように発生する波面収差において、３次のコマ収差が支配的となる。
【０００３】
コマ収差を補正するものとして、図１５に示すように、光路上に２枚の補償用光学素子２０１，２０２を配置してコマ収差を補正する手段（以下、補正板方式という。）が従来より提案されている。第１の補償用光学素子２０１は凸面２０１ａを有し、第２の補償用光学素子２０２は凹面２０２ａを有して、それら補償用光学素子２０１，２０２は、それらの面が相対向され、光路中に配置されている。
【０００４】
補正板方式では、光ディスクの傾きにより発生するコマ収差に応じて、図１５に示すように、第１及び第２の補償用光学素子２０１，２０２を光軸に直交する方向であって、互いに当該光軸について対向する方向に変位させ、当該コマ収差に対応するものとして正負逆の位相分布を透過させるレーザ光に予め与え、当該コマ収差を補正するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補正板方式では、第１及び第２の補償用光学素子２０１，２０２を駆動させるたのアクチュエータ等の機械的な移動操作手段が必要になる。しかし、機械的な移動操作手段では、高応答性を得ることができなく、さらに、駆動のための消費電力も多くなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、低消費電力かつ高応答性を有し、さらには簡素な構成によりコマ収差を補正することができる光学素子、光学ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学素子は、上述した課題を解決するために、液晶を封入して保持する液晶封入手段と、光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学素子は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【０００８】
このような構成を有する光学素子は、例えば出射光が照射された光学部材において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化させた液晶により当該出射光に予め与える。
【０００９】
また、本発明に係る光学ピックアップは、上述した課題を解決するために、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の電極の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学ピックアップは、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【００１０】
このような構成を有する光学ピックアップは、出射光が照射された信号記録媒体において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与える。
【００１１】
また、本発明に係る光ディスク装置は、上述の課題を解決するために、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段を備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を円盤状信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える光学ピックアップ手段と、光学ピックアップ手段により円盤状信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う記録及び／又は再生手段と、回転駆動される円盤状信号記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段の検出結果に基づいて第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御する制御手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光ディスク装置は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【００１２】
このような構成を有する光ディスク装置は、出射光が照射された信号記録媒体が傾くことにより発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与える。
【００１３】
また、この光ディスク装置は、傾き検出手段が検出した円盤状信号記録媒体の傾きに応じて制御手段により第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御し、コマ収差を補正する最適な位相分布を発生させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、レーザ光を照射して、光ディスクに対する信号の記録や光ディスクからの信号の再生を行う光学ピックアップに適用したものである。
【００１５】
図１に示すように、光学ピックアップ１は、半導体レーザ２、コリメータレンズ３、ビームスプリッタ４、液晶パネル５ａ，５ｂからなるコマ収差補正手段５、対物レンズ６、集光レンズ７、及び光検出器８を備えている。
【００１６】
光学ピックアップ１は、光ディスク１０１に対する信号の記録及び／又は再生を行う光ディスク装置内に組み込まれている。光ディスク装置は、光ディスク１０１を回転駆動駆動する回転駆動手段を備え、光学ピックアップ１は、回転駆動手段により回転駆動される光ディスク１０１に対してレーザ光を照射して信号の記録及び／又は再生を行う。
【００１７】
そして、光学ピックアップ１は、半導体レーザ２から出射されたレーザ光が入射される側に配置される入射側液晶パネル５ａと、入射側液晶パネル５ａを透過した光が入射され、当該入射された光を透過させ対物レンズ６に出射させる出射側液晶パネル５ｂとから構成されるコマ収差補正手段５により、光ディスク１０１が傾いて当該光ディスク１０１の信号記録面上で発生するコマ収差を補正する。このコマ収差補正手段５によるコマ収差の補正原理について先ず説明する。
【００１８】
