JPH1196574A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧を印加されて動くべき液晶分子６０６ｃ
のチルト角の変化が鈍化していた問題を解消して、損失
が少なく十分な利用効率でレーザ光を利用できる光ピッ
クアップを実現する。 【解決手段】 対物レンズ５とビームスプリッタ２との
間に配置されるホモジニアス配向方式の液晶パネル４に
おける、電極を分割しているパターンギャップにおける
常に電圧が印加されない液晶分子の分子間力の影響を受
けてチルト角を引き摺られる液晶分子が存在している領
域、あるいはその領域を含んで液晶層ほぼ全面に亙って
の、液晶分子のプレチルト角を１０度〜３０度に制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップに関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルのような液晶素子の用途とし
て、ＤＶＤやＣＤなどの光ディスクに対してレーザ光を
用いてその記録情報の読み出し／書き込みを行う。いわ
ゆる光ピックアップの性能改善や機能拡大に寄与させよ
うという試みが為されている。例えば、液晶パネルを用
いて、ＤＶＤやＣＤなどの基板である光ディスク本体の
チルトに起因して発生する波面収差を補正する技術や、
対物レンズのＮＡを液晶パネルを用いて実質的に切り換
えることにより、１つの対物レンズでＤＶＤとＣＤのい
ずれも再生可能できるようにする液晶互換光ヘッドの技
術などがある。

【０００３】これらの液晶パネルは、いずれもその目的
に適合したパターンに電極が分割されており、それぞれ
の電極領域を透過する光ビームに対してごとにその目的
に適合した位相差あるいは偏光状態を得られるような電
圧が印加されるような仕組みに形成されている。

【０００４】上記のような用途に用いられる液晶パネル
の電極の分割パターンの主要な例を図８に示す。図８に
おいて、（ａ）は光ディスクと前記レーザビームの光軸
とのなす角の変位に対して、該変位に起因する波面収差
を補正するための、いわゆるチルト補正用のパターンで
あって、その波面収差を対物レンズの瞳面で見た場合
の、その波面収差に基づくパターンである。また（ｂ）
はＤＶＤとＣＤのような基板厚の異なる２種類の記録媒
体を再生可能な光ピックアップのためのパターンであっ
て、同心円状の分割ラインで分割された２つの領域の電
極それぞれに独立して液晶印加電圧が印加されるもので
あり、その両方の電極に対する印加電圧を制御すること
により前記の対物レンズのＮＡを変化させることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の例えば図８
（ｂ）のように、液晶層４０４に電圧を印加するための
電極を複数の領域に分割するためには、その分割する位
置（分割パーティングライン）には電極が形成されてい
ない電極分離線の部分、いわゆるパターンギャップの部
分の存在が必要である。そして前記のパターンギャップ
は、隣り合うパターン領域どうしが非接触であれば良い
のでその寸法を殆ど０に近くできるものと考えられる。

【０００６】しかしながら、前記のようなパターンギャ
ップの部分には電極が形成されていないのであるから、
この部分に存在している液晶分子は常に電圧が印加され
ていない状態となっている。しかも、そのようなパター
ンギャップの部分は、１本の線のようなものとすること
ができるようにも考えられるが、実際にはパターンギャ
ップは２０μｍ〜１５０μｍ程度の線幅が必要となる。
つまり、電極を形成しているＩＴＯのような導電膜は一
般に数１００〜数１０００オングストローム程度の膜厚
があり、これをパターン形成する際にはフォトファブリ
ケーションプロセス等が用いられる。このとき前記の膜
厚を有するＩＴＯのような導電膜をエッチングによりパ
ターンニングするためには、そのエッチングファクター
等の条件から、パターンギャップはその膜厚の約２００
０倍程度の寸法が必要となる。従ってこのような条件か
ら、実際にはパターンギャップとしては２０μｍ〜１５
０μｍ程度の寸法が必要となるのである。

【０００７】このように、パターンギャップにおいては
電圧が常に印加されていない状態であるから、この部分
の液晶分子は液晶パネル作成時の配向状態のまま動くこ
とがなく、しかもこのようなパターンギャップの幅は少
なくとも２０μｍ〜１５０μｍ程度の寸法があるため、
この部分の液晶分子が動かないことに起因して、少なく
ともこの部分で液晶パネルによって制御されないレーザ
光が無駄となり、光ベッドとして利用される光量の損失
となる。

