JP4583444B2 - 収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば光ディスクに対して情報の記録または読出を行うための光ピックアップに用いられる収差補正装置、収差補正装置を備えた光ピックアップ、および収差補正装置における球面収差補正方法に関する。

現在、ＤＶＤ、ＣＤ（Compact Disc）など様々な種類の光ディスクが普及している。そして、これら複数種類の光ディスクに対して情報の記録または読取を行うことができる機能を一体的に備えたディスクドライブが普及している。このようなディスクドライブは、マルチディスクドライブまたはマルチドライブと呼ばれることが多い。このようなディスクドライブの光ピックアップとして、複数種類の光ディスクに兼用することができる構造を備えた光ピックアップが用いられることがある。このような光ピックアップの１つにＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップがある。この光ピックアップは、ＤＶＤに対して情報の記録または読取を行うための光ビームを出力する光源と、ＣＤに対して情報の記録または読取を行うための光ビームを出力する光源とを備え、これらの光ビームを単一の光軸に統一し、単一の対物レンズによってＤＶＤの記録面またはＣＤの記録面に集光する。

ところで、ＤＶＤはＣＤに比べて記録密度が高い。そのため、ＤＶＤに対する情報の記録または読取の安定性または精度を確保するために、球面収差、コマ収差および非点収差を補正するための機構を光ピックアップに設けることが望ましい。現在普及しているＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップには、液晶によりＤＶＤに関する球面収差、コマ収差および非点収差を補正する収差補正装置を備えているものがある。収差補正装置は、例えば液晶光学素子とこの液晶光学素子を駆動するための液晶ドライバとを備えており、液晶光学素子は、対物レンズの入力側において光軸と交わるように配置される。液晶光学素子は、光軸と交わり液晶を挟んで対向する２個の電極層を備えている。それぞれの電極層には、ＤＶＤに関する球面収差、コマ収差および非点収差を補正するための透明な電極のパターンが形成されている。収差を補正するときには、電極に電圧を印加し、液晶分子の配向を変え、液晶の屈折率を変化させる。これにより、液晶を通過する光ビームの光路長（位相）を変化させ、光ビームの波面を揃え、収差を補正する。

一方、ＣＤはＤＶＤに比べて記録密度が低い。また、ＣＤに対する情報の記録または読取に関する信号処理技術などが十分に成熟している。例えばこのような事情により、ＣＤに関しては、光ピックアップにおいてコマ収差の補正を行うだけで、ＣＤに対する情報の記録または読取の安定性または精度を確保することが可能であると考えられていた。実際、現在普及しているＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップに設けられた収差補正装置は、ＤＶＤに関しては球面収差、コマ収差および非点収差を補正する機能を備えているとしても、ＣＤに関してはコマ収差を補正する機能を備えているにとどまる。

しかし、たとえＣＤであっても、光ビームが入射する側に配置された保護層の厚さのばらつきが大きい場合には、これによって生じる球面収差を無視することができない。すなわち、保護層の厚さのばらつきが大きい場合でも、情報の記録または読取の安定性または精度を十分に確保するためには、ＣＤに関しても球面収差の補正を行うことが望ましい。そのため、ＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップに設けられた収差補正装置に、ＣＤに関する球面収差を補正する機能を追加することが望まれる。

ところが、ＣＤに関する球面収差を補正する機能を収差補正装置に追加することに関し、以下のような問題がある。すなわち、ＣＤに関する球面収差を補正する機能を収差補正装置に追加するためには、ＣＤに関する球面収差を補正するための電極パターンを液晶光学素子の電極層に新たに形成する必要がある。ところが、ＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップに設けられた液晶光学素子の電極層には、ＤＶＤの球面収差などを補正するための電極パターンが既に形成されている。このため、この電極層に新たな電極パターンを追加すると、電極パターンが複雑になり、電極の分割線、すなわち電極のパターンとパターンとの間の境界線（ギャップ）が増える。分割線が増えると、光ビームが分割線を通過することにより生じる回折光が増える。これにより、光ビームを効率よく集光できなくなり、ディスクの記録面上における光ビームの強度が低下する。また、ディスクからの反射光を電気信号に変換するためのフォトディテクタの受光面に回折光が迷光として入り込み、反射光の検出精度を劣化させ、光ディスクの再生品質（プレイアビリティ）を悪化させるおそれがある。

