JP4627083B2 - 液晶レンズ、光ピックアップ、情報記録装置及び情報再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば外部電圧により焦点を変えることができる液晶レンズ、このような液晶レンズを備える光ピックアップ、並びにこのような光ピックアップを備える情報記録装置及び情報再生装置の技術分野に関する。

二枚の透明電極にて液晶材料を挟んだ構造の液晶レンズが考案されている。液晶レンズは、通常の受動型の光学素子とは異なり、媒質である液晶材料の屈折率を電圧印加により比較的容易に可変制御できるため、焦点を任意に変えることができる。また、フレネルレンズ状基板内に封入された液晶分子の配向方向を電気的に制御して、液晶分子の屈折率を異常光に対する値から常光に対する値まで連続的に変化させることで、焦点を調節する液晶レンズも考案されている。また、第１の電極と孔を有する第２の電極との間に液晶材料を収容し且つ孔を有する第２の電極と液晶材料との間に絶縁層を設けることで、簡単な構造で極めて容易に且つ迅速に焦点を可変制御できる液晶レンズも考案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−４６１６号公報

しかしながら、上述した従来の液晶レンズは、入射する光に対して凸レンズのように作用することはできても、凹レンズやフレネルレンズ等のように作用することはできなかった。従って、単純な凸レンズ以外のレンズが必要な場合には、電気的に焦点を変えることができる液晶レンズを用いることができないという問題点を有している。

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、電気的に焦点を変えることができる液晶レンズ、このような液晶レンズを備える光ピックアップ、並びにこのような光ピックアップを備える情報記録装置及び情報再生装置を提供することを課題とする。

以下、本発明の液晶レンズ、光ピックアップ、情報記録装置及び情報再生装置について説明を進める。

（液晶レンズ）
本発明の液晶レンズは、第１電極が形成されている第１電極層と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第１電極と互いに対向し且つ前記第１電極との間に所定の電圧が印加される第２電極が形成されている第２電極層とを少なくとも備え、前記液晶層内での電位差が中央付近と外周部で異なる。

本発明の液晶レンズによれば、第１電極と第２電極との間に液晶材料が収容されている。第１電極と第２電極との間に所定の電圧が印加されることで、液晶分子の配向状態を変化させることができ、その結果液晶材料の屈折率を変化させることができる。これにより、液晶レンズ全体としての焦点を変化させることができる。また、初期状態における液晶分子の配向状態を調整することで、第１電極と第２電極との間に電圧を印加しない場合等に、当該液晶レンズをガラスとして作用させることができる。

本発明では特に、電圧の印加によって液晶レンズ中に生ずる電位分布において、第１電極の付近で液晶層での電位差が最も大きくなり、第１電極から遠ざかるにつれて、液晶層での電位差は小さくなっていく。その結果、本発明に係る液晶レンズを、凹レンズとして作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用することができる。

本発明の液晶レンズの一の態様は、前記第１電極は、前記第２電極と対向する位置に当該第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている。

この態様によれば、第１電極は、第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている。即ち、第１電極は、第１電極層の中心部に例えば島状の形状を有して形成されている。尚、本発明における「外周端部」とは、まさに第２電極の外側の端の部分を示す他、その端の部分にある程度近接する部分をも含んでいる。

このような第１電極と第２電極との間に所定の電圧を印加すれば、後にグラフを用いて詳細に説明するように液晶層内においては第１電極付近において（即ち、第１電極層の中心部下において）最も大きな電位差が発生し、第１電極から離れるにつれて（即ち、第１電極層の外周端部に近づくにつれて又は第１電極から離れるにつれて）電位差が小さくなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、凹レンズとして作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用することができる。

上述の如く、第１電極が、第２電極と対向する位置に第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている液晶レンズの態様では、前記第１電極層の前記外周端部に、前記電圧が印加されない第１ダミー電極が形成されているように構成してもよい。

このように構成すれば、第１ダミー電極が形成されることで、第１電極が第１電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る各種の悪影響を好適に排除することができる。

上述の如く第１ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第１ダミー電極の光の透過率は、前記第１電極の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１ダミー電極が形成されることで、第１電極が第１電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第１ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第１ダミー電極の光の屈折率は、前記第１電極の光の屈折率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１ダミー電極が形成されることで、第１電極が第１電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の屈折率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く、第１電極が、第２電極と対向する位置に第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている液晶レンズの態様では、前記第２電極は、前記第２電極層のうち前記第１電極と対向する中心部を除く外周端部に形成されているように構成してもよい。

このように構成すれば、液晶レンズ内における電位は、液晶レンズの断面において液晶層の中央付近と外周部との電位差が大きくなる傾向がより強くなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして好適に作用することができる。

上述の如く第２電極層の外周端部に第２電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第２電極層の前記中心部に、前記電圧が印加されない第２ダミー電極が形成されているように構成してもよい。

このように構成すれば、第２ダミー電極が形成されることで、第２電極が第２電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る各種悪影響を好適に排除することができる。

上述の如く第２ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第２ダミー電極の光の透過率は、前記第２電極の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第２ダミー電極が形成されることで、第２電極が第２電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第２ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第２ダミー電極の光の屈折率は、前記第２電極の光の屈折率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第２ダミー電極が形成されることで、第２電極が第２電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の屈折率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く、第１電極が、第２電極と対向する位置に第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている液晶レンズの態様では、前記第１電極層の前記外周端部を除く中心部における当該液晶レンズ全体の光の透過率は、前記第１電極層の前記外周端部における当該液晶レンズ全体の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１電極が第１電極層の一部に形成されない或いは第２電極が第２電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。より具体的には、第１電極が形成されている部分と、第１電極が形成されていない部分との位置関係や夫々の部分の占める割合等を考慮して、例えば好適な透過率を有する第１ダミー電極を形成すれば、液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。更に、第２電極が第２電極層の一部に形成されない場合には、第１電極が形成されている部分及び第１電極が形成されていない部分の夫々に加えて、第２電極が形成されている部分及び第２電極が形成されていない部分の夫々との位置関係や夫々の部分の占める割合等をも考慮して、例えば夫々好適な透過率を有する第１ダミー電極或いは第２ダミー電極を形成すれば、液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く、第１電極が、第２電極と対向する位置に第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている液晶レンズの態様では、前記第１電極層の前記外周端部を除く中心部における当該液晶レンズ全体の光の屈折率は、前記第１電極層の前記外周端部における当該液晶レンズ全体の光の屈折率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、液晶レンズの透過率の場合と同様の態様で第１ダミー電極或いは第２ダミー電極を形成する個とで、第１電極が第１電極層の一部に形成されない或いは第２電極が第２電極層の一部に形成されないことに起因して生じ得る液晶レンズ全体の光の屈折率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く、第１電極が、第２電極と対向する位置に第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている液晶レンズの態様では、前記第１電極は、複数のサブ電極を含んでいるように構成してもよい。

このように構成すれば、複数のサブ電極の夫々に印加する電圧の強度を調整することで、より細かな部分において、液晶レンズ内における電位分布を制御することができる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして好適に作用することができる。

上述の如く、第１電極が、第２電極と対向する位置に第２電極の形状に対して外周端部を除いた形状に形成されている液晶レンズの態様では、前記第１電極の形状は、略円形であるように構成してもよい。

このように構成すれば、液晶レンズ内における電位は、液晶レンズの断面において液晶層の中央付近と外周部との電位差が大きくなる傾向がより強くなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして好適に作用することができる。

本発明の液晶レンズの他の態様は、前記第１電極と互いに対向し且つ中央部に開孔を有する第３電極が形成されている第３電極層を更に備え、前記第２電極は、前記液晶層を挟んで前記第３電極と互いに対向し且つ中央部に開孔を有しており、前記第２電極の前記開孔の大きさが、前記第３電極の前記開孔の大きさよりも大きい。

この態様によれば、第２電極と第３電極との間に液晶材料が収容されている。第１電極、第２電極及び第３電極の夫々或いは少なくとも一つに所定の電圧が印加されることで、液晶材料中の液晶分子の配向状態を変化させることができ、その結果液晶材料の屈折率を変化させることができる。これにより、液晶レンズ全体としての焦点を変化させることができる。また、初期状態における液晶分子の配向状態を調整することで、第１電極、第２電極及び第３電極の夫々に電圧を印加しない場合等に、当該液晶レンズをガラスとして作用させることができる。

本発明では特に、第２電極及び第３電極の夫々は、それらの中央部付近に開孔を有している。即ち、第２電極及び第３電極の夫々は、中央部がくり抜かれた形状を有している。そして、第２電極の開孔の大きさ（例えば、開孔の半径や面積等）は、第３電極の開孔の大きさよりも大きい。

このような構成を有する液晶レンズにおいて、第１電極、第２電極及び第３電極の夫々或いは少なくとも一つに所定の電圧を印加すれば、液晶層内においては第１電極付近において（即ち、第１電極層の中心部下において）最も大きな電位差が発生し、第１電極から離れるにつれて（即ち、第１電極層の外周端部に近づくにつれて又は第１電極から離れるにつれて）電位差が小さくなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、凹レンズとして作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用することができる。