光ディスク１０１は、透明基板上に信号記録面が形成されており、光ディスク１０１に対する信号の記録時や光ディスク１０１からの信号の再生時には、この透明基板を通して信号記録面上に光スポットが形成される。ここで信号記録面上に形成される光スポットの集光性能は、光ディスクに傾きが生じることにより劣化する。これは、光軸に対して傾いた透明基板を通過したレーザ光に空間的な位相分布、すなわち波面収差が与えられるからであり、また、特に発生する波面収差は３次のコマ収差が支配的となるからであり、このように発生するコマ収差により上述したように光スポットの集光性能が劣化する。
【００１９】
このコマ収差を、対物レンズ瞳面上の瞳半径で規格化された座標（ｘ，ｙ）で表すと、（１）式により表すことができる。Ｗ３１はレーザ光波長λで規格化された３次のコマ収差係数であって、（２）式のようになる。
【００２０】
【数１】
【数２】
ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、またｎは光ディスク１０１の透明基板の屈折率、ｔは透明基板の厚みで、θは光ディスクの傾き（スキュー）角である。本発明では、このように（１）式により示されるコマ収差Ｗ（ｘ，ｙ）に対して、予め位相分布として−Ｗ（ｘ，ｙ）を与えることにより、当該コマ収差を補正している。すなわち、光学ピックアップ１は、−Ｗ（ｘ，ｙ）の位相分布を上述したコマ収差補正手段５により発生させて、コマ収差の補正をしている。
【００２３】
次に、コマ収差補正手段５による−Ｗ（ｘ，ｙ）の位相分布の生成について具体的に説明する。
【００２４】
コマ収差補正手段５は、上述したように、２つの液晶パネル５ａ，５ｂを備えており、この２つの液晶パネル５ａ，５ｂはそれぞれ一対の透明基板により液晶を封入して保持しており、各透明基板の内側面に電極が形成されている。このコマ収差補正手段５は、各液晶パネル５ａ，５ｂの透明基板の内側面に形成されている電極に電圧を印加することにより、液晶の配向方向を変化させ、透過するレーザ光に対して液晶の配向を変化させて、透過するレーザ光に当該レーザ光の光軸からの各位置において位相を予め与える構造とされている。
【００２５】
ここで、例えば、コマ収差補正手段５において、光軸より半径方向に対物レンズ６の瞳半径で規格化された距離ｒに対して、（３）式、（４）式を満たすような極座標系で示される位相分布を、各液晶パネル５ａ，５ｂにおいて発生させる場合について考えてみる。
【００２６】
【数３】
【数４】
ここで、ａ，ｂは任意の定数である。この（３）式及び（４）式による位相分布は光軸ｒ＝０を基準とした位相分布を示し、ｒ＝０での位相は０になっている。図２中（Ａ）は（３）式により与えられる位相分布を示し、図２中（Ｂ）は（４）式により与えられる位相分布を示している。この（３）式及び（４）式で示される位相分布をｘｙ座標系に置き換え、さらに光軸からｘ方向にそれぞれが逆方向に距離ｓだけ移動した場合の位相分布は（５）式及び（６）式のようになる。
【００２９】
【数５】
【数６】
この（５）式及び（６）式により示される位相分布を透過光に対して与える各液晶パネル５ａ，５ｂは、図３に示すように、半導体レーザ２から出射されたレーザ光の光軸について互いに反対に位置されるように配置され、かつ光軸から距離（以下、横ずらし量という。）ｓだけ離されてそれぞれ配置される。
【００３２】
このように配置された場合、出射側液晶パネル５ａが（５）式により示される位相分布を透過光に与え、入射側液晶パネル５ｂが（６）式により示される位相分布を透過光に与えることから、各液晶パネル５ａ，５ｂの透過光には、結果として（５）式と（６）式との和で示される（７）式の位相分布が発生する。
【００３３】
【数７】
ここで、ｃは（８）式で示される。
【００３５】
【数８】
ここで、（７）式の第１項の係数に適当な値を選べば上記（１）式のｘ方向へ光ディスク１０１が傾いた場合に発生するコマ収差の式と等価になる。また、（７）式の第２項はｘに対して１次関数であり、これは波面のチルトであり光スポットのディスク面内の位置ずれとして現れるが、トラッキングサーボ又はパルスロックループ回路等により補正することができるので記録及び再生に影響を与えない。すなわち、この第２項は無視できるものとして考えられる。
【００３７】
このようなことから、（２）式で与えられるコマ収差係数Ｗ３１に対し、（７）式のＷ１２の第１項の係数を−Ｗ３１となる値に決定すれば、光ディスク１０１の傾き角に応じて発生するコマ収差に対応させて位相分布を発生させることができる。例えば、横ずらし量ｓを固定して定数ａを変化させ、最適な位相分布を発生させる。
【００３８】
また、このようにコマ収差を補正する目的においては定数ｂが任意の定数でよいことがわかる。そこで、（１）式及び（７）式とから、光ディスクの傾きにより発生するコマ収差係数Ｗ３１を補正するための条件として、（１）式のＷ３１が波長で規格化されていることに注目し、（９）式を導き出す。
【００３９】
【数９】
ここで、例えば、Ｗ３１＝１、ｓ＝0.2のときａ＝λ／1.6である。
【００４１】
以上のように、コマ収差補正手段５の各液晶パネル５ａ，５ｂにより（９）式を満たすような位相分布を、光ディスクに照射されるレーザ光に予め与えておくことで、光ディスク１０１の傾きにより発生するコマ収差を補正することができる。
【００４２】
ここで、各液晶パネル５ａ，５ｂは、レーザ光の光軸に垂直な方向において屈折率を変化させることにより、コマ収差を補正するような位相分布を与えており、次にその各液晶パネル５ａ，５ｂの構造について説明する。ここで、入射側液晶パネル５ａと出射側液晶パネル５ｂについては、同一構造とされることから、以下の説明では主に入射側液晶パネル５ａについて説明する。
【００４３】
入射側液晶パネル５ａは、図４に示すように、入射側透明基板１１、入射側透明電極１２、入射側配向膜１３、液晶１４、出射側配向膜１５、出射側透明電極１６、出射側透明基板１７の順序で積層されて構成されている。すなわち、入射側液晶パネル５ａは、入射側透明基板１１上に入射側透明電極１２と入射側配向膜１３を積層させて、さらに、出射側透明基板１７上に出射側透明電極１６と出射側配向膜１５と積層させて、それらを対向させて、液晶１４をその間に封入して保持している構造とされている。