【０００８】そしてさらには、光ベッドとして有効に利
用できる光量の損失としては単に前記のパターンギャッ
プの面積分の光だけではなく、その光の損失はさらに大
きな領域にまで及ぶ。つまり換言すれば、前記のパター
ンギャップによって分割された領域ごとに印加される電
圧に正確に対応した偏光角あるいは位相差量が得られる
べきであるのに、前記のパターンギャップ周辺部で特に
顕著に、偏光角あるいは位相差量が所望の正確な値から
大きくずれてしまうことを、本件発明者らは確認した。

【０００９】即ち、図９に示すように、上側（図中）の
基板６０１ａには電極６０２ａが形成されており、かつ
その図中右半分では電極６０２ａはエッチング除去され
ておりパターンギャップ６０３となっている。また図中
下側基板６０１ｂには、そのほぼ全面を覆うように共通
電極６０４が形成されている。また、前記の電極６０２
ａや共通電極６０４の上を覆うように保護膜６０９が形
成されている。なお液晶層６０５はＰ形でホモジニアス
配向方式のものとした。なお図１０に示すように、実際
には液晶分子６０６にはいわゆる一般の液晶表示パネル
と同様にディスクリネーションの防止等のために数度の
プレチルト角が与えられている。

【００１０】このような構造の液晶パネル６００では、
電極６０２ａと共通電極６０４との間に電圧を印加する
と、この電極６０２ａと共通電極６０４とが対向する位
置に挟持されている液晶分子６０６ａについては前記の
両電極間の電界によって立ち上がるように動かされる。
一方、パターンギャップ６０３の位置にある液晶分子６
０６ｂには電界が作用しないのであるから、この領域の
液晶分子６０６ｂについては水平配向のままの状態であ
る。このように、パターンギャップ６０３の位置にある
液晶分子６０６ｂは水平の姿勢のままであり、また電圧
が印加されている領域の液晶分子６０６ａは印加電圧に
完全に対応した姿勢（チルト角）に動かされるものと考
えられた。

【００１１】しかしながら、前記の立ち上がるように動
かされた液晶分子６０６ａについては、パターンギャッ
プ６０３から水平距離が十分に離れているので、理論通
りに印加電圧に対応したチルト角にまで動かされている
が、これよりもパターンギャップ６０３寄りの位置にあ
る液晶分子６０６ｃについては、十分には立ち上がりき
れない状態になっており、この領域では液晶層６０５を
透過するレーザ光には所定の位相差を与えることができ
ない。これは、パターンギャップ６０３の位置にある水
平配向のままの状態の液晶分子６０６ｂの極性モーメン
ト等に起因した分子間力によってその近隣の液晶分子６
０６ｃの動きが妨げられるためと考えられるが、いずれ
にせよ、パターンギャップ６０３の部分だけでなく、こ
の立ち上がりきれない状態となっている液晶分子６０６
ｃが存在している広い領域６０７に亙って所望通りの正
確な液晶分子のチルト角変化が得られず、その結果、そ
の広い領域６０７の部分での光を有効には利用できなく
なるという問題がある。

【００１２】このように、従来の技術では、光ピックア
ップにおけるレーザ光の光学特性を上記のように制御す
るために用いられる液晶パネル４は、電圧を印加されて
本来ならば６０６ａのように動くべき液晶分子６０６ｃ
がパターンギャップ領域内のの液晶分子６０６ｂの影響
を受けてチルト角変化が鈍化していたため、十分にはそ
の機能を果たすことができなくなるという問題があっ
た。

【００１３】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものである。本発明は、電圧を印加されて動く
べき液晶分子６０６ｃのチルト角の変化が鈍化する影響
を低減させて、有効に利用できるレーザ光の損失あるい
はレーザ光に付与する偏光角や位相差量の誤差を防い
で、有効にレーザ光を利用できる光ピックアップを実現
することを課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１に、本発明の光ピッ
クアップは、少くとも、レーザ光源と、対物レンズと、
レーザビームの光軸上に設けられ、互いに独立に印加電
圧が制御される複数の領域に分割された透明電極が形成
された液晶パネルとを有する光ピックアップであって、
前記液晶パネルの液晶分子はホモジニアス配向であり、
前記液晶分子のプレチルト角を１０〜３０度にしたこと
を特徴としている。

【００１５】本発明の技術に係る光ピックアップは、従
来の光ピックアップにおいて用いられる液晶パネルの液
晶層を、少なくとも前記の電圧無印加液晶分子の影響を
受けてチルト角が鈍化していた領域の液晶分子、つまり
その領域あるいはさらにその領域を含んで液晶層全面に
おける液晶分子の、プレチルト角を１０度〜３０度とし
たホモジニアス配向の液晶層とすることにより、上記の
課題として述べたようなパターンギャップ６０３の位置
にある液晶分子６０６ｂ等に起因して発生していたパタ
ーンギャップ６０３寄りの位置にある液晶分子６０６ｃ
のチルト角の鈍化の影響を低減することができる。