これらの問題は、ＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップに収差補正装置を用いる場合だけでなく、複数種類の光ディスクに兼用することができる構造を備えた他の光ピックアップに収差補正装置を用いる場合にも生じうる。

本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の第１の課題は、光ビームの十分な強度を確保しつつ、複数の光ディスクに関する球面収差補正を行うことができる収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法を提供することにある。

本発明の第２の課題は、フォトディテクタにおける反射光の十分な検出精度を確保しつつ、複数の光ディスクに関する球面収差補正を行うことができる収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法を提供することにある。

本発明の第３の課題は、電極層における電極のパターンまたは分割線を増加させずに、複数の光ディスクに関する球面収差補正を行うことができる収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の収差補正装置は、対物レンズを用いて、第１光ディスク用の第１光ビームを前記第１光ディスクに、第２光ディスク用の第２光ビームを前記第２光ディスクにそれぞれ集光させることができる光ピックアップに用いられる収差補正装置であって、前記第１光ビームの光軸と前記第２光ビームの光軸とを一致させた統一光軸と交わる位置に配置され、液晶を備えた液晶光学素子と、前記液晶光学素子に設けられ前記液晶を挟んで対向する２個の電極層と、前記各電極層と前記統一光軸とが交わる点をＰとし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第１光ディスクに関する有効径Ｄ１にほぼ等しい円を円Ｃ１とし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第２光ディスクに関する有効径Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）にほぼ等しい円を円Ｃ２とすると、前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され前記点Ｐ上に位置する第１電極と、前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記第１電極の周囲を取り囲むように配置された複数の第２電極と、前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周と部分的に重なり合い、かつ前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周に沿うように配置された複数の第３電極と、前記各電極層を重ね合わせてこれらを前記統一光軸方向に沿って見たときに前記第１電極と前記第３電極との間に位置し、ほぼ環状であり、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加によっては前記液晶に対する電圧の印加の状態を変化させない非印加領域と、前記第１光ディスクに関する球面収差を補正するために、前記第１電極および前記第２電極に対する電圧の印加を制御する第１電圧印加制御手段と、前記第１光ディスクに関する非点収差を補正するために、前記第３電極に対する電圧の印加を制御する第２電圧印加制御手段と、前記第２光ディスクに関する球面収差を補正するために、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加を制御する第３電圧印加制御手段とを備えている。

上記課題を解決するために本発明の光ピックアップは、本発明の収差補正装置（その各種形態も含む）を備えている。

上記課題を解決するために本発明の球面収差補正方法は、対物レンズを用いて、第１光ディスク用の第１光ビームを前記第１光ディスクに、第２光ディスク用の第２光ビームを前記第２光ディスクにそれぞれ集光させることができる光ピックアップに用いられ、(a)前記第１光ビームの光軸と前記第２光ビームの光軸とを一致させた統一光軸と交わる位置に配置され、液晶を備えた液晶光学素子と、(b)前記液晶光学素子に設けられ前記液晶を挟んで対向する２個の電極層と、(c)前記各電極層と前記統一光軸とが交わる点をＰとし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第１光ディスクに関する有効径Ｄ１にほぼ等しい円を円Ｃ１とし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第２光ディスクに関する有効径Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）にほぼ等しい円を円Ｃ２とすると、前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記点Ｐ上に位置する第１電極と、(d)前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記第１電極の周囲を取り囲むように配置された複数の第２電極と、(e)前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周と部分的に重なり合い、かつ前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周に沿うように配置された複数の第３電極と、(f)前記各電極層を重ね合わせてこれらを前記統一光軸方向に沿って見たときに前記第１電極と前記第３電極との間に位置し、ほぼ環状であり、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加によっては前記液晶に対する電圧の印加の状態を変化させない非印加領域とを備えた収差補正装置における第２光ディスクに関する球面収差の補正方法であって、前記第１電極に対応する前記第２光ビームの波面を前記非印加領域に対応する前記第２光ビームの波面にほぼ一致させるように前記第１電極に電圧を印加する第１電圧印加工程と、前記第３電極に対応する前記第２光ビームの波面を前記非印加領域に対応する前記第２光ビームの波面にほぼ一致させるように前記第３電極に電圧を印加する第２電圧印加工程とを備えている。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から更に明らかにされる。