【００４４】
ここで、入射側透明電極１２は、入射側透明基板１１上に導線材料が蒸着されて形成されており、例えば、ＩＴＯ等の透明電極からなる。これと同様に、出射側透明電極１６は、例えばＩＴＯ等の透明電極からなり、蒸着により形成されている。また、入射側配向膜１３及び出射側配向膜１５は、液晶１４の分子方向を特定するためのものである。液晶１４は、例えば平行配向のネマチック液晶である。
【００４５】
このように構成される入射側液晶パネル５ａにおいて、入射側透明電極１２と出射側透明電極１６との間に電圧が印加されることにより、液晶１４は複屈折性を示し、印加電圧に応じて屈折率（ｎLC）を変化させる。これにより、ｄを液晶１４の厚さとした場合、入射側液晶パネル５ａにより、各配向膜１３，１５の配向方向に沿った透過光の直線偏光成分にｎLCのｄ倍の位相が与られる。
【００４６】
入射側液晶パネル５ａと同様に構成されている出射側液晶パネル５ｂにより、配向膜１３，１５の配向方向に沿った透過光の直線偏光成分にｎLCのｄ倍の位相が与えられる。図５には、印加電圧に対する屈折率変化（ΔｎLC）特性を示す。この図５に示すように、本実施の形態では屈折率を最大変化量を0.15〜0.2としている。なお、ここで、印加電圧は、実効値（Ｖrms）を表し、例えば、０Ｖを中心とした周波数数ＫＨｚ、デューティ50％の矩形波信号からなる。
【００４７】
このようにレーザ光に対し、その光軸に対する垂直方向において位相分布を与えるためには、電極パターンを最適設計する必要がある。次に、（３）式及び（４）式を満たすような位相分布を透過光に発生させる各液晶パネル５ａ，５ｂの透明電極１２，１６の電極パターンについて説明する。
【００４８】
（３）式及び（４）式により位相分布は連続的な分布として示されており、（３）式及び（４）式を厳密に満たす位相分布を得ることは困難である。そこで、（３）式及び（４）式により示される連続的な位相分布を、任意の間隔で標本化して離散的な位相分布で近似することにより、（３）式及び（４）式により示される位相分布と略同一の位相分布を発生させることを考える。例えば、（３）式の位相分布を近似的に示すものとして、図６に示すような離散化された位相分布を考えてみる。例えば、この図６に示すような離散化された位相分布は、図７に示すように、電極パターンにおいて中心部をなす略円形状の中央電極２１1と、中央電極２１1の外周に形成された略円環形状の複数の電極２１1，２１2，・・・，２１n-1，２１nとにより構成される電極パターンからなる透明電極（以下、同心円電極という。）によって可能とされる。
【００４９】
なお、入射側透明電極１２と出射側透明電極１６とが共に図７に示す同心円電極として形成される必要はなく、一方の透明電極が、分割されていない電極からなる、いわゆるべた電極として構成することもできる。
【００５０】
そして、図７に示すような電極パターンからなる透明電極への印加電圧については、例えば中央電極２１1に印加する電圧を固定してその当該部分で与えられる位相を基準として、この基準とされる位相に対し、他の電極２１2，・・・，２１n-1，２１nに対応される部分を透過して与えられる位相が（３）式で示される位相分布に略同一を示すように、当該他の電極２１2，・・・，２１n-1，２１nに電圧を印加すればよい。
【００５１】
また、入射側液晶パネル５ａについても同様に、上述した同心円電極液を形成し、（４）式に対応するような位相分布を透過光に与えるように電圧を印加することにより、この（４）式に示される所望の位相分布に近似した位相分布を透過光に与えることができる。
【００５２】
よって、図３に示すように、入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂにおける同心円電極の電極パターン中心が、光軸からｘ方向にそれぞれが逆方向に距離ｓだけ離れて位置されるように入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂを光路上に配置させることにより、透過光に対してコマ収差を補正する位相分布を予め与えることができる。
【００５３】
しかし、上述した図７に示す同心円電は、電極パターンが細分化されていることから、各電極部を制御することが困難になる。
【００５４】
次に、（３）式及び（４）式により示される位相分布を透過光に与えることができる他の電極パターンについて説明する。
【００５５】
図８に示すように、透明電極は、外周が略円形状とされた中央電極部２２1と、中央電極部２２1の外周に配置され、中央電極部２２1の中心にその中心が一致された略円環形状の中間円環状電極部２２2と、中央電極部２２1の中心にその中心が一致され、かつ中間円環状電極部２２2の外周に配置された略円環形状の外周円環状電極部２２3とから構成されている。そして、中央電極部２２1と外周円環状電極部２２3とは接続電極部２２4により電気的に一部が接続されている。
【００５６】
ここで、（３）式及び（４）式内の係数をｂ＝−ａ×（１＋ｓ）2とした場合、（３）式及び（４）式は（１０）式及び（１１）式のように変形される。
【００５７】
【数１０】
【数１１】
この（１０）式及び（１１）式により与えられる位相分布は、図９中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、（１＋ｓ）により正規化された位相分布を示す。また、（１０）及び（１１）式で示される位相分布は、ｒ＝０、ｒ＝１＋ｓ及びｒ＝−１−ｓにおいてＷ１（ｒ）＝０となり、図１０中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、最低２つの位相量で近似できることがわかる。
【００６０】
そして、対物レンズ６の瞳半径を１とし、光軸より横ずらし量ｓだけ離して光路上に図８に示す電極パターンからなる透明電極（以下、簡略同心円電極という。）を配置することを考えると、コマ収差補正することができる領域である最小半径ｒｍｉｎが１＋ｓになるので、この簡略同心円電極によっても、（１０）式及び（１１）式により示される位相分布に近似する位相分布を発生させることができる。
【００６１】