【００１６】また、第２に、本発明の光ピックアップ
は、少くとも、レーザ光源と、対物レンズと、レーザビ
ームの光軸上に設けられ、互いに独立に印加電圧が制御
される複数の領域に分割された透明電極が形成された液
晶パネルとを有する光ピックアップであって、前記液晶
パネルの液晶分子はホメオトロピック配向であり、前記
液晶分子のプレチルト角を６０〜８０度にしたことを特
徴としている。

【００１７】即ち、上記の第１記載の光ピックアップ
は、ホモジニアス配向方式の液晶パネルを用いた光ピッ
クアップに本発明の技術を適用したものであるが、本発
明の技術はこのホモジニアス配向方式の他にも、ホメオ
トロピック配向方式の液晶パネルを用いた光ピックアッ
プにも適用することができ、その場合にも上記同様に、
液晶分子のプレチルト角を６０度〜８０度に設定して、
液晶分子を予め動きやすい状態にしておくことで、上記
第１記載と同様の効果を得ることができる。

【００１８】また、第３に、本発明の光ピックアップ
は、上記第１記載の光ピックアップにおいて、前記液晶
パネルを、前記プレチルト角分だけ前記光軸に対して傾
けて配置したことを特徴とする光ピックアップである。
また、第４に、本発明の光ピックアップは、上記第２記
載の光ピックアップにおいて、前記液晶パネルを、９０
度から前記プレチルト角を差し引いた角度分だけ前記光
軸に対して傾けて配置したことを特徴とする光ピックア
ップである。

【００１９】あるいは第５に、上記第１記載の光ピック
アップにおいて、前記電圧の無印加時における前記液晶
層の前記プレチルト角に配向されている前記液晶分子の
ダイレクタが、前記光の直進方向に対して直交方向に向
くように、前記液晶パネルの主面の向きを前記光の直進
方向に対して傾斜して配置してなることを特徴とする光
ピックアップである。

【００２０】あるいは、第６に、上記第２記載の光ピッ
クアップにおいて、前記電圧の無印加時における前記液
晶層の前記プレチルト角に配向されている液晶分子のダ
イレクタが、前記光の直進方向に対して平行方向に向く
ように、前記液晶パネルの主面の向きを前記光の直進方
向に対して傾斜して配置してなることを特徴とする光ピ
ックアップである。

【００２１】即ち、上記第１又は第２記載の技術では液
晶分子のプレチルト角が比較的大きな角度に設定されて
いるので、場合によっては液晶パネルが厳密には完全に
所望通りの偏光角あるいは位相差量を実現する液晶パネ
ルとしては作用しない状態となることも考えられる。

【００２２】そこで、第３又は第５記載の技術によれ
ば、液晶分子に前記のような比較的大きなプレチルト角
が与えられていても、その液晶分子のプレチルト角分だ
け光軸に対して傾くように液晶パネルを配置する。ある
いはその液晶分子のダイレクタが前記光の直進方向（お
よびその１８０度逆方向、つまりは情報記録媒体の記録
面〜対物レンズ〜ビームスプリッタ〜レーザ光源を結ぶ
光学系の光軸）に対して直交するように、液晶パネルの
主面を前記光の直進方向に対して斜めに向くように調節
して配置する。これにより、液晶で与えることのできる
最大位相差量を、プレチルト角を与えなかったときと同
じにすることができる。

【００２３】また、例えば光ディスクのチルト角に起因
した偏光角や位相差量の誤差を補正するという光ピック
アップ用の液晶パネルの機能についても同様に、電圧無
印加状態で液晶分子に大きなプレチルト角が付与されて
いても、液晶分子のダイレクタは光軸と直交しているの
であるから、その状態（言わば初期条件）における液晶
パネルの光学特性にずれが生じることも無くすことがで
きる。よって偏光角や位相差量の誤差を補正するという
機能も有効に果たすことができる。

【００２４】また、液晶パネルの主面が光軸に対して傾
斜するように配置されているので、液晶パネルのガラス
基板や透明電極の表面でレーザ光が反射しても、反射光
は光軸から離れる方向に反射されるので、迷光となって
受光器に入り込むようなこともなくなる。