本発明の光ピックアップの実施形態を示す説明図である。 本発明の収差補正装置の実施形態を示す説明図である。 図２中の液晶光学素子の第１の電極層を矢示III−III方向から見た平面図である。 図２中の液晶光学素子の第２の電極層を矢示IV−IV方向から見た平面図である。 図３中の矢示III−III方向から見た第１の電極層と、図３中の矢示IV−IV方向から見た第２の電極層とを重ね合わせ、ＣＤに関する球面収差の補正に用いられる電極のみを示した説明図である。 本発明を適用した収差補正装置によりＣＤに関する球面収差の補正を行ったときと補正を行わなかったときとにつき、ＣＤの保護層の厚さとストレール比との関係を示したグラフである。

符号の説明

１ 光ピックアップ
１６ 収差補正装置
１８ 光ディスク
３１ 液晶光学素子
３２ 電圧印加制御部（第１ないし第４電圧印加制御手段）
３５、３６ 電極層
３９ 液晶
４１ 第１電極
４２〜４６ 第２電極
５１〜５８ 第３電極
Ａ 統一光軸

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施形態毎に順に図面を参照しながら説明する。

本発明の実施形態である収差補正装置は、例えばＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップに用いることができる。図１はＤＶＤ／ＣＤ兼用光ピックアップの構造を示している。図１に示すように、光ピックアップ１は、ＤＶＤ用の光ビームおよびＣＤ用の光ビームを切り換えることにより、ＤＶＤ用の光ビームおよびＣＤ用の光ビームを１個の対物レンズ１７を用いてＤＶＤおよびＣＤに集光させ、ＤＶＤおよびＣＤに対して情報の記録および読取を行うことができる。

すなわち、ＤＶＤに対して情報の記録または読取を行うときには、ＤＶＤ用の半導体レーザ光源１１から例えば波長６６０ｎｍの光ビームが出力される。この光ビームは、ダイクロイックプリズム１３を通過し、コリメータレンズ１４に入射する。続いて、このＤＶＤ用の光ビームは、コリメータレンズ１４により平行光に変換され、ハーフミラー１５を通過し、統一光軸Ａに沿って進む。続いて、ＤＶＤ用の光ビームは、収差補正装置１６の液晶光学素子３１に入射する。収差補正装置１６は、ＤＶＤ用の光ビームについて球面収差、コマ収差および非点収差の補正を行う。収差が補正されたＤＶＤ用の光ビームは、対物レンズ１７によって光ディスク１８（ＤＶＤ）の記録面上に集光される。続いて、この光ビームは光ディスク１８の記録面に反射し、対物レンズ１７および液晶光学素子３１を通過し、ハーフミラー１５に入射する。続いて、この反射光は、ハーフミラー１５により向きを変えられ、集光レンズ１９によりフォトディテクタ２０の受光面に集光される。

一方、ＣＤに対して情報の記録または読取を行うときには、ＣＤ用の半導体レーザ光源１２から例えば７８０ｎｍの光ビームが出力される。この光ビームは、ダイクロイックプリズム１３により向きを変えられ、コリメータレンズ１４に入射する。続いて、このＣＤ用の光ビームは、コリメータレンズ１４により平行光に変換され、ハーフミラー１５を通過し、統一光軸Ａに沿って進む。続いて、ＣＤ用の光ビームは、収差補正装置１６の液晶光学素子３１に入射する。収差補正装置１６は、ＣＤ用の光ビームについて球面収差およびコマ収差の補正を行う。収差が補正されたＣＤ用の光ビームは、対物レンズ１７によって光ディスク１８（ＣＤ）の記録面上に集光される。続いて、この光ビームは、光ディスク１８の記録面に反射し、ＤＶＤ用の光ビームの反射光と同様の経路を辿って、フォトディテクタ２０の受光面に到達する。