簡略同心円電極を入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂに形成するが、次のように入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂを光路上に配置する。
【００６２】
入射側液晶パネル５ａの透明電極を図１１中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中央電極部２２1と、中央電極部２２1の外周に位置される中間円環状電極部２２2と、中間円環状電極部２２2の外周に位置される外周円環状電極部２２3とからなる第１の簡略同心円電極（第１の位相分布発生電極部）として構成し、この第１の簡略同心円電極の電極パターン中心、すなわち、中央電極部２２1、中間円環状電極部２２2、及び外周円環状電極部２２3の中心が、レーザ光の光軸の垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離されて位置されるように、入射側液晶パネル５ａを光路上に配置する。
【００６３】
なお、この第１の簡略同心円電極は入射側透明電極１２又は出射側透明電極１６の一方として形成されるだけでよく、この場合、対向される透明電極の電極パターンはいわゆるべた電極であってもよい。
【００６４】
一方、出射側液晶パネル５ｂの透明電極を、図１１中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中央電極部２２1と、中央電極部２２1の外周に位置される中間円環状電極部２２2と、中間円環状電極部２２2の外周に位置される外周円環状電極部２２3とからなる第２の簡略同心円電極（第２の位相分布発生電極部）として構成し、この第２の簡略同心円電極の電極パターン中心が、レーザ光の光軸からの垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離され、かつ入射側液晶パネル５ａに形成された第１の簡略同心円電極の電極パターン中心とは反対に位置されるように、すなわち、レーザ光の光軸について第１の簡略同心円電極とは１８０°対向され、かつレーザ光の光軸から横ずらし量ｓだけ離されるように、出射側液晶パネル５ｂを光路上に配置する。
【００６５】
なお、このような電極パターンは入射側透明電極１２又は出射側透明電極１６の一方に形成するだけでよく、この場合、対向される透明電極の電極パターンはいわゆるべた電極であってもよい。
【００６６】
さらに、出射側液晶パネル５ｂは、入射側液晶パネル５ａに対して光路上においた離間されて配置される。
【００６７】
なお、外周円環状電極部の外周径については、図８に示すように、（１＋２）の２倍にする。
【００６８】
上述したように配置された入射側液晶パネル５ａ及び出射側液晶パネル５ｂの簡略同心円電極にそれぞれ電圧を印加することにより、透過光に対して（１０）式及び（１１）式により示される位相分布がそれぞれ与えられる。これにより、光ディスク１０１が傾くことにより発生するコマ収差を補正することができる。
【００６９】
なお、第１の簡略同心円電極の中心電極部２２1及び各円環状電極部２２2，２２3は、適当な電圧を印加したときに（１１）式で示す理想的な位相分布とのrms誤差が最小になるような形状とされ、また、第２の簡略同心円電極の中心電極部２２1及び各円環状電極部２２2，２２3は、適当な電圧を印加したときに（１０）式で示す理想的な位相分布とのrms誤差が最小になるような形状とされていることはいうまでもない。
【００７０】
また、各電極部に対して印加する電圧については、具体的には次のようになる。入射側液晶パネル５ａについては、中央電極部２２1と外周円環状電極部２２3に基準電圧Ｖ0、中間円環状電極部２２2にＶ0＋ΔＶ1を印加する。また、出射側液晶パネル５ｂについては、中央電極部２２1と外周円環状電極部２２3に基準電圧Ｖ0、中間円環状電極部２２2にＶ0＋ΔＶ1を印加する。ここで、電圧ΔＶ1がスキューに応じて変化される印加電圧となる。なお、基準電圧Ｖ0は所定の電圧値に決定されており、例えば、０Ｖである。
【００７１】
そして、光ディスク１０１の傾き角に応じて、電圧ΔＶ1を適宜制御することにより、当該傾き角により異るものとして発生するコマ収差を補正するのに最適な（１０）式及び（１１）式により示される位相分布を透過光に与えることができる。
【００７２】
また、この簡略同心円電極を使用することにより、図７に示した同心円電極を使用する場合とは異なり、コマ収差の補正効果が多少犠牲になるものの、位相分布のより粗い標本化により構成されるので、例えば、電極に印加する電圧の制御を容易としながら、コマ収差を補正することが可能になる。また、上述したように電極に印加する電圧値として２つの値Ｖ0，ΔＶ1だけで、コマ収差補正をすることもできる。
【００７３】
また、コマ収差補正の効果と電極パターンの簡略化（電極の分割数）とは相反する関係になっているが、分割数を必要最小限に維持しながら必要に応じて適当な分割数を選択することにより、コマ収差補正効果を向上させることは可能になるといえる。
【００７４】
また、簡略同心円電極を使用することにより、Ｗ１（ｒ），Ｗ２（ｒ）がａに比例して変化するため、一度電極パターンを決めてしまえば、適当な印加電圧を与えることにより、光スポットの集光性能の低下を効果的に抑止する位相分布を発生させることができる。
【００７５】
以上のように、光学ピックアップ１は、コマ収差補正手段５により、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【００７６】
次に、上述したように液晶パネル５ａ，５ｂにそれぞれ形成される簡略同心円電極を一つの液晶パネルに形成する場合について説明する。
【００７７】
図１２中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、液晶パネル３１は、入射側透明電極３２が、中央電極部２３1と、中央電極部２３1の外周に位置される中間円環状電極部２３2と、中間円環状電極部２３2の外周に位置される外周円環状電極２３3とから第１の簡略同心円電極（第１の位相分布発生電極部）して構成され、また、出射側透明電極３３が、中央電極部２４1と、中央電極部２４1の外周に位置される中間円環状電極部２４2と、中間円環状電極部２４2の外周に位置される外周円環状電極２４3とから第２の簡略同心円電極（第２の位相分布発生電極）として構成される。