【００２５】また、第４又は第６記載の技術の場合は、
上記第３又は第５記載のホモジニアス配向方式の液晶パ
ネルに用いる技術を、ホメオトロピック配向方式の液晶
パネルに適用するものであり、その作用〜効果は基本的
に前記の第３又は第５記載の技術と同様であることは言
うまでもない。

【００２６】また第７に、上記第１乃至第６いずれかに
記載の光ピックアップにおいて、前記光ピックアップは
光ディスクの情報を読み取るための光ピックアップであ
って、前記液晶パネルは、前記光ディスクと前記レーザ
ビームの光軸とのなす角の変位に対して、該変位に起因
する波面収差を補正するように制御される液晶パネルで
あることを特徴としている。即ち、本発明の技術は特に
そのような光ピックアップに好適な技術である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ピックアッ
プの実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。 （実施形態１）本実施形態の光ピックアップは、図１に
示すように、レーザ光源１と、このレーザ光源１から出
射される光Ｐを透過し、光ディスクからの反射光をＰ´
として反射させるビームスプリッタ２と、このビームス
プリッタ２を透過した光Ｐを情報記録媒体６の記録面に
焦点を結ぶように導く対物レンズ５と、レーザ光源１か
らの光Ｐを平行光にするコリメータレンズ３と、ビーム
スプリッタ２で反射された光Ｐ´を受光素子８に収束さ
せる集光レンズ７とを有する。なお、後述するように図
１（ａ）は液晶パネル４の主面を光軸に対して角度θだ
け傾けて配置した場合を示し、また図１（ｂ）は液晶パ
ネル４の主面を光軸に対して直交するように配置した場
合を示している。

【００２８】また液晶パネル４は、入射するレーザ光を
透過するその前後で合計１／４波長分の位相差あるいは
１／４波長の奇数倍の位相差を与える、あるいは前記の
レーザ光が透過する際に情報記録媒体６とレーザ光の光
軸とがなす角に応じた位相差量を付与するといった、透
過光の光学的特性を制御するために、互いに独立に印加
電圧が制御される複数の領域に分割された電極が形成さ
れている。また液晶パネル４の液晶層ほぼ全面にわたっ
てその液晶分子のプレチルト角が１０度〜３０度のホモ
ジニアス配向されている。図１では対物レンズ５とビー
ムスプリッタ２との間に液晶パネル４が配置されている
構成であるが、レーザ光源１と対物レンズ５との間の光
軸上であればどこでも良い。

【００２９】上記のレーザ光源１、ビームスプリッタ
２、コリメータレンズ３、対物レンズ５、情報記録媒体
６、集光レンズ７、受光素子８については、従来の一般
的な光ピックアップに用いられるものと同様の仕様のも
のを用いている。レーザ光源１は６８０ｎｍ〜７８０ｎ
ｍ程度の波長のレーザ光を発生して出射する。またビー
ムスプリッタ２としては、例えばプリズムを用いたプリ
ズムビームスプリッタ、または偏光特性も有する偏光ビ
ームスプリッタ、あるいはハーフミラーのような光透過
／反射板等を用いることができる。

【００３０】情報記録媒体６としては、ＣＤあるいはＤ
ＶＤ等の光ディスクで、そして液晶パネル４の分割され
た複数領域を備えた電極に印加する電圧を液晶パネル制
御回路９が制御する。図１の液晶パネル４が対物レンズ
５のＮＡを実質的に変化させる機能を持つ図８（ｂ）の
ような電極パターンであるとき、ＤＶＤを再生する際に
は、液晶に電圧を印加せず液晶パネルがあたかも透明ガ
ラスと同様に透過光に対して何の光学的作用も及ぼさな
いようにする。そしてＣＤ再生する際には、例えば図８
（ｂ）に示したようなパターンに分割された領域（電
極）のうち外側の領域が１／４波長板としての作用をす
るように、その外側の領域の電極に所定の電圧を印加す
る。

【００３１】図１の液晶パネル４が光ディスクとレーザ
ビーム光軸とのなす角の変位に起因した波面収差を補正
する機能を持つ例えば図８（ｂ）に示すようなパターン
であるときは、液晶パネル４を制御する制御回路は、図
示せぬチルトセンサ（つまり光ディスクのチルト角を検
出するためのセンサ）からの信号に基づいて、前記の光
ディスクのチルト角に起因した波面収差を補正するため
に、各分割領域に対して印加すべき電圧を出力する。