そして特に、第２電極及び第３電極の夫々が開孔を有し且つ第２電極の開孔の大きさを第３電極の開孔の大きさよりも大きくすることで、液晶レンズ内における電位の分布の態様を、二乗曲線により近づけることができる。つまり、液晶レンズの断面のより広い範囲において、電位の分布の態様を二乗曲線に近づけることができる。これにより、電位の分布にある程度の勾配を持たせることができるため、液晶レンズのパワーを強くすることができる。これにより、液晶レンズの焦点距離を短くすることができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第３電極の前記開孔に、電圧が印加されない第１ダミー電極が形成されているように構成してもよい。

このように構成すれば、第１ダミー電極が形成されることで、第３電極が開孔を有することに起因して生じ得る各種の悪影響を好適に排除することができる。

上述の如く第１ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第１ダミー電極の光の透過率は、前記第３電極の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１ダミー電極が形成されることで、第３電極が開孔を有することに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第１ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第１ダミー電極の光の屈折率は、前記第３電極の光の屈折率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１ダミー電極が形成されることで、第３電極が開孔を有することに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の屈折率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第２電極の前記開孔に、電圧が印加されない第２ダミー電極が形成されているように構成してもよい。

この態様によれば、第２ダミー電極が形成されることで、第２電極が開孔を有することに起因して生じ得る各種の悪影響を好適に排除することができる。

上述の如く第２ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第２ダミー電極の光の透過率は、前記第２電極の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第２ダミー電極が形成されることで、第２電極が開孔を有することに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第２ダミー電極が形成されている液晶レンズの態様では、前記第２ダミー電極の光の屈折率は、前記第２電極の光の屈折率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第２ダミー電極が形成されることで、第２電極が開孔を有することに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の屈折率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第３電極層のうちの前記開孔が形成されている部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率は、前記第３電極層のうちの前記開孔が形成されている部分を除く部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

この様に構成すれば、第３電極が開孔を有することに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。より具体的には、第３電極が形成されている部分と、第３電極が形成されていない部分（即ち、開孔が形成されている部分）との位置関係や夫々の部分の占める割合等を考慮して、例えば好適な透過率を有する第１ダミー電極等を形成すれば、液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第２電極層のうちの前記開孔が形成されている部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率は、前記第２電極層のうちの前記開孔が形成されている部分を除く部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率と略同一であるように構成してもよい。

このように構成すれば、第２電極が開孔を有することに起因して生じ得る液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。より具体的には、第３電極が形成されている部分と、第２電極が形成されていない部分（即ち、開孔が形成されている部分）との位置関係や夫々の部分の占める割合等を考慮して、例えば好適な透過率を有する第２ダミー電極等を形成すれば、液晶レンズの部分的な光の透過率のバラツキを好適に防ぐことができる。従って、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第２電極の前記開孔及び前記第３電極の前記開孔は、略円形の形状を有しているように構成してもよい。

このように構成すれば、液晶レンズ内における電位は、液晶レンズの断面において液晶層の中央付近と外周部との電位差が大きくなる傾向がより強くなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用することができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極の少なくとも一つは、複数のサブ電極を含んでいるように構成してもよい。

このように構成すれば、複数のサブ電極の夫々に印加する電圧の強度を調整することで、液晶レンズ内における電位を、より細かな部分において或いはより細かなレベルで、液晶レンズ内における電位分布を制御することができる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用することができる。

上述の如く複数のサブ電極を含む液晶レンズの態様では、前記複数のサブ電極は同心円状に分布するように構成してもよい。

このように構成すれば、液晶レンズ内における電位は、液晶レンズの断面において液晶層の中央付近と外周部との電位差が大きくなる傾向がより強くなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用することができる。

上述の如く複数のサブ電極を含む液晶レンズの態様では、前記複数のサブ電極のうち前記開孔に相対的に近い側に位置するサブ電極に印加される電圧は、前記複数のサブ電極のうち前記開孔に相対的に遠い側に位置するサブ電極に印加される電圧よりも大きいように構成してもよい。

このように構成すれば、液晶レンズ内における電位は、液晶レンズの断面において液晶層の中央付近と外周部との電位差が大きくなる傾向がより強くなる。その結果、本発明に係る液晶レンズを、焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる。これにより、本発明に係る液晶レンズは、電気的に焦点を変えることができ且つ焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用することができる。

上述の如く第３電極層を備える液晶レンズの態様では、前記第１電極層と前記第３電極層との間、前記第３電極層と前記液晶層との間、及び前記液晶層と前記第２電極層との間の少なくとも一つに、ガラス基板層を備えるように構成してもよい。

このように構成すれば、より好適な光学特性を有する液晶レンズを実現することができると共に、レンズとしての有効半径を広くすることができる。

（光ピックアップ）
本発明の光ピックアップは、レーザ光を照射するレーザ素子と、上述した本発明の液晶レンズ（但し、その各種態様を含む）と、前記液晶レンズを介して前記レーザ光が透過するコリメーターレンズと対物レンズと、少なくとも前記第１電極及び前記第２電極の夫々に電圧を印加する電圧印加手段とを備える。

本発明の光ピックアップによれば、レーザ素子から例えば記録媒体に向けてレーザ光を照射することができる。レーザ素子から照射されるレーザ光は、液晶レンズを透過した後、対物レンズにより、例えば記録媒体の記録面上に集光される。

このとき、電圧印加手段の動作により、第１電極と第２電極との間に所定の電圧を印加すれば、液晶レンズの焦点を電気的に変化させることができる。これにより、液晶レンズを凹レンズとして作用させたり、或いは単なるガラスとして作用させたりすることができる。従って、レーザ光が照射される記録媒体の基板厚等に応じて好適な焦点を実現すれば、基板厚の異なる複数種類の記録媒体の夫々に好適にレーザ光を集光することができる。

（情報記録装置）
本発明の情報記録装置は、上述した本発明の光ピックアップと、前記レーザ光を情報記録媒体に照射するように前記光ピックアップを制御することで所定の情報を前記情報記録媒体に記録する記録手段とを備える。

本発明の情報記録装置によれば、上述した本発明に係る光ピックアップを備えているため、基板厚の異なる複数種類の記録媒体の夫々に好適にレーザ光を集光することができる。その結果、基板厚の異なる複数種類の記録媒体の夫々に好適に情報を記録することができる。

（情報再生装置）
本発明の情報再生装置は、上述した本発明の光ピックアップと、前記レーザ光を情報記録媒体に照射するように前記光ピックアップを制御することで前記情報記録媒体に記録された所定の情報を再生する再生手段とを備える。

本発明の情報再生装置によれば、上述した本発明に係る光ピックアップを備えているため、基板厚の異なる複数種類の記録媒体の夫々に好適にレーザ光を集光することができる。その結果、基板厚の異なる複数種類の記録媒体の夫々に記録された情報を好適に再生することができる。

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例から更に明らかにされる。

以上説明したように、本発明の液晶レンズは、第１電極の付近で最も高い電圧を示し、第１電極から遠ざかるにつれて電位が低くなる。または、本発明の光ピックアップは、上述した本発明の液晶レンズを備える。また、本発明の情報記録装置又は情報再生装置は、上述した本発明の光ピックアップを備える。従って、電気的に焦点を変えることができる。

第１実施例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第１実施例に係る液晶レンズに電界を印加した場合の、液晶レンズ内の電位の分布の態様を概略的に示すグラフである。 液晶レンズの焦点を算出する際の光学系の構成を概念的に示す断面図である。 第１実施例に係る液晶レンズを備えた光ピックアップの基本構成及び該光ピックアップ内におけるレーザ光の光路を概念的に示す断面図である。 第２実施例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第３実施例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第４実施例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第５実施例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第６実施例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第１変形例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第１変形例に係る液晶レンズに電圧を印加した場合の液晶材料中の電位の分布の態様を概略的に示すグラフである。 比較例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 比較例に係る液晶レンズに電圧を印加した場合の液晶材料中の電位の分布の態様を概略的に示すグラフである。 第２変形例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第３変形例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第４変形例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。 第５変形例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図である。 第６変形例に係る液晶レンズの基本構成を概念的に示す断面図である。 本実施例に係る情報記録再生装置の基本構成を概念的に示すブロック図である。

符号の説明

１、２、３、４、５、６、７ 液晶レンズ
１１、第１電極
１４、１７ 第２電極
１６、１８、１９、２０ ダミー電極
３１ 第１電極
３２ 第３電極
３４ 液晶材料
３５ 第２電極
３８、３９、４０ ダミー電極
１００ 光ピックアップ
１１１ 半導体レーザ素子
１２１ コリメータレンズ
１２２ 対物レンズ
１３１ 電圧印加回路
２００ 情報記録再生装置
３５３ 信号記録再生手段

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態としての好適な実施例について説明する。

（液晶レンズの実施例）
図１から図１０を参照して、本発明の液晶レンズに係る実施例について説明する。ここでは、液晶レンズの構成の相違に基づいて、第１実施例から第６実施例までの６種類の液晶レンズについて説明する。