【００７８】
そして、入射側透明電極３２の電極パターン中心、すなわち、中央電極部２３1、中間円環状電極部２３2、及び外周円環状電極部２２3の中心が、レーザ光の光軸の垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離され、出射側透明電極３３の電極パターン中心、すなわち、中央電極部２４1、中間円環状電極部２４2、及び外周円環状電極部２４3の中心が、レーザ光の光軸からの垂直方向に当該光軸から横ずらし量ｓだけ離され、かつ入射側透明電極３２の電極パターン中心とは反対に位置されるように各透明基板１１，１７の内側面に形成される。
【００７９】
このような構成からなる液晶パネル３１により、上述した図１１に示す液晶パネルａ，５ｂと同様な位相分布を透過光に与えるには、具体的には次のように各電極部に電圧を印加する。
【００８０】
印加電圧と屈折率変化の関係が線形な領域において、対向する電極面にそれぞれ実効値Ｖ1，Ｖ2のお互いに逆相のデューティ５０％に矩形波信号を与えたときに、実効的に電圧Ｖ1＋Ｖ2が液晶に印加されることを利用する。すなわち、入射側透明電極３２と出射側透明電極３３にお互いに逆相の矩形は信号を与えて、出射側透明電極３３については、中央電極部２４1及び外周円環状電極部２４3に基準電圧Ｖ0を印加し、中間円環状電極部２４2にＶ0＋ΔＶ2を印加し、また、入射側透明電極３２については、中央電極部２３1及び外周円環状電極部２３3に基準電圧Ｖ0を印加し、中間円環状電極部２３2にＶ0−ΔＶ2を印加する。そして、光ディスクのスキュー角に応じ、電圧ΔＶ2を変化される。
【００８１】
このように１つの液晶パネル３１に簡略透明電極を形成することにより、さららに簡素化されたコマ収差補正手段を提供することができる。
【００８２】
以上のように、コマ収差補正手段５は、図１１に示すように２つの液晶パネル５ａ，５ｂに簡略化された電極パターンを形成し、或いは、図１２に示すように１つの液晶パネル３１に簡略化された電極パターンを形成して、光ディスクの傾きによるコマ収差を補正している。
【００８３】
なお、上述した図８に示す電極パターンに限定されるものではない。例えば、中間円環状電極部の外周を囲むように配置されている電極、すなわち外周円環状電極が円環形状に形成されることに限定されるものではない。例えば、中間円環状電極部の外周を囲む電極の形状を、内周の形状について中間円環状電極部の外周を囲むような形状とし、外周の形状について透明基板の外周縁形状と同形状にする。すなわち、中間円環状電極部の外周に配置する電極の形状は、外周が略四角形状とされ、中心部分に略円形状に開口された部分を有する形状になる。
【００８４】
また、中央電極部及び外周円環状電極部を設けることは必須ではない。すなわち、中央電極部及び外周円環状電極部が形成されていた領域に対応される領域に電極を設けず、中間円環状電極部のみを設ける電極パターンとすることもできる。
【００８５】
さらに、中央電極部、中間円環状電極部、及び外周円環状電極部の中心が一致されてなくてもよい。すなわち、中央電極部、中間円環状電極部、及び外周円環状電極部の各中心が偏心されていてもよい。
【００８６】
また、コマ収差補正手段５に他の機能を併有させることもできる。例えば、他の機能として、記録面がランド及びグルーブからなる光ディスクを使用する場合にクロストークを減少させる機能をコマ収差補正手段５に併有させることもできる。
【００８７】
クロストークを減少させる機能としては、例えば、特開平10-69678号公報に開示されている位相補償機能に関する技術を取り入れることができる。ここで、特開平10-69678号公報に開示されている技術を簡単に説明すると、ランドに記録されている信号を再生する際に４５°（π／４rad）の光学的位相差、及びグルーブに記録されている信号を再生する際に−４５°（−π／４rad）の光学的位相差を再生光に与えるように、ランド及びグルーブの再生時に応じてにその光学的位相差を切換えることにより、クロストークを削減し、結果として、トラック方向の記録密度を高くするというものである。
【００８８】
このような光学的位相差を与える位相補償機能を、コマ収差補正手段５の液晶パネルに持たせる。具体的には、位相補償機能を、液晶パネルにおける分割されていない一枚の電極（以下、位相補償用電極という。）により実現させることができる。
【００８９】
図１３には、位相補償用電極への印加電圧と位相差との関係を示している。位相補償用電極に印加する電圧については、この図１３に示すように、位相差ｎπ（ｎは整数）を中心値として、ランドの再生時にはπ／４＋ｎπの位相差を与えるような電圧ＶLを印加し、グルーブの再生時には−π／４＋ｎπの位相差を与えるような電圧ＶGを印加する。
【００９０】
このような位相補償用電極を上述した図８に示す液晶パネル３１の入射側透明電極３２及び出射側透明電極３３に適用した場合、各電極に対して次のように電圧を印加する。
【００９１】
ランドの再生時に、印加電圧と位相差変化との関係が線形な領域において、入射側透明電極３２と出射側透明電極３３との間に互いに逆相の矩形波信号を与えて、出射側透明電極３３については、中央電極部２４1及び外周円環状電極部２４3にＶL／２の電圧を印加し、中間円環状電極部２４2にＶL／２＋ΔＶ3の電圧を印加する。また、入射側透明電極３２については、中央電極部２３1及び外周円環状電極部２３3にＶL／２の電圧を印加し、中間円環状電極部２３2にＶL／２−ΔＶ3の電圧を印加する。そして、光ディスクの傾きに応じて、ΔＶ3を変化させる。これにより、液晶パネル３１は、光ディスクが傾いているときには、ΔＶ3が適宜選択されることにより、位相補償しながら光ディスクの傾きによるコマ収差を補正することができ、光ディスクが傾いていないときには、理想的な位相補償手段として機能する。
【００９２】