図２は、図１中の収差補正装置１６、すなわち本発明の実施形態である収差補正装置の構造を示している。

収差補正装置１６は、図２に示すように、液晶光学素子３１および電圧印加制御部３２を備えている。

液晶光学素子３１は、図１に示すように、光ピックアップ１において、ＤＶＤ用の光ビームの光軸とＣＤ用の光ビームの光軸とを一致させた統一光軸Ａと交わる位置に配置される。液晶光学素子３１は、図２に示すように、基板３３、３４、電極層３５、３６、配向膜３７、３８および液晶３９を備えている。基板３３、３４は、透明の平板であり、例えばガラス材料により形成されている。電極層３５、３６は、基板３３、３４の内側面にそれぞれ形成されており、統一光軸Ａと交わり液晶３９を挟んで対向している。電極層３５、３６は透明な薄膜であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）などにより形成されている。また、電極層３５、３６には複数の電極が形成されている。配向膜３７、３８は、液晶３９に所定の分子配向を与える薄膜である。液晶３９は、電圧を印加することにより分子の配向が変化する性質を有する物質である。すなわち、電極層３５、３６に形成された電極に電圧を印加し、液晶３９に電圧を加えると、液晶分子の配向が変化し、液晶３９の屈折率が変化する。これにより、液晶３９を通過する光ビームの光路長（位相）を変化させ、光ビームの波面を揃えることができる。

電圧印加制御部３２は、電極層３５、３６に形成された複数の電極のそれぞれに対する電圧の印加を制御する。電圧印加制御部３２は、電極層３５、３６に形成されたそれぞれの電極に電気的に接続されている。電圧印加制御部３２は、例えば、印加電圧を生成する電圧発生回路およびこの電圧発生回路を制御するマイクロコンピュータなどを備えている。なお、電圧印加制御部３２は、第１ないし第４電圧印加制御手段の具体例である。

図３は、図２中の液晶光学素子３１を矢示III−III方向から見た図であり、電極層３５に形成された電極のパターンを示している。図３において、電極層３５と統一光軸Ａとが交わる点をＰとする。また、中心点が点Ｐであり、直径がＤＶＤに関する有効径Ｄ１にほぼ等しい円を円Ｃ１とする。また、中心点が点Ｐであり、直径がＣＤに関する有効径Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）にほぼ等しい円を円Ｃ２とする。

図３に示すように、電極層３５には、透明の電極４１、４２、４３、４４、４５、４６が形成されている。これらの電極は互いに電気的に絶縁されており、それぞれ独立に電圧の印加を制御することができる。電極４１は、円形であり、円Ｃ１および円Ｃ２の内側に位置し、かつ点Ｐ上に配置されている。電極４２は、環状であり、円Ｃ１の内側に位置し、電極４１の周囲を取り囲むように電極４１と同心円状に配置されている。電極４３、４４、４５、４６は、これらを一体の電極群として見ると、ほぼ環状であり、円Ｃ１の円周と重なり合い、電極４２の周囲を取り囲むように電極４１、４２と同心円状に配置されている。電極４３、４４は、点Ｐに関して互いにほぼ対称となるような形状および配置を有している。電極４１と電極４２との間には透明の環状間隙４８が形成されており、電極４２と電極４３、４４、４５、４６からなる電極群との間には透明の環状間隙４９が形成されている。環状間隙４８、４９には電圧が印加されないか、または常に一定の極性でかつ一定の大きさの電圧が印加されている。なお、電極４１は第１電極の具体例であり、電極４２ないし４６は第２電極の具体例である。

図４は、図２中の液晶光学素子３１を矢示IV−IV方向から見た図であり、電極層３６に形成された電極のパターンを示している。図４においても、図３と同様に、電極層３６と統一光軸Ａとが交わる点をＰとし、中心点が点Ｐであり、直径がＤＶＤに関する有効径Ｄ１にほぼ等しい円を円Ｃ１とする。また、中心点が点Ｐであり、直径がＣＤに関する有効径Ｄ２にほぼ等しい円を円Ｃ２とする。

図４に示すように、電極層３６には、透明の電極５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０が形成されている。これらの電極は互いに電気的に絶縁されており、それぞれ独立に電圧の印加を制御することができる。電極５１ないし５８は、円Ｃ１の円周および円Ｃ２の円周とそれぞれ部分的に重なり合い、かつ円Ｃ１の円周および円Ｃ２の円周に沿うように配置されている。電極５１ないし５８は、電極層３６の外周側に存在しており、電極層３６の内周側には存在していない。電極５９、６０は、円Ｃ１の内側であって、かつ電極層３６の内周側に配置されている。電極５９、６０は、点Ｐに関して互いにほぼ対称となるような形状および配置を有している。電極層３６の中央には透明の空き領域６１が形成されている。空き領域６１には電圧が印加されないか、または常に一定の極性でかつ一定の大きさの電圧が印加されている。なお、電極５１ないし５８は第３電極の具体例である。