（１） 第１実施例
初めに図１から図４を参照して、第１実施例に係る液晶レンズ１について説明する。ここに、図１は、第１実施例に係る液晶レンズ１の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図であり、図２は、第１実施例に係る液晶レンズ１に電圧を印加した場合の液晶レンズ１内の電位の分布の態様を概略的に示すグラフであり、図３は、液晶レンズ１の焦点を算出する際の光学系の構成を概念的に示す断面図であり、図４は、第１実施例に係る液晶レンズ１を備えた光ピックアップ１００の基本構成及び該光ピックアップ１００内におけるレーザ光の光路を概念的に示す断面図である。

図１（ａ）に示すように、第１実施例に係る液晶レンズ１は、第１電極１１と、第１ガラス基板１２と、液晶材料１３と、第２電極１４と、第２ガラス基板１５とを備えている。

第１電極１１は、第１ガラス基板１２と共に本発明の「第１電極層」の一具体例を構成しており、ＩＴＯ（Indium Titan Oxide）などの透明電極である。特に、第１電極１１は、図１（ａ）の液晶レンズ１を矢印Ａの方向から観察した場合の平面図である図１（ｂ）に示すように、第１ガラス基板１２の中心部に円形の島状の形状を有して形成されている。言い換えれば、第１電極１１は、第１ガラス基板１２の外周端部を除く中心部上に円形の島状の形状を有して形成されている。

第２電極１４は、第２ガラス基板１５と共に本発明の「第２電極層」の一具体例を構成しており、ＩＴＯ（Indium Titan Oxide）などの透明電極である。尚、第１実施例においては、第２電極１４は第２ガラス基板１５上の全面に形成されている。

ここで第１実施例に係る液晶レンズ１の製造工程について説明する。

初めに、第１ガラス基板１２上に第１電極１１が形成され、第２ガラス基板１５上に第２電極１４が形成される。ここでは、例えば蒸着法等の各種方法を用いて第１電極１１及び第２電極１４が形成される。第１電極１１は、その径が概ね８ｍｍとなるように形成される。第１ガラス基板１２及び第２ガラス基板１５として、例えば２５ｍｍ×２０ｍのサイズを有し且つその厚さが概ね０．７ｍｍとなるガラス基板が用いられる。

続いて、第１ガラス基板の側面のうち第１電極が形成される側の側面とは反対側の側面（即ち、図１（ａ）に示す第１ガラス基板１２の下側の側面）及び第２電極１４のうち液晶材料１３と隣接する側の側面（即ち、図１（ａ）に示す第２電極１４の上側の側面）の夫々に、スピンコート法等により配向膜が塗布される。配向膜は、例えば日産化学の１３０Ｂなる品番で示されるポリイミドを希釈用シンナーと１：１で希釈したものが用いられる。スピンコート法は、例えばピーク時の回転数を３０００ｒｐｍに設定した上で２０秒間行われる。

スピンコート法による配向膜の塗布が終了した後、焼成処理が行われる。具体的には、概ね８０℃の温度環境下で概ね１５分プリベーク処理が行われ、その後概ね２００℃の温度環境下で概ね６０分間ポストベーク処理が行われる。その結果、概ね７００Åの配向膜が形成される。

続いて、液晶材料１２中の液晶分子が同一方向に配向するように、配向膜のラビング処理が行われる。ここでは、例えばホモジニアス配向となるようにラビング処理が行われる。ラビング処理は、ラビングを行うローラーの回転速度を５００ｒｐｍに設定し、第１ガラス基板１２及び第２ガラス基板１５が搭載されるステージの移動速度を５０ｍｍ／ｓに設定した上で、概ね５回繰り返し行われる。

続いて、シール材に概ね１００μｍの大きさを有するプラスチックスペーサを混ぜ、該プラスチックスペーサが混ぜられたシール材が、第２電極１４のうち液晶材料１３と隣接する側の側面に塗布される。シール材として、例えば三菱化学のＸＮ−２１−Ｓなる品番にて示されるシール材が用いられる。塗布後は、概ね８０℃の温度環境下で概ね３０分プリベーク処理が行われる。

その後、第１ガラス基板１２と第２ガラス基板とが貼り合わせられる。このとき、第１ガラス基板１２と第２ガラス基板１５との位置合わせを高精度に或いは好適に行いながら、真空包装機を用いて、第１ガラス基板１２と第２ガラス基板の全体が同一圧力で押下されるように貼り合わせられる。その後、真空包装機による真空包装を施したまま、シール材に対して、概ね１５０℃の温度環境下で概ね９０分ポストベーク処理が行われる。

続いて、シール材の隙間から液晶材料１３が注入される。液晶材料１３として、例えばメルクのＭＪ０４２０９なる品番にて示される液晶材料が用いられる。液晶材料１３の注入後、紫外線硬化剤等を用いて液晶材料１３を注入した隙間をふさぐ。

これにより、液晶レンズ１が製造される。液晶材料１３の厚さ（即ち、図１（ａ）の上下方向における大きさ）は、シール材に混ぜられたプラスチックスペーサの大きさに応じて、１００μｍとなる。

尚、上述した製造工程や実際の液晶レンズ１のサイズは一具体例であり、他の製造工程により液晶レンズ１が製造されてもよく、また液晶レンズ１のサイズを適宜変更してもよいことは言うまでもない。

このような構成を有する液晶レンズ１の第１電極１１及び第２電極１４の間に所定の電圧を印加することで、図２に示すような電位分布曲線が得られる。尚、図２に示す電位分布曲線は、第１電極１１に５［Ｖ］の電圧を印加し、第２電極１４に０［Ｖ］の電圧を印加した場合に、図１（ｂ）のＩ−Ｉ’断面における電位の分布の態様を示している。

図２に示すように、第１実施例に係る液晶レンズ１内の電位分布は、第１電極１１の付近で液晶層での電位差が最も大きくなり、第１電極１１から遠ざかるにつれて液晶層での電位差は小さくなっていく。従って、このような態様で電位が分布する第１実施例に係る液晶レンズ１は、凹レンズとして作用する。また、第１電極１１及び第２電極１４の夫々に印加する電圧の大きさを適宜調整することで、液晶レンズ１内における電位の分布の態様を更に変化させることができる。電位の分布の態様が変化すれば、それに伴って液晶分子１３の配向状態も変化するため、液晶レンズ１の焦点も変化する。また、電位の分布の態様が変化したとしても、上述の如き構成を有する第１電極１１の存在により、液晶層での電位差の関係は保たれる。これにより、第１実施例に係る液晶レンズ１は、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用することができる。

ここで、実際に上述した製造工程により製造された液晶レンズの焦点について、図３を参照してより詳細に説明する。

図３に示すように、液晶レンズ１が備える配向膜のラビング方向と同じ方向の偏光を液晶レンズ１に対して入射させることで焦点（言い換えれば、焦点距離）が計測される。このとき、液晶レンズ１は凹レンズとして作用するため、凸レンズと組み合わせて焦点を計測する。液晶レンズ１と凸レンズとの距離ｄを１００ｍｍに設定し、液晶レンズ１に印加する電圧を５０［Ｖ］に設定し、凸レンズから入射光が集光する位置までの距離ｓ２を実測する。

このとき、図３に示す光学系においては、液晶レンズ１の焦点距離をｆ１とし、凸レンズの焦点距離をｆ２とすると、ｓ２＝（ｆ２×（ｆ１−ｄ））／（ｆ１＋ｆ２−ｄ）なる数式関係が成立する。これより、ｆ１＝（ｓ２×ｄ−ｆ２×ｄ−ｓ２×ｆ２）／（ｓ２−ｆ２）となり、液晶レンズ１の焦点距離を計測することができる。

この手法により算出された液晶レンズ１焦点距離は、−１３３８ｍｍと−２５５ｍｍの２種類が計測される。ここで液晶レンズ１の焦点が２種類計測されるのは、作製上の問題であり、必要な作製条件を満たすことで単焦点にすることは可能である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に、このような液晶レンズ１を用いた光ピックアップ１００を示す。本実施例に係る光ピックアップ１００は、レーザ光ＬＢを照射する半導体レーザ素子１１１と、レーザ光ＬＢの光路を変化させるコリメーターレンズ１２１と対物レンズ１２２と、レーザ光ＬＢの光路を変化させる液晶レンズ１と、液晶レンズ１の第１電極１１及び第２電極１４の夫々に所定の電圧を印加する電圧印加回路１３１と、ビームスプリッタ１４１と、対物レンズ１４２と、フォトディテクタ１４３とを備えている。尚、光ピックアップ１００は、例えばＣＤやＤＶＤやＢｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤ等の光ディスク５００にデータを記録するため或いはこれらの光ディスク５００に記録されたデータを再生するために用いられる。

半導体レーザ素子１１１から照射されたレーザ光ＬＢは、コリメーターレンズ１２１を透過することで平行光束に変えられる。平行光束となったレーザ光ＬＢは、ビームスプリッタ１４１及び液晶レンズ１を介して対物レンズ１２２に入射し、光ディスク５００の記録面上に集光される。本実施例では特に、電圧印加回路１３１の動作により、光ディスク５００の基板厚に応じた電圧が、液晶レンズ１の第１電極１１及び第２電極１４の夫々に印加される。即ち、光ディスク５００の基板厚に応じて、液晶レンズ１の焦点が変化させられる。