なお、ランド及びグルーブのいずれの再生時においても、光ディスクが傾いている場合は、ΔＶ3の電圧が印加される中間円環状電極部に対応される液晶部分では位相補償誤差が発生するが記録及び再生等に対する影響は少ない。
【００９３】
また、光学ピックアップは、光ディスクの傾き角度に応じて液晶パネルの駆動を制御するためのディスク傾き検出手段等を備えている。図１４には、光ディスク１０１の傾きの程度を検出する機能を有する光学ピックアップ４１の構成例を示している。図１４に示す光学ピックアップ４１は、上述した図１に示した光学ピックアップ１と同様の構成部分からなり、すなわち、半導体レーザ２、コリメータレンズ３、ビームスプリッタ４、コマ収差補正手段５、対物レンズ６、集光レンズ７、及び光検出器８を備えている。ここで、コマ収差補正手段５は、上述したように２つの液晶パネル５ａ，５ｂにより構成されているもの、或いは１つの液晶パネル３１により構成されるものでもよい。
【００９４】
この光学ピックアップ４１は、光ディスク１０１の傾きに応じて液晶パネル５の駆動状態を制御するものとして、ディスク傾き検出センサ４２及びディスク傾き検出センサ４２の検出結果に基づいてコマ収差補正手段５の液晶パネルの駆動を制御するマイクロコンピュータ４１を備えている。これにより、ディスク傾き検出センサ４２により光ディスク１０１の傾きを検出して、この検出結果に応じてマイクロコンピュータ４３がコマ収差補正手段５の液晶パネルの電極に印加する電圧を制御することができる。これにより、光ディスク１０１の傾きに応じてコマ収差補正機能が最大限に発揮されるように、コマ収差補正手段５の液晶パネルを制御することができる。
【００９５】
また、液晶の温度特性を補償するためのマイクロコンピュータに温度情報を予め記憶させておくことにより、使用円環境の温度を考慮した液晶パネルの駆動が可能になる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明に係る光学素子は、液晶を封入して保持する液晶封入手段と、光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学素子は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【００９７】
このような構成を有することにより、光学素子は、例えば出射光が照射された光学部材において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化させた液晶により当該出射光に予め与えることができる。
【００９８】
よって、光学素子は、例えば、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【００９９】
また、本発明に係る光学ピックアップは、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の電極の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光学ピックアップは、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【０１００】
このような構成を有することにより、光学ピックアップは、出射光が照射された信号記録媒体において発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与えることができる。
【０１０１】
よって、光学ピックアップは、例えば、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【０１０２】
また、本発明に係る光ディスク装置は、上述の課題を解決するために、光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段を備える光学素子と、光学素子を透過された出射光を円盤状信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える光学ピックアップ手段と、光学ピックアップ手段により円盤状信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う記録及び／又は再生手段と、回転駆動される円盤状信号記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段の検出結果に基づいて第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御する制御手段とを備える。また、第１の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、第２の位相分布発生電極部は、出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備えている。そして、光ディスク装置は、第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与える。
【０１０３】
このような構成を有することにより、光ディスク装置は、出射光が照射された信号記録媒体が傾くことにより発生するコマ収差を補正する位相分布を、第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて配向方向が変化された液晶により当該出射光に予め与えることができる。
【０１０４】
また、この光ディスク装置は、傾き検出手段が検出した円盤状信号記録媒体の傾きに応じて制御手段により第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御し、コマ収差を補正する最適な位相分布を発生させることができる。
【０１０５】
よって、光学ピックアップ１は、例えば、低消費電力かつ高応答性で、さらには安価な構成によりコマ収差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の光学ピックアップの構成を示すブロック図である。
【図２】コマ収差を補正する位相部分を説明するために使用した位相分布の特性図である。
【図３】上述した光学ピックアップの備えるコマ収差補正手段を構成する２つの液晶パネルを示す正面図である。