【００３２】このような液晶パネル４の作用、またそれ
に電圧を印加する液晶パネル制御回路９などの構造につ
いては、例えば本願出願人によって提案された特願平７
−１９９５００号、あるいは特願平９−５６３１８号等
に記載されている。以下、液晶パネル４の内部の液晶層
について詳述する。図２に示すように、本発明に係る光
ピックアップに用いられている液晶パネル４は、実質的
に電極６０２ａのパターンギャップ６０３の部分に存在
している電圧無印加の液晶分子６０６ｂとの間の分子間
力に起因して液晶分子６０６ｃが引き摺られても、その
チルト角の動きが鈍くならないで十分なチルト角を得る
ことができるように、その液晶分子６０６ｂの影響を受
ける液晶分子６０６ｃが存在している領域を含んで液晶
パネルほぼ全面の液晶層６０５のプレチルト角θを、１
０〜３０度（３６０度表記）の範囲内の角度となるよう
に配向膜６０８ａ，ｂによって制御している。即ち、図
９と比較して、液晶分子が所定の位相差を与えるべく十
分に動くことが可能な領域が飛躍的に広く改善されてお
り、パターンギャップ６０３の部分での悪影響が大幅に
減少するのである。

【００３３】次に、液晶分子のプレチルト角θを上記の
ような１０〜３０度に制御する効果を実験により確認し
た。これについて下記に述べる。従来の技術および解決
しようとする課題の項で述べたように、図９（ａ）に示
すような液晶分子のプレチルト角θを従来の０度あるい
は数度（高々５度程度まで）とした場合には、その液晶
パネルの透過光に与えられる位相差量はパターンギャッ
プ６０３から、かなりの広さにわたって理論値（理想
値）よりも大幅に低くなってしまうことがわかった。

【００３４】即ち、パターンギャップ６０３から十分遠
い位置における位相差量を基準値の１とし、これに対す
る各位置ごとに測定された位相差量の比を無次元量とし
て縦軸にプロットし、横軸にはその各位置をプロットす
ると、図９（ｂ）に示すように広い領域（Ｄ）に亙って
位相差量が鈍るような曲線となった。

【００３５】一方、本発明に係る技術を適用した図２
（ａ）に示すような液晶パネルの場合には、前記と同様
にプロットしたグラフを描いた結果、図２（ｂ）に示す
ような曲線となり、パターンギャップ６０３部分での電
圧無印加で寝たままの状態の液晶分子６０６ｂがその近
隣の立ち上がるべき液晶分子６０６ｃを引き摺ってその
チルト角を鈍化させる現象が発生している領域（Ｄ）
を、従来の数分の一にまで軽減できることが確認され
た。特に、図９に示したような位相差量の鈍化（低下）
が５％を越えて実質的に利用可能な光量に悪影響を及ぼ
すような領域のパターンギャップ６０３端部からの距離
Ｄを計測した結果、従来のθ＝２度ではＤ＝１３μｍだ
ったものが、本発明に係る技術によって図２に示すよう
なθ＝１０度ではＤ＝１７μｍとなって半減し、またθ
＝２０度ではＤ＝３．８μｍ、θ＝３０度ではＤ＝３．
０μｍとなって、本発明によればいずれもＤを従来の１
／２〜１／３以下と飛躍的に改善できることが確認でき
た。

【００３６】このようなＤとθとの関係を実験により確
認した結果を図３に示す。このように、本発明によれば
電極のパターンギャップに起因した液晶分子のチルト角
の鈍化を低減することができ、これにより、各分割領域
を透過するレーザ光に対して所望の位相差を十分に与え
ることが可能となる。

【００３７】そしてさらには、液晶パネル４の液晶層６
０５のプレチルト角θを１０〜３０度にすることによっ
て得られる効果は他にもある。即ち、図４はプレチルト
角をθ＝２度にした場合のグラフ（Ａ）とθ＝１０度に
した場合のグラフ（Ｂ）とを示す図であるが、同図に示
すように、例えば同じ１．５Ｖ（ボルト）を液晶層に印
加したとき、θ＝２度の液晶層の場合に得られる位相差
は約０．１μｍであるのに比べて、θ＝１０度の液晶層
の場合には、得られる位相差は約０．２５μｍとなり、
位相差が２倍以上と飛躍的に向上していることが分か
る。つまり、このようにプレチルト角θを増加すること
によってその液晶層の立ち上がりしきい値電圧を低くす
ることができ、これにより液晶パネル４の動作電圧レベ
ルを低くすることができるので、特に電源電圧の制限が
厳しい携帯用電子機器や自動車搭載用電子機器に用いら
れる光ピックアップにとって好適な特性であると言え
る。