例えば、図４（ａ）に示すように、基板厚が０．１ｍｍの光ディスク５００ａ（例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の記録面上にレーザ光ＬＢを集光する際には、液晶レンズ１が単なるガラス基板として作用するように、第１電極１１及び第２電極１４の夫々には電圧は印加されない（即ち、０［Ｖ］の電圧が印加される）。

他方、例えば、図４（ｂ）に示すように、基板厚が０．６ｍｍの光ディスク５００ｂ（例えば、ＨＤ−ＤＶＤ）の記録面上にレーザ光ＬＢを集光する際には、液晶レンズ１が凹レンズとして作用するように、第１電極１１及び第２電極１４の夫々に所定の大きさの電圧が印加される。

これにより、図４（ａ）及び図４（ｂ）の夫々に示すように、半導体レーザ素子１１１から照射されたレーザ光ＬＢは、光ディスク５００ａ及び５００ｂの夫々の記録面上に好適に集光される。もちろん、０．１ｍｍ及び０．６ｍｍ以外の基板厚を有する光ディスク５００についても同様に、光ディスク５００の記録面上にレーザ光ＬＢが集光されるように、基板厚に応じた電圧が第１電極１１及び第２電極１４の夫々に印加されることで液晶レンズ１の焦点が制御される。

また、光ディスク５００ａ及び５００ｂの記録面（具体的には、反射膜）において反射されたレーザ光ＬＢは、ビームスプリッタ１４１において光路を変えられ、対物レンズ１４２に入射し、フォトディテクタ１４３において検出される。

このように、本実施例に係る光ピックアップ１００は、異なる基板厚を有する複数種類の光ディスク５００の夫々の記録面上に好適にレーザ光ＬＢを集光させることができる。特に、上述した液晶レンズ１を用いているため、電気的にレーザ光ＬＢの光路を変化させることができる。また、液晶レンズ１が凹レンズとして作用するがゆえに、異なる基板厚を有する複数種類の光ディスク５００の夫々の記録面上に好適にレーザ光ＬＢを集光させることができる。これは、対物レンズの設計上、平行光束が対物レンズへ入射した場合に一番薄い基板厚を有する光ディスク（具体的には、一番密度の高い光ディスク）の記録面上に好適にレーザー光ＬＢを集光するような設計を行うことが一般的である、という点を考慮すると、液晶レンズ１が凸レンズとして作用する場合には実現できない大きな利点である。即ち、液晶レンズ１が凸レンズとして作用すれば、光ピックアップ１は、上述した構成以外に、更に機械的に光束の直径等を変換する倍率変換機構等の複雑な構成を備える必要があり、光ピックアップの構成が相対的に複雑なものとなってしまう。しかるに、本実施例に係る光ピックアップ１００は、上述した凹レンズとして作用する液晶レンズ１を備えているため、機械的に光束の直径等を変換する倍率変換機構等を備える必要はない。また、液晶レンズ１の焦点を電気的に変えることができるため、光ピックアップ１００の構成も相対的に簡易なものとすることができる。このように、上述した液晶レンズ１は、構成が簡易な光ピックアップ１００を作成するには欠かせないものであり、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用する液晶レンズ１の実現は、それだけで既存の液晶レンズ１にはない大きな利点を持つと言えよう。また、このような液晶レンズ１を用いた光ピックアップ１００は、既存の液晶レンズにはない大きな利点を持つと言えよう。

尚、第１電極１１の大きさは、電位分布曲線の特性に応じて、実験的、経験的、数学的又は理論的に、若しくはシミュレーション等を用いて個別具体的に（例えば、好適なレンズ特性が得られるように）より適切な大きさを指定することが好ましい。

また、第１実施例においては説明の簡略化のため、液晶レンズの主要な構成を選択して説明を進めている。このため、上述した構成以外の構成を更に有していてもよいことは言うまでもない。例えば、液晶配向膜や絶縁膜等を更に有していてもよい。これは、以下の第２実施例から第６実施例においても同様である。

（２） 第２実施例
続いて、図５を参照して、第２実施例に係る液晶レンズ２について説明する。ここに、図５は、第２実施例に係る液晶レンズ２の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図５（ａ）に示すように、第２実施例に係る液晶レンズ２は、第１実施例に係る液晶レンズ１と同様に、第１電極１１と、第１ガラス基板１２と、液晶材料１３と、第２電極１４と、第２基板１５とを備えている。このような液晶レンズ２内における電位分布は、第１実施例に係る液晶レンズ１と同様となる。

第２実施例では特に、図５（ａ）及び図５（ａ）に示す液晶レンズ２を矢印Ａの方向から観察した場合の平面図である図４（ｂ）の夫々に示すように、第１電極１１が形成されていない領域である第１ガラス基板１２の外周端部上にダミー電極１６が形成されている。ダミー電極１６には電圧は印加されないため、ダミー電極１６は導電性を有していてもよいし或いは有していなくともよい。

ダミー電極１６は、第１電極１１と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されている。言い換えれば、ダミー電極１６は、第１ガラス基板１２の中心部における液晶レンズ２全体の光の透過率や屈折率が、第１ガラス基板１２の外周端部における液晶レンズ２全体の光の透過率や屈折率と同一或いは概ね同一となるような任意の部材から構成されている。即ち、ダミー電極１６は、光ａ１と光ａ２との夫々に対する液晶レンズ２の透過率や屈折率が等しく或いは概ね等しくなるような任意の部材から構成されている。

このように、ダミー電極１６を第１ガラス基板１２上に形成することで、液晶レンズ２部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生を抑制し或いはなくすことができる。これにより、第１ガラス基板１２の中心部に第１電極１１が形成される液晶レンズ２であっても、液晶レンズ２全体としての透過率や屈折率を一定にすることができ、その結果、より好適な光学特性を有する液晶レンズ２を実現することができる。

（３） 第３実施例
続いて、図６を参照して、第３実施例に係る液晶レンズ３について説明する。ここに、図６は、第３実施例に係る液晶レンズ３の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図６（ａ）に示すように、第３実施例に係る液晶レンズ３は、第１実施例に係る液晶レンズ１と同様に、第１電極１１と、第１ガラス基板１２と、液晶材料１３と、第２基板１５とを備えている。

第３実施例に係る液晶レンズ３では特に、第２電極１７は、その中心部に孔を有するように形成されている。言い換えれば、図６（ａ）の液晶レンズ３のＷ−Ｗ‘断面から観察した場合の平面図である図６（ｂ）に示すように、第２電極１７は、第２ガラス基板１５の中心部を除く外周端部上に形成されている。

このような構成を有する液晶レンズ３の第１電極１１及び第２電極１７の間に所定の電圧を印加することで、液晶レンズ３内の電位分布は、第１電極１１の付近で液晶層での電位差が最も大きくなり、第１電極から遠ざかるにつれて、液晶層での電位差は小さくなっていく。これにより、第３実施例に係る液晶レンズ３は、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用することができる。

（４） 第４実施例
続いて、図７を参照して、第４実施例に係る液晶レンズ４について説明する。ここに、図７は、第４実施例に係る液晶レンズ４の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図７に示すように、第４実施例に係る液晶レンズ４は、第３実施例に係る液晶レンズ３と同様に、第１電極１１と、第１ガラス基板１２と、液晶材料１３と、第２電極１７と、第２基板１５とを備えている。このような液晶レンズ４内における電位分布は、第３実施例に係る液晶レンズ３と同様となる。

第４実施例では特に、図７に示すように、第１電極１１が形成されていない領域である第１ガラス基板１２の外周端部上にダミー電極１８が形成されている。ダミー電極１８には電圧は印加されないため、ダミー電極１８は導電性を有していてもよいし或いは有していなくともよい。

ダミー電極１８は、第１ガラス基板１２の中心部における液晶レンズ４全体の光の透過率や屈折率が、第１ガラス基板１２の外周端部における液晶レンズ４全体の光の透過率や屈折率と同一或いは概ね同一となるような任意の部材から構成されている。即ち、ダミー電極１８は、光ａ１と光ａ２との夫々に対する液晶レンズ４の透過率や屈折率が等しく或いは概ね等しくなるような任意の部材から構成されている。

このように、ダミー電極１８を第１ガラス基板１２上に形成することで、液晶レンズ４の部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生を抑制し或いはなくすことができる。これにより、第１ガラス基板１２の中心部に第１電極１１が形成され且つ第２ガラス基板１５の外周端部に第２電極１７が形成される液晶レンズ４であっても、液晶レンズ４全体としての透過率や屈折率を一定にすることができ、その結果、より好適な光学特性を有する液晶レンズ４を実現することができる。

尚、ダミー電極１８は、第１電極１１と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されていてもよい。このように構成しても、液晶レンズ４の部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生を相応に抑制し或いはなくすことができる。このため、相応に好適な光学特性を有する液晶レンズ４を実現することができる。

（５） 第５実施例
続いて、図８を参照して、第５実施例に係る液晶レンズ５について説明する。ここに、図８は、第５実施例に係る液晶レンズ５の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図８に示すように、第５実施例に係る液晶レンズ５は、第３実施例に係る液晶レンズ３と同様に、第１電極１１と、第１ガラス基板１２と、液晶材料１３と、第２電極１７と、第２基板１５とを備えている。このような液晶レンズ５内における電位分布は、第３実施例に係る液晶レンズ３と同様となる。