収差補正装置１６は、ＤＶＤに関する球面収差、コマ収差および非点収差、並びにＣＤに関する球面収差およびコマ収差を補正することができる。収差補正装置１６における、ＤＶＤに関する球面収差、コマ収差および非点収差並びにＣＤに関するコマ収差の補正の動作は以下のとおりである。まず、ＤＶＤに関する球面収差を補正するときには、電圧印加制御部３２は、電極層３５に形成された電極４８、４９に同一極性でかつ同一の大きさの電圧を印加し、さらに電極４１と、電極４２と、電極４３ないし４６からなる電極群とに対する電圧の印加を制御する。このとき、電圧印加制御部３２は、電極４３ないし４６には同一の極性でかつ同一の大きさの電圧を印加する。次に、ＤＶＤに関するコマ収差を補正するときには、電圧印加制御部３２は、電極層３５に形成された電極４３、４４と、電極層３６に形成された電極５９、６０とに対する電圧の印加を制御する。次に、ＤＶＤに関する非点収差を補正するときには、電圧印加制御部３２は、電極層３６に形成された電極５１ないし５８に対する電圧の印加を制御する。次に、ＣＤに関するコマ収差を補正するときには、電圧印加制御部３２は電極５９、６０に対する電圧の印加を制御する。

図５は、収差補正装置１６における、ＣＤに関する球面収差の補正の動作を示している。図５では、図３中の矢示III−III方向（統一光軸Ａ方向）から見た電極層３５と、図３中の矢示IV−IV方向（統一光軸Ａ方向）から見た電極層３６とを重ね合わせた状態を示している。さらに、図５では、ＣＤに関する球面収差の補正に用いられる電極４１、５１ないし５８のみを示し、他の電極を省略している。

ＣＤに関する球面収差を補正するときには、電極層３５に形成された電極４１と、電極層３６に形成された電極５１ないし５８からなる電極群とが用いられる。図５に示すように、電極４１は、円Ｃ２の内側に位置し、かつ点Ｐ上に位置する。電極５１ないし５８からなる電極群は、円Ｃ２の円周に重なり合っている。さらに、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群との間には、非印加領域６２が形成されている。非印加領域６２は、ほぼ環状であり、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対する電圧の印加によっては液晶３９に対する電圧の印加を生じさせない。

ＣＤの球面収差を補正するとき、電圧印加制御部３２は、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対する電圧の印加を制御する。このとき、電圧印加制御部３２は、電極５１ないし５８に同一の極性でかつ同一の大きさの電圧を印加する。

さらに、電圧印加制御部３２は、ＣＤの球面収差を補正するとき、電極４１に対応する光ビームの波面と、電極５１ないし５８からなる電極群に対応する光ビームの波面とを、非印加領域６２に対応する光ビームの波面にほぼ一致させるように、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対する電圧の印加を制御する。すなわち、電極４１は光ビームの中央部分に対応する。電極５１ないし５８からなる電極群は光ビームの外周部分に対応する。非印加領域６２は光ビームの中央部分と外周部分との間に位置する中間環状部分に対応する。電圧印加制御部３２は、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対してのみ電圧の印加を制御するので、非印加領域６２に対しては電圧が印加されないか、または同一の極性でかつ同一の大きさの電圧が維持される。この結果、光ビームの中間環状部分の波面は変化しない。一方、電圧印加制御部３２が電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対する電圧の印加を制御することにより、光ビームの中央部分の波面および外周部分の波面が、光ビームの中間環状部分の波面とほぼ一致するように変化する。

ここで、図５中の波面Ｗ１は、ＣＤ用の光ビームに球面収差が生じている状態を示している。一方、同図中の波面Ｗ２は、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対する電圧の印加により、ＣＤ用の光ビームの波面が実質的に揃った状態を示している。すなわち、電極４１と電極５１ないし５８からなる電極群とに対する電圧の印加により、ＣＤ用の光ビームの波面Ｗ１を波面Ｗ２にすることができ、ＣＤ用の光ビームにおける球面収差を補正することができる。