【００３８】しかしその一方で、プレチルト角θを増大
させて行くにつれて、得られる位相差量は逆に低下して
行く。即ち、プレチルト角θ＝０度のときの位相差量を
基準値の１として、これに対する各プレチルト角θごと
の位相差量の比を無次元量として縦軸に取り、横軸には
プレチルト角θを取って、その変化をプロットした結
果、この図５に示すようなグラフが得られたが、同図か
らも明らかなように、プレチルト角θを増大させて行く
につれて得られる位相差量は逆に低下して行き、プレチ
ルト角θが３０度を越すあたりから、位相差量はθ＝０
のときと比べて７０％程度にまで落ち込んでしまい、こ
のあたりから実質的な１／４位相差板としての機能や、
光ディスクのチルト角を補正する機能を十分には果たせ
なくなる場合が生じ始める。そしてさらにプレチルト角
θが４０度を越すと位相差量はθ＝０のときと比べて半
分以下となり、得られる位相差は高々１／８程度あるい
は実質的にはそれ以下になり、全く実用に適さなくな
る。

【００３９】従って、本発明に係る液晶パネルにおける
好適なプレチルト角θの値としては前記の３０度が適切
な上限であると考えられる。以上は本発明に係る光ピッ
クアップに用いられる液晶パネル４の内部について述べ
たが、さらにこの液晶パネル４は、図６に示すように、
その主面が情報記録媒体６の記録面〜対物レンズ５〜ビ
ームスプリッタ２〜レーザ光源１を結ぶ光学系の光軸
（つまりレーザ光の経路の中心軸）に対して直交ではな
く、前記のプレチルト角θに対応して９０−θ程度の傾
斜角度を持って配置されており、これにより液晶パネル
４内の電圧無印加状態の液晶分子のダイレクタが前記の
光軸に対して直交するように設置されている。なお、図
６および図７においては同様の部位については同じ符号
を付して示している。

【００４０】図６に示すようなＰ型液晶パネルの場合、
電圧無印加時における液晶分子はガラス基板４０１とほ
ぼ平行となる、いわゆるホモジニアス配向方式の液晶パ
ネルであるが、液晶分子５００には配向膜４０３によっ
て所定のプレチルト角θ（θ＝１０〜３０度）が与えら
れている。

【００４１】そこで本発明によれば、図１（ａ）にも既
に示したように、液晶パネル４をこのプレチルト角θに
対応してθ度だけ傾けて、液晶パネル４内の液晶層の液
晶分子が対物レンズ５の光軸と直角に交わるように配置
する。例えば、プレチルト角あるいはプレチルト状態で
の液晶分子のダイレクタの基板に対してなす角がθ＝２
０度である場合には、液晶パネル４の主面を前記の光軸
に対してθ＝２０度の角度で交差するように傾けて配置
すれば良い。図６においてもそのような角度θで液晶パ
ネル４を配置した場合を示す。なお、図６中で４０１は
ガラス基板、４０２ａ，４０２ｂは２つの領域に分割さ
れた透明電極、４０４は液晶層、４０５はパターンギャ
ップである。このような配置とした場合、ＤＶＤ再生時
などでは透明電極４０２ａにも電圧が印加されておらず
全ての液晶分子が光軸と直交状態となっているときに
も、液晶パネル４の全面が完全な１／４波長板として作
用する。従って、液晶パネル４に入射した直線偏光波か
らなるレーザ光は液晶パネル４を透過後に完全な円偏光
波となって出射される。

【００４２】このように、液晶パネル４をそのプレチル
ト角θに対応した角度θだけ傾けて、電圧無印加時の液
晶分子が光軸と直角に交わるように配置することによ
り、液晶で与えることができる最大位相差量を、プレチ
ルト角を与えないときと同じにすることができる。図１
（ｂ）の場合では液晶分子のプレチルト角に相当する分
だけ最大位相差量が減少しているが、図５でも示したプ
レチルト角による位相差の減少を解消することができ
る。従って、この液晶パネル４における光の利用効率が
向上するとともに、不要光が受光素子８に漏れるような
こともなくなり、Ｓ／Ｎを向上することができる。

【００４３】さらに、液晶パネル４のガラス基板４０
１、透明電極４０２ａ、配向膜４０３もプレチルト角θ
だけ傾いた状態となるので、これらの表面でレーザ光が
反射したとしても、その反射光は光軸から離脱して行く
方向に反射されるのであるから、迷光となって受光素子
８に入射するようなことが無くなる。これにより、反射
防止膜等を用いなくとも、液晶パネル４のガラス基板４
０１等の主面での反射光に起因した迷光が光学系内に入
り込んでその光ピックアップとしての機能に悪影響を及
ぼしていたという、従来の問題を解消することができ
る。