【図４】上述したコマ収差補正手段を構成する液晶パネルの構成を示す正面図である。
【図５】上述した液晶パネルにおける印加電圧と屈折率変化との関係を示す特性図である。
【図６】コマ収差を補正する位相分布であって離散化された位相分布の特性図である。
【図７】上述の離散化された位相分布を発生可能とする透明電極の電極パターンを示す平面図である。
【図８】中央電極部、中間円環状電極部、及び外周円環状電極部から構成される透明電極を示す平面図である。
【図９】コマ収差を補正する位相部分を説明するために使用した位相分布であって、光軸から距離ｓだけシフトされた場合の位相分布の特性図である。
【図１０】上述した図９の位相分布を２値により近似化することができることの説明に使用した位相分布の特性図である。
【図１１】２つの液晶パネルに上述した図８の液晶パターンがそれぞれ形成されたコマ収差補正手段を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図である。
【図１２】１つの液晶パネルに上述した図８の液晶パターンが形成されたコマ収差補正手段を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図である。
【図１３】コマ収差補正手段に位相補償機能を併有させることの説明に使用した印加電圧と位相差との関係を示す特性図である。
【図１４】ディスク傾き検出手段とディスク傾き検出手段による光ディスクの傾きの検出結果に応じてコマ収差補正手段の駆動を制御するマイクロコンピュータとを備える光学ピックアップの構成を示すブロック図である。
【図１５】一対の補償用光学素子により構成される従来の位相コマ収差の補正手段を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 光学ピックアップ、５ コマ収差補正手段、５ａ，５ｂ 液晶パネル、２２1 中央電極部，２２2 中間円環状電極部，２２3 外周円環状電極部
Claims (18)
- 光源からの出射光の光路上に配置される光学素子であって、
液晶を封入して保持する液晶封入手段と、
上記光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて上記液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備え、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、
上記第２の位相分布発生電極部は、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備え、
上記第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、上記出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与えること
を特徴とする光学素子。 - 上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の円環状電極部の内周に、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する外周が略円形状の第１の円状電極部を備え、
上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の円環状電極部の内周に、上記光軸から所定距離離間された位置に中心を有して外周が略円形状とされ、この中心が上記光軸について上記第１の円状電極部の中心とは反対に位置される第２の円状電極部を備え、
上記第１及び第２の円環状電極部の外方には、当該第１及び第２の円環状電極部の外周を囲む形状からなる外周電極が設けられていること
を特徴とする請求項１記載の光学素子。 - 上記外周電極は、少なくとも１つの略円環形状の電極であること
を特徴とする請求項２記載の光学素子。 - 上記円状電極部の中心と、上記円環状電極部の中心と、上記外周電極の中心とが一致されていること
を特徴とする請求項２記載の光学素子。 - 上記液晶封入手段は、各々が対向された一対の透明基板の間に液晶を封入してなり、上記光路上において離間されて配置された第１及び第２の液晶封入体から構成され、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の液晶封入体に設けられ、上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の液晶封入体に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の光学素子。 - 上記液晶封入手段は、対向された第１の透明基板と第２の透明基板との間に上記液晶を封入しており、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の透明基板の内側面に設けられ、上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の透明基板の内側面に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の光学素子。 - 光源と、
液晶を封入して保持する液晶封入手段と、上記光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて上記液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段とを備える光学素子と、
上記光学素子を透過された上記出射光を信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備え、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、
上記第２の位相分布発生電極部は、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備え、