以上説明したとおり、収差補正装置１６によれば、ＤＶＤに関する球面収差の補正に用いられる電極４１と、ＤＶＤに関する非点収差の補正に用いられる電極５１ないし５８とによりＣＤに関する球面収差を補正することができる。すなわち、ＣＤに関する球面収差の補正をもっぱら行うための電極を形成する必要がない。これにより、電極の増加および電極パターンの複雑化を防止でき、電極の分割線、すなわち電極のパターンとパターンとの間の境界線（ギャップ）が増えるのを防止することができる。したがって、光ビームが分割線を通過することにより生じる回折光を抑制することができる。この結果、光ビームを効率よく集光させることができ、光ディスクの記録面上における光ビームの十分な強度を確保することができる。また、光ディスクからの反射光を電気信号に変換するためのフォトディテクタの受光面に回折光が入り込むのを抑制でき、反射光の十分な検出精度を確保することができ、光ディスクの良好な再生品質（プレイアビリティ）を実現することができる。また、電極パターンの複雑化を防止できるので、液晶光学素子３１が大型化するのを防止することができる。

このように、収差補正装置１６によれば、光ビームの十分な強度を確保しつつ、かつ、フォトディテクタにおける反射光の十分な検出精度を確保しつつ、ＤＶＤだけでなくＣＤに関しても球面収差補正を実現することができる。よって、ＣＤの保護層の厚みのばらつきが大きい場合（例えばＣＤの保護層の厚みが０．９ｍｍ）でも、ＣＤの良好な再生特性を維持することができ、このような優れた性能を、ＤＶＤの良好な再生特性を損なうことなく実現することができる。

図６は、収差補正装置１６によりＣＤに関する球面収差の補正を行ったときと補正を行わなかったときとにつき、ＣＤの保護層の厚さとストレール比（Strhel Ratio）との関係を示している。ＣＤの保護層の厚さの規格上の値は１．２ｍｍである。図６に示すように、ＣＤの厚さが１．２ｍｍの場合には、補正を行わなかったときでも、補正を行ったときでも、ストレール比は１．０である。しかし、ＣＤの厚さが１．０ｍｍの場合には、補正を行わなかったときにはストレール比が約０．５であるのに対し、補正を行ったときにはストレール比が約０．９である。これは、収差補正装置１６により、ＣＤに関する球面収差の補正を十分に実現することができることを意味する。

なお、ＤＶＤに関する球面収差の補正に用いられる電極（第１電極および第２電極）として、図３中の電極４１ないし４６を例に挙げた。しかし、電極の形状、個数、分割数および配置はこれに限定されない。例えば、電極４１の周囲を取り囲むように同心円状に配置されたほぼ環状の電極（第２電極）を３個以上形成してもよい。また、ＤＶＤおよびＣＤに関するコマ収差の補正に用いられる電極の形状、個数、分割数および配置も限定されない。さらに、ＤＶＤに関する非点収差の補正に用いられる電極の形状、個数、分割数および配置も限定されない。また、液晶光学素子の外形は四角形でなく、円形など他の形状でもよい。

また、図３および図４では、ＤＶＤに関する球面収差の補正に用いられる電極は電極層３５に形成され、ＤＶＤに関する非点収差の補正に用いられる電極は電極層３６に形成され、ＤＶＤおよびＣＤのコマ収差の補正に用いられる電極は電極層３５、３６に分散して形成されている。しかし、このような電極と電極層との配置関係は一例にすぎず、これに限定されない。

また、本発明の収差補正装置は、ＤＶＤ／ＣＤ兼用の光ピックアップに限らず、複数種類の光ディスクに兼用することができる構造を備えた他の光ピックアップにも適用することができる。

また、本発明は、特許請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法もまた本発明の技術思想に含まれる。

本発明に係る収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法は、例えば光ディスクに対して情報の記録または読出を行うための光ピックアップに用いられる収差補正装置、収差補正装置を備えた光ピックアップ、および収差補正装置における球面収差補正方法に利用可能である。

Claims (9)