【００４４】（実施形態２）上記第１の実施形態におい
ては、液晶パネル４としてホモジニアス配向方式の液晶
パネルを用いた場合について述べたが、本発明に係る技
術の適用はこのような方式の液晶パネルのみには限定さ
れず、ホメオトロピック配向方式の液晶パネルを用いた
光ピックアップにおいても適用可能である。

【００４５】そしてその場合にも、上記第１の実施形態
で詳述した技術と同様に、液晶分子のプレチルト角θを
それが動き易くなるような角度にあらかじめ設定するこ
とによって、上記第１の実施形態と同様の効果を得るこ
とができる。このようなホメオトロピック配向方式の液
晶パネルの場合のプレチルト角θとして好適な角度は６
０度〜８０度である。

【００４６】そしてさらには、やはり第１の実施形態と
同様に、液晶パネル４はその主面が、情報記録媒体６の
記録面〜対物レンズ５〜ビームスプリッタ２〜レーザ光
源１を結ぶ光学系の光軸に対して直交ではなく、前記の
プレチルト角θ程度の傾斜を持って配置されており、こ
れにより液晶パネル４内の電圧無印加状態の液晶分子５
００のダイレクタが前記の光軸に対して直交するように
設置されている。

【００４７】即ち、図７に示すように、Ｎ型液晶パネル
の場合、電圧無印加時における液晶分子はガラス基板４
０１に対して垂直に近い配向状態となっている、いわゆ
るホメオトロピック配向方式の液晶パネルであるが、液
晶分子５００には配向膜４０３によって所定のプレチル
ト角θ（θ＝６０〜８０度）が与えられている。そこで
液晶パネル４をこのプレチルト角θに対応して９０−θ
度だけ傾けて配置することにより、液晶分子５００が対
物レンズ５の光軸と平行となるように配置したものであ
る。例えば、プレチルト角θ＝７０度の場合、つまり実
質的にプレチルト状態での液晶分子のダイレクタの基板
に対してなす角θ＝７０度の場合には、液晶パネル４の
主面を前記の光軸に対して２０度の角度で交差するよう
に傾けて配置すれば良い。

【００４８】このように、液晶パネル４をそのプレチル
ト角θに対応した角度だけ傾けて、電圧無印加時の液晶
分子５００が光軸に対して平行となるように配置するこ
とにより、第１の実施形態と同様にプレチルト角による
位相差量の減少を解消することができる。従って、この
液晶パネル４における光の利用効率が向上するととも
に、不要光が受光器８に漏れるようなこともなくなり、
Ｓ／Ｎを向上することができる。

【００４９】さらに、液晶パネル４のガラス基板４０
１、透明電極４０２ａ、配向膜４０３もプレチルト角θ
だけ傾いた状態となるので、これらの表面でレーザ光が
反射したとしても、その反射光は光軸から離脱して行く
方向に反射されるのであるから、迷光となって受光器８
に入射するようなことが無くなる。これにより、反射防
止膜等を用いなくとも、液晶パネル４のガラス基板４０
１等の主面での反射光に起因した迷光が光学系内に入り
込んでその光ピックアップとしての機能に悪影響を及ぼ
していたという、従来の問題を解消することができる。

【００５０】なお、ホモジニアス配向方式およびホメオ
トロピック配向方式のいずれにせよ、上記のような１０
〜３０度、あるいは６０〜８０度のような大きなプレチ
ルト角を実現するための配向膜の製造方法としては、従
来のＴＮ型液晶パネルの配向膜等に多用されていたラビ
ング法のように２〜８度程度のプレチルト角を得るもの
では実際上利用できないので、その他の製造方法が必要
となる。

【００５１】例えば、二酸化シリコンのような酸化物や
金属などの配向膜材料を、基板主面に対して斜方から蒸
着する、いわゆる斜方蒸着法と呼ばれる配向膜の形成方
法を好適に用いて形成することができる。あるいはその
他にも上記のような角度のプレチルト角を得ることがで
きる配向膜の製法であれば、どのような製法でも利用可
能であることは言うまでもない。

【００５２】また、上記の各実施形態においては、液晶
パネル全面に亙って液晶分子のプレチルト角を１０〜３
０度に制御した場合について述べたが、本発明の技術上
の作用から考えれば、必ずしも液晶パネル全面に亙らず
とも良く、パターンギャップの部分で常に電圧が印加さ
れない液晶分子の分子間力の影響を受けてチルト角を引
き摺られる液晶分子が存在している領域、つまり図９で
説明したＤの領域に在る液晶分子のみを、前記のような
１０〜３０度のプレチルト角に制御するようにしても良
いことは言うまでもない。