第５実施例では特に、図８に示すように、第１電極１１が形成されていない領域である第１ガラス基板１２の外周端部上にダミー電極１９が形成されている。また、第２電極１７が形成されていない領域である第２ガラス基板１５の中心部上にダミー電極２０が形成されている。ダミー電極１９及び２０には電圧は印加されないため、ダミー電極１９及び２０は導電性を有していてもよいし或いは有していなくともよい。

ダミー電極１９及び２０の夫々は、第１ガラス基板１２の中心部における液晶レンズ５全体の光の透過率や屈折率が、第１ガラス基板１２の外周端部における液晶レンズ５全体の光の透過率や屈折率と同一或いは概ね同一となるような任意の部材から構成されている。即ち、ダミー電極１９及び２０の夫々は、光ａ１と光ａ２との夫々に対する液晶レンズ５の透過率や屈折率が等しく或いは概ね等しくなるような任意の部材から構成されている。

このように、ダミー電極１９を第１ガラス基板１２上に形成し且つダミー電極２０を第２ガラス基板１５上に形成することで、液晶レンズ５の部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生を抑制し或いはなくすことができる。これにより、第１ガラス基板１２の中心部に第１電極１１が形成され且つ第２ガラス基板１５の外周端部に第２電極１７が形成される液晶レンズ５であっても、液晶レンズ５全体としての透過率や屈折率を一定にすることができ、その結果、より好適な光学特性を有する液晶レンズ５を実現することができる。

尚、ダミー電極１９は、第１電極１１と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されていることが好ましい。同様に、ダミー電極２０は、第１電極１１と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されていることが好ましい。このように構成することで、液晶レンズ５の部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生を好適に抑制し或いはなくすことができると共に、ダミー電極１９及び２０の夫々の部材を比較的容易に選択することができるという利点を有する。

（６） 第６実施例
続いて、図９を参照して、第６実施例に係る液晶レンズ６について説明する。ここに、図９は、第６実施例に係る液晶レンズ６の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図９（ａ）に示すように、第６実施例に係る液晶レンズ６は、第１実施例に係る液晶レンズ１と同様に、第１ガラス基板１２と、液晶材料１３と、第２電極１４と、第２基板１５とを備えている。

第６実施例に係る液晶レンズ６は特に、図９（ａ）及び図９（ａ）の液晶レンズ６を矢印Ａの方向から観察した場合の平面図である図９（ｂ）に示すように、複数の第１サブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃを備えている。複数のサブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの夫々は、上述した第１実施例に係る液晶レンズ１の第１電極１１と同様に、第１ガラス基板１２の中心部に、複数のサブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃが組み合わさることで島状の形状を実現するように形成されている。

複数のサブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃには、夫々異なる電圧が印加されてもよいし或いは少なくとも二つのサブ電極に同一の電圧が印加されてもよい。複数のサブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの夫々への電圧の印加パターンは、電位分布曲線の特性に応じて、実験的、経験的、数学的又は理論的に、若しくはシミュレーション等を用いて個別具体的に（例えば、好適なレンズ特性が得られるように）より適切なパターンを指定することが好ましい。いずれにせよ、液晶レンズ６を凹レンズとして好適に作用させることができる電圧が複数のサブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの夫々に印加される。

このように、複数のサブ電極１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの夫々に印加される電圧を調整することで、液晶レンズ６内における電位を、より好適な態様で分布させることができる。また、より細かな部分において（言い換えれば、より細かい分解能で）、液晶レンズ６内における電位分布を制御することができる。その結果、第６実施例に係る液晶レンズ６を、凹レンズとしてより好適に作用させることができる。

尚、第２電極１４についても、複数のサブ電極を有するように構成してもよい。これにより、液晶レンズ６内における電位を、更に好適な態様で分布させることができる。また、更に細かな部分において（言い換えれば、より細かい分解能で）、液晶レンズ６内における電位分布を制御することができる。その結果、第６実施例に係る液晶レンズ６を、凹レンズとして更に好適に作用させることができる。

以上、第１実施例から第６実施例に係る液晶レンズについて説明してきたが、本発明の範囲はこれに限定されないことは言うまでもない。例えば、複数の電極が第１ガラス基板１２上にマトリクス状に配置されてなる液晶レンズであっても、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用させることができる。また、複数の電極がマトリクス状に配置されてなる液晶レンズでは、夫々の電極毎に印加する電圧を変えることで、例えば多焦点のレンズとして作用させることができる。より具体的には、例えばフレネルレンズやレンチキュラーレンズ等として作用させることができる。

尚、上述した第２実施例から第６実施例に係る液晶レンズを備える光ピックアップも、上述した光ピックアップ１００と同様の利益を享受することはできるのは言うまでもない。即ち、上述した光ピックアップ１００が備える液晶レンズは、第１実施例に係る液晶レンズ１に限定されず、第２実施例から第６実施例に係る液晶レンズ２、３、４、５及び６であってもよいことは言うまでもない。

（変形例）
続いて、図１０から図１８を参照して、本発明の液晶レンズに係る変形例について説明する。ここでは、液晶レンズの構成の相違に基づいて、第１変形例から第６変形例までの６種類の液晶レンズについて説明する。

（１） 第１変形例
初めに図１０から図１３を参照して、第１変形例に係る液晶レンズ７ａについて説明する。ここに、図１０は、第１変形例に係る液晶レンズ７ａの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図であり、図１１は、第１変形例に係る液晶レンズ７ａに電圧を印加した場合の液晶材料中の電位の分布の態様を概略的に示すグラフであり、図１２は、比較例に係る液晶レンズ７０の基本構成を概念的に示す断面図及び平面図であり、図１３は、比較例に係る液晶レンズ７０に電圧を印加した場合の液晶材料中の電位の分布の態様を概略的に示すグラフである。

図１０（ａ）に示すように、第１変形例に係る液晶レンズ７ａは、第１電極３１と、第３電極３２と、第１ガラス基板３３と、液晶材料３４と、第２電極３５と、第２ガラス基板３６とを備えている。

第１電極３１は、第１ガラス基板３３の一部と共に本発明の「第１電極層」の一具体例を構成しており、ＩＴＯ（Indium Titan Oxide）などの透明電極である。

第３電極３２は、第１ガラス基板３３の一部と共に本発明の「第３電極層」の一具体例を構成しており、ＩＴＯ（Indium Titan Oxide）などの透明電極である。特に、第３電極３２は、図１０（ａ）の液晶レンズ７ａを矢印Ａの方向から観察した場合の第３電極３２の平面図である図１０（ｂ）に示すように、その中央部に略円形状の開孔部分を有している。

第２電極３５は、第２ガラス基板３６と共に、本発明の「第２電極層」の一具体例を構成しており、ＩＴＯ（Indium Titan Oxide）などの透明電極である。特に、第２電極３５は、図１０（ａ）の液晶レンズ７ａを矢印Ａの方向から観察した場合の第２電極３５の平面図である図１０（ｂ）に示すように、その中央部に略円形状の開孔部分を有している。そして、第２電極３５が有する開孔部分の大きさは、第３電極３２が有する開孔部分の大きさよりも大きい。より具体的には、第３電極３２が有する開孔部分の径ｒ１と、第２電極３５が有する開孔部分の径ｒ２との間に、ｒ１＜ｒ２が成立している。

このような構成を有する液晶レンズ７ａの第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に所定の電圧を印加することで、液晶レンズ７ａ内の電位分布は、第１電極１１の付近で液晶層での電位差が最も大きくなり、第１電極から遠ざかるにつれて、液晶層での電位差は小さくなっていく。従って、このような態様で電位が分布する第１変形例に係る液晶レンズ７ａは、凹レンズとして作用する。また、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に印加する電圧の大きさを適宜調整することで、液晶レンズ７ａ内における電位の分布の態様を更に変化させることができる。電位の分布の態様が変化すれば、それに伴って液晶材料３４内の液晶分子の配向状態も変化するため、液晶レンズ７ａの焦点も変化する。また、電位の分布の態様が変化したとしても、電位は凹レンズの形状の如き態様で分布する。これにより、第１変形例に係る液晶レンズ７ａは、電気的に焦点を変えることができ且つ凹レンズとして作用することができる。

そして、図１１に示すように、液晶材料３４中における電位は、広い範囲に渡って二乗分布特性を有している。言い換えれば、液晶材料３４部分における電位分布曲線は、二乗曲線に近づく或いは二乗曲線と略同一となる。従って、電位の分布に勾配を持たせることができるため、液晶レンズ７ａのパワーを強くすることができる。これにより、液晶レンズ７ａの焦点距離を短くすることができる。

ここで、第１変形例に係る液晶レンズ７ａの比較例として、図１２に示す液晶レンズ７０について説明を進める。図１２に示すように、比較例に係る液晶レンズ７０は、第１電極７１と、第３電極７２と、第１ガラス基板７３と、液晶材料７４と、第２電極７５と、第２ガラス基板７６とを備えている。そして、特に、第３電極７２は、図１２（ａ）の液晶レンズ７０を矢印Ａの方向から観察した場合の第３電極７２の平面図である図１２（ｂ）に示すように、その中央部に略円形状の開孔部分を有している。