上記第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、上記出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与えること
を特徴とする光学ピックアップ。 - 上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の円環状電極部の内周に、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する外周が略円形状の第１の円状電極部を備え、
上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の円環状電極部の内周に、上記光軸から所定距離離間された位置に中心を有して外周が略円形状とされ、この中心が上記光軸について上記第１の円状電極部の中心とは反対に位置される第２の円状電極部を備え、
上記第１及び第２の円環状電極部の外方には、当該第１及び第２の円環状電極部の外周を囲む形状からなる外周電極が設けられていること
を特徴とする請求項７記載の光学ピックアップ。 - 上記外周電極は、少なくとも１つの略円環形状の電極であるこを特徴とする請求項８記載の光学ピックアップ。
- 上記円状電極部の中心と、上記円環状電極部の中心と、上記外周電極の中心とが一致されていること
を特徴とする請求項８記載の光学ピックアップ。 - 上記液晶封入手段は、各々が対向された一対の透明基板の間に液晶を封入してなり、上記光路上において離間されて配置された第１及び第２の液晶封入体から構成され、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の液晶封入体に設けられ、上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の液晶封入体に設けられていること
を特徴とする請求項７記載の光学ピックアップ。 - 上記液晶封入手段は、対向された第１の透明基板と第２の透明基板との間に上記液晶を封入しており、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の透明基板の内側面に設けられ、上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の透明基板の内側面に設けられていること
を特徴とする請求項７記載の光学ピックアップ。 - 円盤状信号記録媒体を回転駆動する回転駆動手段と、
光源と、液晶を封入して保持する液晶封入手段、及び上記光源からの出射光の光路上において離間されて配置された透明電極からなる第１及び第２の位相分布発生電極部を有し、これら第１及び第２の位相分布発生電極部に電圧が印加されて上記液晶の配向方向を変化させる位相分布発生電極手段を備える光学素子と、この光学素子を透過された上記出射光を上記円盤状信号記録媒体上に照射する対物レンズとを備える光学ピックアップ手段と、
上記光学ピックアップ手段により上記円盤状信号記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行う記録及び／又は再生手段と、
回転駆動される上記円盤状信号記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と、
上記傾き検出手段の検出結果に基づいて上記第１及び第２の位相分布発生電極部に印加する電圧を制御する制御手段とを備え、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する略円環状の第１の円環状電極部を備え、
上記第２の位相分布発生電極部は、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有し、この中心が上記光軸について上記第１の円環状電極部の中心とは反対に位置される略円環状の第２の円環状電極部を備え、
上記第１及び第２の位相分布発生電極部にそれぞれ電圧を印加することにより、上記出射光に対して光軸から垂直方向において位相分布を与えること
を特徴とする光ディスク装置。 - 上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の円環状電極部の内周に、上記出射光の光軸の垂直方向に当該光軸から所定距離離間された位置に中心を有する外周が略円形状の第１の円状電極部を備え、
上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の円環状電極部の内周に、上記光軸から所定距離離間された位置に中心を有して外周が略円形状とされ、この中心が上記光軸について上記第１の円状電極部の中心とは反対に位置される第２の円状電極部を備え、
上記第１及び第２の円環状電極部の外方には、当該第１及び第２の円環状電極部の外周を囲む形状からなる外周電極が設けられていること
を特徴とする請求項１３記載の光ディスク装置。 - 上記外周電極は、少なくとも１つの略円環形状の電極であること
を特徴とする請求項１４記載の光ディスク装置。 - 上記円状電極部の中心と、上記円環状電極部の中心と、上記外周電極の中心とが一致されていること
を特徴とする請求項１４記載の光ディスク装置。 - 上記液晶封入手段は、各々が対向された一対の透明基板の間に液晶を封入してなり、上記光路上において離間されて配置された第１及び第２の液晶封入体から構成され、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の液晶封入体に設けられ、上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の液晶封入体に設けられていること
を特徴とする請求項１３記載の光ディスク装置。 - 上記液晶封入手段は、対向された第１の透明基板と第２の透明基板との間に上記液晶を封入しており、
上記第１の位相分布発生電極部は、上記第１の透明基板の内側面に設けられ、上記第２の位相分布発生電極部は、上記第２の透明基板の内側面に設けられていること
を特徴とする請求項１３記載の光ディスク装置。
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