1. 対物レンズを用いて、第１光ディスク用の第１光ビームを前記第１光ディスクに、第２光ディスク用の第２光ビームを前記第２光ディスクにそれぞれ集光させることができる光ピックアップに用いられる収差補正装置であって、
   前記第１光ビームの光軸と前記第２光ビームの光軸とを一致させた統一光軸と交わる位置に配置され、液晶を備えた液晶光学素子と、
   前記液晶光学素子に設けられ前記液晶を挟んで対向する２個の電極層と、
   前記各電極層と前記統一光軸とが交わる点をＰとし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第１光ディスクに関する有効径Ｄ１にほぼ等しい円を円Ｃ１とし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第２光ディスクに関する有効径Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）にほぼ等しい円を円Ｃ２とすると、前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され前記点Ｐ上に位置する第１電極と、
   前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記第１電極の周囲を取り囲むように配置された複数の第２電極と、
   前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周と部分的に重なり合い、かつ前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周に沿うように配置された複数の第３電極と、
   前記各電極層を重ね合わせてこれらを前記統一光軸方向に沿って見たときに前記第１電極と前記第３電極との間に位置し、ほぼ環状であり、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加によっては前記液晶に対する電圧の印加の状態を変化させない非印加領域と、
   前記第１光ディスクに関する球面収差を補正するために、前記第１電極および前記第２電極に対する電圧の印加を制御する第１電圧印加制御手段と、
   前記第１光ディスクに関する非点収差を補正するために、前記第３電極に対する電圧の印加を制御する第２電圧印加制御手段と、
   前記第２光ディスクに関する球面収差を補正するために、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加を制御する第３電圧印加制御手段とを備えていることを特徴とする収差補正装置。
2. 前記第３電圧印加制御手段は、前記複数の第３電極のそれぞれに対し同一の極性で同一の大きさの電圧を印加することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の収差補正装置。
3. 前記第３電圧印加制御手段は、前記第１電極に対応する前記第２光ビームの波面および前記第３電極に対応する前記第２光ビームの波面を、前記非印加領域に対応する前記第２光ビームの波面にほぼ一致させるように、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加を制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の収差補正装置。
4. 前記第１電極は円形であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の収差補正装置。
5. 前記２個の電極層のうちのいずれか一方または双方に形成され、前記第１光ディスクのコマ収差または前記第２光ディスクのコマ収差を補正するための複数の第４電極と、
   前記第４電極に対する電圧の印加を制御する第４電圧印加制御手段とを備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の収差補正装置。
6. 前記第１光ディスクはＤＶＤであり、前記第２光ディスクはＣＤであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の収差補正装置。
7. 請求の範囲第１項の収差補正装置を備えた光ピックアップ。
8. 対物レンズを用いて、第１光ディスク用の第１光ビームを前記第１光ディスクに、第２光ディスク用の第２光ビームを前記第２光ディスクにそれぞれ集光させることができる光ピックアップに用いられ、(a)前記第１光ビームの光軸と前記第２光ビームの光軸とを一致させた統一光軸と交わる位置に配置され、液晶を備えた液晶光学素子と、(b)前記液晶光学素子に設けられ前記液晶を挟んで対向する２個の電極層と、(c)前記各電極層と前記統一光軸とが交わる点をＰとし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第１光ディスクに関する有効径Ｄ１にほぼ等しい円を円Ｃ１とし、中心点が前記点Ｐであり、直径が前記第２光ディスクに関する有効径Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）にほぼ等しい円を円Ｃ２とすると、前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記点Ｐ上に位置する第１電極と、(d)前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記第１電極の周囲を取り囲むように配置された複数の第２電極と、(e)前記２個の電極層のうちのいずれかに形成され、前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周と部分的に重なり合い、かつ前記円Ｃ１の円周および前記円Ｃ２の円周に沿うように配置された複数の第３電極と、(f)前記各電極層を重ね合わせてこれらを前記統一光軸方向に沿って見たときに前記第１電極と前記第３電極との間に位置し、ほぼ環状であり、前記第１電極および前記第３電極に対する電圧の印加によっては前記液晶に対する電圧の印加の状態を変化させない非印加領域とを備えた収差補正装置における第２光ディスクに関する球面収差の補正方法であって、
   前記第１電極に対応する前記第２光ビームの波面を前記非印加領域に対応する前記第２光ビームの波面にほぼ一致させるように前記第１電極に電圧を印加する第１電圧印加工程と、
   前記第３電極に対応する前記第２光ビームの波面を前記非印加領域に対応する前記第２光ビームの波面にほぼ一致させるように前記第３電極に電圧を印加する第２電圧印加工程とを備えていることを特徴とする補正方法。
9. 前記第１光ディスクはＤＶＤであり、前記第２光ディスクはＣＤであることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の補正方法。

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