このような構成を有する液晶レンズ７０の第１電極７１、第３電極７２及び第２電極７５の夫々に所定の電圧を印加することで、液晶レンズ７０内の電位分布は、第１電極７１の付近で液晶層での電位差が最も大きくなり、第１電極から遠ざかるにつれて、液晶層での電位差は小さくなっていく。尚、図１３に示す電位分布曲線は、第１電極７１に＋１０［Ｖ］の電圧を印加し、第３電極７２に＋５［Ｖ］の電圧を印加し、第２電極７５をＧＮＤとした場合に、図１２（ｂ）のＩＶ−ＩＶ’断面における電位の分布の態様を示している。

しかしながら、比較例に係る液晶レンズ７０内においては、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと比較して、液晶レンズ７０の厚み方向の狭い範囲で電位が変化しているに過ぎない。また、図１３に示すように、比較例に係る液晶レンズ７０の液晶材料７４中における電位は、特に両端部において二乗分布特性を有していない。

しかるに第１変形例に係る液晶レンズ７ａによれば、液晶レンズ７ａ内の広い範囲に渡って電位が変化しており、また液晶材料３４中における電位も二乗分布特性を有している。従って、上述したように、第１変形例に係る液晶レンズ７ａは、焦点距離が比較的短い凹レンズとして好適に作用することができる。

このような液晶レンズ７ａを用いて、上述の光ピックアップ１００（図４参照）を構成した場合についても、図４における説明と同様の動作を行うことができ、同様の利益を享受することができる。特に、液晶レンズ７ａが焦点距離の短い（言い換えれば、パワーの強い）凹レンズとして作用するがゆえに、異なる基板厚を有する複数種類の光ディスク５００の夫々の記録面上に好適にレーザ光ＬＢを集光させることができる。

尚、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々の大きさ（或いは、第３電極３２が有する開孔部分及び第２電極３５が有する開孔部分の夫々の大きさ）は、電位分布曲線の特性に応じて、実験的、経験的、数学的又は理論的に、若しくはシミュレーション等を用いて個別具体的に（例えば、開孔の大きさを変えながら実験を行うことで好適なレンズ特性が得られるように）より適切な大きさを指定することが好ましい。

また、第１変形例においては説明の簡略化のため、液晶レンズ７ａのその他の主要な構成を選択して説明を進めている。このため、上述した構成以外の構成を更に有していてもよいことは言うまでもない。例えば、液晶配向膜や絶縁膜等を更に有していてもよい。これは、以下の第２変形例から第６変形例においても同様である。

（２） 第２変形例
続いて、図１４を参照して、第２変形例に係る液晶レンズ７ｂについて説明する。ここに、図１４は、第２変形例に係る液晶レンズ７ｂの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図１４（ａ）に示すように、第２変形例に係る液晶レンズ７ｂは、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様に、第３電極３２と、第１ガラス基板３３と、液晶材料３４と、第２電極３５と、第２ガラス基板３６とを備えている。

第２変形例に係る液晶レンズ７ｂは特に、図１４（ａ）及び図１４（ａ）の液晶レンズ７ｂを矢印Ａの方向から観察した場合の平面図である図１４（ｂ）に示すように、複数の第１サブ電極３１ａ、３１ｂ及び３１ｃを備えている。複数の第１サブ電極３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの夫々は、同心円状に分布するように形成されている。

複数の第１サブ電極３１ａ、３１ｂ及び３１ｃには、夫々異なる電圧が印加されてもよいし或いは少なくとも二つの第１サブ電極に同一の電圧が印加されてもよいが、焦点距離の短い凹レンズを実現するという観点からは、液晶レンズ７ｂの中心から遠い位置にある第１サブ電極に対してより小さな電圧を印加することが好ましい。より具体的には、第１サブ電極３１ａに所定の大きさの電圧Ｖ１を印加し、第１サブ電極３１ａよりも外側に位置する第１サブ電極３１ｂに電圧Ｖ１よりも小さな電圧Ｖ２を印加し、第１サブ電極３１ｂよりも外側に位置する第１サブ電極３１ｃに電圧Ｖ１及びＶ２よりも小さな電圧Ｖ３を印加することが好ましい。

或いは、複数の第１サブ電極３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの夫々への電圧の印加パターンは、電位分布曲線の特性に応じて、実験的、経験的、数学的又は理論的に、若しくはシミュレーション等を用いて個別具体的に（例えば、印加する電圧を変えながら実験を行うことで好適なレンズ特性が得られるように）より適切なパターンを指定してもよい。いずれにせよ、液晶レンズ７ｂを焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる電圧が複数の第１サブ電極３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの夫々に印加される。

このように、複数の第１サブ電極３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの夫々に印加される電圧を調整することで、液晶レンズ７ｂ内における電位を、より好適な態様で分布させることができる。また、より細かな部分において（言い換えれば、より細かい分解能で）、液晶レンズ７ｂ内における電位分布を制御することができる。その結果、第２変形例に係る液晶レンズ７ｂを、焦点距離の短い凹レンズとしてより好適に作用させることができる。

（３） 第３変形例
続いて、図１５を参照して、第３変形例に係る液晶レンズ７ｃについて説明する。ここに、図１５は、第３変形例に係る液晶レンズ７ｃの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図１５（ａ）に示すように、第３変形例に係る液晶レンズ７ｃは、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様に、第１電極３１と、第１ガラス基板３３と、液晶材料３４と、第２電極３５と、第２ガラス基板３６とを備えている。

第３変形例に係る液晶レンズ７ｃは特に、図１５（ａ）及び図１５（ａ）の液晶レンズ７ｃを矢印Ａの方向から観察した場合の平面図である図１５（ｂ）に示すように、複数の第３サブ電極３２ａ及び３２ｂを備えている。複数の第３サブ電極３２ａ及び３２ｂの夫々は、同心円状に分布するように形成されている。

複数の第３サブ電極３２ａ及び３２ｂには、夫々異なる電圧が印加されてもよいし或いは同一の電圧が印加されてもよいが、焦点距離の短い凹レンズを実現するという観点からは、液晶レンズ７ｃの中心から遠い位置にある第３サブ電極により小さな電圧を印加することが好ましい。より具体的には、第３サブ電極３２ａに所定の大きさの電圧Ｖ１を印加し、第３サブ電極３２ａよりも外側に位置する第３サブ電極３２ｂに電圧Ｖ１よりも小さな電圧Ｖ２を印加することが好ましい。或いは、複数の第３サブ電極３２ａ及び３２ｂの夫々への電圧の印加パターンは、電位分布曲線の特性に応じて、実験的、経験的、数学的又は理論的に、若しくはシミュレーション等を用いて個別具体的に（例えば、電圧を変えながら実験を行うことで好適なレンズ特性が得られるように）より適切なパターンを指定してもよい。いずれにせよ、液晶レンズ７ｃを焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる電圧が複数の第３サブ電極３２ａ及び３２ｂの夫々に印加される。

このように、複数の第３サブ電極３２ａ及び３２ｂの夫々に印加される電圧を調整することで、液晶レンズ７ｃ内における電位を、より好適な態様で分布させることができる。また、より細かな部分において（言い換えれば、より細かい分解能で）、液晶レンズ７ｃ内における電位分布を制御することができる。その結果、第３変形例に係る液晶レンズ７ｃを、焦点距離の短い凹レンズとしてより好適に作用させることができる。

（４） 第４変形例
続いて、図１６を参照して、第４変形例に係る液晶レンズ７ｄについて説明する。ここに、図１６は、第４変形例に係る液晶レンズ７ｄの基本構成を概念的に示す断面図及び平面図である。

図１６（ａ）に示すように、第４変形例に係る液晶レンズ７ｄは、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様に、第１電極３１と、第３電極３２と、第１ガラス基板３３と、液晶材料３４と、第２ガラス基板３６とを備えている。

第４変形例に係る液晶レンズ７ｄは特に、図１６（ａ）及び図１６（ａ）の液晶レンズ７ｄを矢印Ａの方向から観察した場合の平面図である図１６（ｂ）に示すように、複数の第２サブ電極３５ａ及び３５ｂを備えている。複数の第２サブ電極３５ａ及び３５ｂの夫々は、同心円状に分布するように形成されている。

複数の第２サブ電極３５ａ及び３５ｂには、夫々異なる電圧が印加されてもよいし或いは同一の電圧が印加されてもよいが、焦点距離の短い凹レンズを実現するという観点からは、液晶レンズ７ｄの中心から遠い位置にある第２サブ電極により小さな電圧を印加することが好ましい。より具体的には、第２サブ電極３５ａに所定の大きさの電圧Ｖ１を印加し、第２サブ電極３５ａよりも外側に位置する第２サブ電極３５ｂに電圧Ｖ１よりも小さな電圧Ｖ２を印加することが好ましい。或いは、複数の第２サブ電極３５ａ及び３５ｂの夫々への電圧の印加パターンは、電位分布曲線の特性に応じて、実験的、経験的、数学的又は理論的に、若しくはシミュレーション等を用いて個別具体的に（例えば、電圧を変えながら実験を行うことで好適なレンズ特性が得られるように）より適切なパターンを指定してもよい。いずれにせよ、液晶レンズ７ｄを焦点距離の短い凹レンズとして好適に作用させることができる電圧が複数の第２サブ電極３５ａ及び３５ｂの夫々に印加される。

このように、複数の第２サブ電極３５ａ及び３５ｂの夫々に印加される電圧を調整することで、液晶レンズ７ｄ内における電位を、より好適な態様で分布させることができる。また、より細かな部分において（言い換えれば、より細かい分解能で）、液晶レンズ７ｄ内における電位分布を制御することができる。その結果、第４変形例に係る液晶レンズ７ｄを、焦点距離の短い凹レンズとしてより好適に作用させることができる。

（５） 第５変形例
続いて、図１７を参照して、第５変形例に係る液晶レンズ７ｅについて説明する。ここに、図１７は、第５変形例に係る液晶レンズ７ｅの基本構成を概念的に示す断面図である。

図１７に示すように、第５変形例に係る液晶レンズ７ｅは、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様に、第１電極３１と、第３電極３２と、第１ガラス基板３３と、液晶材料３４と、第２電極３５と、第２ガラス基板３６とを備えている。このような液晶レンズ７ｅ内における電位分布は、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様となる。

第５変形例では特に、図１７に示すように、第３電極３２が有する開孔部分に第１ダミー電極３８が形成されている。第１ダミー電極３８には電圧は印加されないため、第１ダミー電極３８は導電性を有していてもよいし或いは有していなくともよい。

第１ダミー電極３８は、第３電極３２と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されている。言い換えれば、第１ダミー電極３８は、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に電圧を印加していない場合に、第３電極３２が有する開孔部分に対応する液晶レンズ７ｅ全体の光の透過率や屈折率が、第３電極３２が有する開孔部分以外の部分に対応する液晶レンズ７ｅ全体の光の透過率や屈折率と同一或いは概ね同一となるような任意の部材から構成されている。即ち、第１ダミー電極３８は、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に電圧を印加していない場合に、光ａ１と光ａ２との夫々に対する液晶レンズ７ｅの透過率や屈折率が等しく或いは概ね等しくなるような任意の部材から構成されている。

このように、第１ダミー電極３８を第３電極３２の開孔部分に形成することで、液晶レンズ７ｅの部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生を抑制し或いはなくすことができる。これにより、第３電極３２が開孔部分を有する液晶レンズ７ｅであっても、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に電圧を印加していない場合の液晶レンズ７ｅ全体としての透過率や屈折率を一定にすることができる。その結果、第１変形例に係る液晶レンズ７ａ等が有する利益と同様の利益を享受することができると共に、より好適な光学特性を有する液晶レンズ７ｅを実現することができる。

（６） 第６変形例
続いて、図１８を参照して、第６変形例に係る液晶レンズ７ｆについて説明する。ここに、図１８は、第６変形例に係る液晶レンズ７ｆの基本構成を概念的に示す断面図である。

図１８に示すように、第６変形例に係る液晶レンズ７ｆは、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様に、第１電極３１と、第３電極３２と、第１ガラス基板３３と、液晶材料３４と、第２電極３５と、第２ガラス基板３６とを備えている。このような液晶レンズ７ｆ内における電位分布は、第１変形例に係る液晶レンズ７ａと同様となる。

第６変形例では特に、図１８に示すように、第３電極３２が有する開孔部分に第１ダミー電極３９が形成され、且つ第２電極３５が有する開孔部分に第２ダミー電極４０が形成されている。第１ダミー電極３９及び第２ダミー電極４０の夫々には電圧は印加されないため、第１ダミー電極３９及び第２ダミー電極４０の夫々は導電性を有していてもよいし或いは有していなくともよい。

第１ダミー電極３９及び第２ダミー電極４０の夫々は、第１電極３１、第２電極３２及び第３電極３５の夫々に電圧を印加していない場合に、第３電極３２の開孔部分（或いは、第２電極３５の開孔部分）における液晶レンズ７ｆ全体の光の透過率や屈折率が、第３電極３２が有する開孔部分以外の部分（或いは、第２電極３５が有する開孔部分以外の部分）における液晶レンズ７ｆ全体の光の透過率や屈折率と同一或いは概ね同一となるような任意の部材から構成されている。即ち、第１ダミー電極３９及び第２ダミー電極４０の夫々は、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に電圧を印加していない場合に、光ａ１と光ａ２との夫々に対する液晶レンズ７ｆの透過率や屈折率が等しく或いは概ね等しくなるような任意の部材から構成されている。

このように、第１ダミー電極３９を第３電極３２が有する開孔部分に形成し且つ第２ダミー電極４０を第２電極３５が有する開孔部分に形成することで、液晶レンズ７ｆの部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生をより好適に抑制し或いはなくすことができる。これにより、第３電極３２が開孔部分を有し且つ第２電極３５が開孔部分を有する液晶レンズ７ｆであっても、第１電極３１、第３電極３２及び第２電極３５の夫々に電圧を印加していない場合の液晶レンズ７ｆ全体としての透過率や屈折率を一定にすることができる。その結果、第１変形例に係る液晶レンズ７ａ等が有する利益と同様の利益を享受することができると共に、より好適な光学特性を有する液晶レンズ７ｆを実現することができる。

尚、第１ダミー電極３９は、第３電極３２と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されていることが好ましい。同様に、第２ダミー電極４０は、第２電極３５と同一の或いは概ね同一の屈折率や透過率等を有する任意の部材（例えば、金属部材や非金属部材等）から構成されていることが好ましい。このように構成することで、液晶レンズ７ｆの部分的な光の透過率や屈折率のバラツキの発生をより好適に抑制し或いはなくすことができると共に、第１ダミー電極３９及び第２ダミー電極４０の夫々の部材を比較的容易に選択することができるという利点を有する。

以上、第１変形例から第６変形例に係る液晶レンズについて説明してきたが、本発明の範囲はこれに限定されないことは言うまでもない。例えば、複数の第１サブ電極がマトリクス状に配置されてなる液晶レンズであっても、電気的に焦点を変えることができ且つ焦点距離の短い凹レンズとして作用させることができる。また、複数の電極がマトリクス状に配置されてなる液晶レンズでは、夫々の電極毎に印加する電圧を変えることで、例えば多焦点のレンズとして作用させることができる。より具体的には、例えばフレネルレンズやレンチキュラーレンズ等として作用させることができる。また、上述した第１変形例から第６変形例に係る液晶レンズの各構成を適宜組み合わせることで構成される液晶レンズも、当然の如く本発明の範囲に含まれる。

加えて、上述した第１実施例から第６実施例に係る液晶レンズと、第１変形例から第６変形例に係る液晶レンズとを、任意の組み合わせで適宜組み合わせるように構成してもよい。

また、上述した第２変形例から第６変形例に係る液晶レンズを備える光ピックアップも、上述した光ピックアップ１００と同様の利益を享受することはできるのは言うまでもない。即ち、上述した光ピックアップ１００が備える液晶レンズは、第１変形例に係る液晶レンズ７ａに限定されず、第２変形例から第６変形例に係る液晶レンズ７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆであってもよいことは言うまでもない。

（情報記録再生装置の実施例）
続いて、図１９を参照して、本実施例に係る情報記録再生装置２００（即ち、上述した液晶レンズを備えた光ピックアップ１００を備える情報記録再生装置）の基本的構成について説明する。ここに、図１９は、本実施例に係る情報記録再生装置２００の基本的な構成を概念的に示すブロック図である。尚、情報記録再生装置２００は、光ディスク５００にデータを記録する機能と、光ディスク５００に記録されたデータを再生する機能とを備える。

図１９に示すように、情報記録再生装置２００は、実際に光ディスク１００がローディングされ且つデータの記録やデータの再生が行なわれるディスクドライブ３００と、該ディスクドライブ３００に対するデータの記録及び再生を制御するパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ４００とを備えている。

ディスクドライブ３００は、光ディスク５００、スピンドルモータ３５１、光ピックアップ１００、信号記録再生手段３５３、ＣＰＵ（ドライブ制御手段）３５４、メモリ３５５、ＯＰＣ信号生成手段３６１、上書信号生成手段３６２、データ入出力制御手段３０６、及びバス３５７を備えて構成されている。また、ホストコンピュータ４００は、ＣＰＵ３５９、メモリ３６０、操作／表示制御手段３０７、操作ボタン３１０、表示パネル３１１、及びデータ入出力制御手段３０８を備えて構成される。

スピンドルモータ３５１は光ディスク５００を回転及び停止させるもので、光ディスク５００へのアクセス時に動作する。より詳細には、スピンドルモータ３５１は、図示しないサーボユニット等によりスピンドルサーボを受けつつ所定速度で光ディスク５００を回転及び停止させるように構成されている。

光ピックアップ１００は、光ディスク５００への記録再生を行うために、例えば半導体レーザ素子１１１と、対物レンズ１２１及び１２２と、液晶レンズ１等から構成される（図４参照）。より詳細には、光ピックアップ１００は、光ディスク５００に対してレーザービーム等の光ビームを、再生時には読み取り光として第１のパワーで照射し、記録時には書き込み光として第２のパワーで且つ変調させながら照射する。

信号記録再生手段３５３は、スピンドルモータ３５１と光ピックアップ１００を制御することで光ディスク５００に対して記録再生を行う。より具体的には、信号記録再生手段３５３は、例えば、レーザダイオードドライバ（ＬＤドライバ）及びヘッドアンプ等によって構成されている。レーザダイオードドライバは、例えば駆動パルスを生成し、光ピックアップ１００内に設けられた半導体レーザ素子１１１を駆動する。ヘッドアンプは、光ピックアップ１００の出力信号、即ち、光ビームの反射光を増幅し、該増幅した信号を出力する。

メモリ３５５は、記録再生データのバッファ領域や、信号記録再生手段３５３で使用出来るデータに変換する時の中間バッファとして使用される領域などディスクドライブ３００におけるデータ処理全般及びＯＰＣ処理において使用される。また、メモリ３５５はこれらレコーダ機器としての動作を行うためのプログラム、即ちファームウェアが格納されるＲＯＭ領域と、記録再生データの一時格納用バッファや、ファームウェアプログラム等の動作に必要な変数が格納されるＲＡＭ領域などから構成される。

ＣＰＵ（ドライブ制御手段）３５４は、信号記録再生手段３５３及びメモリ３５５と、バス３５７を介して接続され、各種制御手段に指示を行うことで、ディスクドライブ３００全体の制御を行う。通常、ＣＰＵ３５４が動作するためのソフトウェア又はファームウェアは、メモリ３５５に格納されている。

データ入出力制御手段３０６は、ディスクドライブ３００に対する外部からのデータ入出力を制御し、メモリ３５５上のデータバッファへの格納及び取り出しを行う。情報記録再生装置３００とＳＣＳＩや、ＡＴＡＰＩなどのインタフェースを介して接続されている外部のホストコンピュータ４００から発行されるドライブ制御命令は、データ入出力制御手段３０６を介してＣＰＵ３５４に伝達される。また、記録再生データも同様にデータ入出力制御手段３０６を介して、ホストコンピュータ４００とやり取りされる。

操作／表示制御手段３０７はホストコンピュータ４００に対する動作指示受付と表示を行うもので、例えば記録又は再生といった操作ボタン３１０による指示をＣＰＵ３５９に伝える。ＣＰＵ３５９は、操作／表示制御手段３０７からの指示情報を元に、データ入出力手段３０８を介して、情報記録再生装置３００に対して制御命令（コマンド）を送信し、ディスクドライブ３００全体を制御する。同様に、ＣＰＵ３５９は、ディスクドライブ３００に対して、動作状態をホストに送信するように要求するコマンドを送信することができる。これにより、記録中や再生中といったディスクドライブ３００の動作状態が把握できるためＣＰＵ３５９は、操作／表示制御手段３０７を介して蛍光管やＬＣＤなどの表示パネル３１１にディスクドライブ３００の動作状態を出力することができる。

メモリ３６０は、ホストコンピュータ４００が使用する内部記憶装置であり、例えばＢＩＯＳ（Basic Input／Output System)等のファームウェアプログラムが格納されるＲＯＭ領域、オペレーティングシステムや、アプリケーションプログラム等の動作に必要な変数等が格納されるＲＡＭ領域などから構成される。また、データ入出力制御手段３０８を介して、図示しないハードディスク等の外部記憶装置に接続されていてもよい。

以上説明した、ディスクドライブ３００とホストコンピュータ４００を組み合わせて使用する一具体例は、映像を記録再生するレコーダ機器等の家庭用機器である。このレコーダ機器は放送受信チューナや外部接続端子からの映像信号をディスクに記録し、テレビなど外部表示機器にディスクから再生した映像信号を出力する機器である。メモリ３６０に格納されたプログラムをＣＰＵ３５９で実行させることでレコーダ機器としての動作を行っている。また、別の具体例では、ディスクドライブ３００はディスクドライブ（以下、適宜ドライブと称す）であり、ホストコンピュータ４００はパーソナルコンピュータやワークステーションである。パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータとドライブはＳＣＳＩやＡＴＡＰＩといったデータ入出力制御手段３０６及び３０８を介して接続されており、ホストコンピュータ４００にインストールされているライティングソフトウェア等のアプリケーションが、ディスクドライブ３００を制御する。

本実施例に係る情報記録再生装置２００は特に、上述した光ピックアップ１００からレーザ光ＬＢを照射することで、光ディスク５００にデータを記録し、更に光ディスク５００に記録されたデータを再生することができる。このため、電気的にレーザ光ＬＢの光路を変化させつつ、異なる基板厚を有する複数種類の光ディスク５００の夫々の記録面上に好適にレーザ光ＬＢを集光させることができる。その結果、異なる基板厚を有する複数種類の光ディスク５００の夫々に好適にデータを記録し、更に異なる基板厚を有する複数種類の光ディスク５００の夫々に記録されたデータを好適に再生することができる。加えて、光ピックアップ１００の構成を相対的に簡易なものとすることができるため、それに伴い情報記録再生装置２００の構成を相対的に簡易なものとすることができる。

尚、上述の実施例では、記録媒体の一例として光ディスク１００及び記録再生装置の一例として光ディスク１００に係るレコーダ或いはプレーヤについて説明したが、本発明は、光ディスク及びそのレコーダに限られるものではなく、他の高密度記録或いは高転送レート対応の各種記録媒体並びにそのレコーダ或いはプレーヤにも適用可能である。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或い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なう液晶レンズ、光ピックアップ、情報記録装置及び情報再生装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明に係る液晶レンズ、光ピックアップ、情報記録装置及び情報再生装置は、例えば、情報記録媒体に対して情報の記録を行う情報記録装置に利用可能であり、更に情報記録媒体に対して情報の再生を行う情報再生装置に利用可能である。

Claims (18)

1. 第１電極が形成されている第１電極層と、
   液晶層と、
   前記液晶層を挟んで前記第１電極と互いに対向し且つ前記第１電極との間に所定の電圧が印加される第２電極が形成されている第２電極層と
   前記第１電極と互いに対向し且つ中央部に開孔を有する第３電極が形成されている第３電極層と
   を少なくとも備え、
   前記液晶層内での電位差が中央付近と外周部で異なり、且つ中央付近の電位差の方が大きく、
   前記第２電極は、前記液晶層を挟んで前記第３電極と互いに対向し且つ中央部に開孔を有しており、
   前記第２電極の前記開孔の大きさが、前記第３電極の前記開孔の大きさよりも大きいことを特徴とする液晶レンズ。
2. 前記第３電極の前記開孔に、電圧が印加されない第１ダミー電極が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
3. 前記第１ダミー電極の光の透過率は、前記第３電極の光の透過率と略同一であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の液晶レンズ。
4. 前記第１ダミー電極の光の屈折率は、前記第３電極の光の屈折率と略同一であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の液晶レンズ。
5. 前記第２電極の前記開孔に、電圧が印加されない第２ダミー電極が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
6. 前記第２ダミー電極の光の透過率は、前記第２電極の光の透過率と略同一であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の液晶レンズ。
7. 前記第２ダミー電極の光の屈折率は、前記第２電極の光の屈折率と略同一であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の液晶レンズ。
8. 前記第３電極層のうちの前記開孔が形成されている部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率は、前記第３電極層のうちの前記開孔が形成されている部分を除く部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率と略同一であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
9. 前記第２電極層のうちの前記開孔が形成されている部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率は、前記第２電極層のうちの前記開孔が形成されている部分を除く部分に対応する当該液晶レンズ全体の光の透過率と略同一であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
10. 前記第２電極の前記開孔及び前記第３電極の前記開孔は、略円形の形状を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
11. 前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極の少なくとも一つは、複数のサブ電極を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
12. 前記複数のサブ電極は同心円状に分布することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の液晶レンズ。
13. 前記複数のサブ電極のうち前記開孔に相対的に近い側に位置するサブ電極に印加される電圧は、前記複数のサブ電極のうち前記開孔に相対的に遠い側に位置するサブ電極に印加される電圧よりも大きいことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の液晶レンズ。
14. 前記第１電極層と前記第３電極層との間、前記第３電極層と前記液晶層との間、及び前記液晶層と前記第２電極層との間の少なくとも一つに、絶縁層を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
15. 前記第１電極は、前記第２電極と対向する位置に当該大２電極の形状に尾対して外周端部を除いた形状に形成されており、
    前記第２電極は、前記第２電極層のうち前記第１電極と対向する中心部を除く外周端部に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶レンズ。
16. レーザ光を照射するレーザ素子と、
    請求の範囲第１項に記載の液晶レンズと、
    前記液晶レンズを介して前記レーザ光が透過する対物レンズと、
    前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方に
    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光ピックアップ。
17. 請求の範囲第１６項に記載の光ピックアップと、
    前記レーザ光を情報記録媒体に照射するように前記光ピックアップを制御することで所定の情報を前記情報記録媒体に記録する記録手段と
    を備えることを特徴とする情報記録装置。
18. 請求の範囲第１６項に記載の光ピックアップと、
    前記レーザ光を情報記録媒体に照射するように前記光ピックアップを制御することで前記情報記録媒体に記録された所定の情報を再生する再生手段と
    を備えることを特徴とする情報再生装置。

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