【００５３】ただしこの場合には、そのＤの領域のみ
に、前記のようなプレチルト角１０〜３０度に制御する
配向膜を選択的に形成することが必要となる。そしてこ
のような場合には、上記のような一般的な液晶パネルほ
ぼ全面に亙って一様な斜方蒸着膜を形成する方法をその
まま用いることはできないので、前記のＤの領域のみを
露出しその他の部分は被覆するように、フォトレジスト
等で基板上をマスキングし、そのマスキング（フォトレ
ジスト等）から露出している部分のみに選択的に斜方蒸
着膜を形成する、といった製造方法を用いて、前記の領
域のみに１０〜３０度のプレチルト角を実現する配向膜
を選択的に形成することができる。

【００５４】このように、本発明は光ピックアップに用
いられる液晶パネルの性能改善や機能拡大に対して特に
好適な技術である。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、電圧を印加されて動くべき液晶分子のチ
ルト角の変化が鈍化するという影響を低減させることが
でき、有効に利用できるレーザ光の損失あるいはレーザ
光に付与する位相差量の誤差の発生等を防いて、有効か
つ正確にレーザ光の利用が可能な光ピックアップを実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の光ピックアップの構造の概要
を示す図である。

【図２】第１の実施形態の光ピックアップに用いられる
液晶パネル４のパターンギャップ部分を拡大して模式的
に示す図である。

【図３】影響を受ける領域Ｄとプレチルト角θとの関係
を実験により確認した結果を、グラフとして示す図であ
る。

【図４】プレチルト角θと印加電圧との関係を、θ＝２
度の場合およびθ＝１０度の場合についてそれぞれ実験
し、それをグラフにして示す図である。

【図５】プレチルト角θと位相差量との関係を実験によ
り求めた結果を、グラフにして示す図である。

【図６】第１の実施形態の光ピックアップに用いられる
液晶パネル４を、レーザ光の直進経路に対してプレチル
ト角θに対応してθ程度の傾斜角度に傾けて配置した状
態を示す断面図である。

【図７】第２の実施形態の光ピックアップに用いられる
液晶パネル４を、レーザ光の直進経路に対してプレチル
ト角θに対応して９０−θ程度の傾斜角度に傾けて配置
した状態を示す断面図である。

【図８】光ピックアップに用いられる液晶パネル４の電
極の分割パターンを３種類例示した図である。

【図９】光ピックアップの液晶パネル４におけるパター
ンギャップ部分を示す図である。

【図１０】液晶パネルにおける液晶分子５００に従来の
数度（高々５度程度）のプレチルト角θを与えた場合を
模式的に示す図である。

【符号の説明】

１………レーザ光源 ２………ビームスプリッタ ３………コリメータレンズ ４………液晶パネル ５………対物レンズ ６………情報記録媒体 ７………集光レンズ ８………受光素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、レーザ光源と、対物レンズ
   と、レーザビームの光軸上に設けられ、互いに独立に印
   加電圧が制御される複数の領域に分割された透明電極が
   形成された液晶パネルとを有する光ピックアップであっ
   て、 前記液晶パネルの液晶分子はホモジニアス配向であり、
   前記液晶分子のプレチルト角を１０〜３０度にしたこと
   を特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 少なくとも、レーザ光源と、対物レンズ
   と、レーザビームの光軸上に設けられ、互いに独立に印
   加電圧が制御される複数の領域に分割された透明電極が
   形成された液晶パネルとを有する光ピックアップであっ
   て、 前記液晶パネルの液晶分子はホメオトロピック配向であ
   り、前記液晶分子のプレチルト角を６０〜８０度にした
   ことを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光ピックアップにおい
   て、 前記液晶パネルを、前記プレチルト角分だけ前記光軸に
   対して傾けて配置したことを特徴とする光ピックアッ
   プ。
4. 【請求項４】 請求項２記載の光ピックアップにおい
   て、 前記液晶パネルを、９０度から前記プレチルト角を差し
   引いた角度分だけ前記光軸に対して傾けて配置したこと
   を特徴とする光ピックアップ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の光ピックアップにおい
   て、 前記電圧の無印加時における前記液晶層の前記プレチル
   ト角に配向されている前記液晶分子のダイレクタが、前
   記光の直進方向に対して直交方向に向くように、前記液
   晶パネルの主面の向きを前記光の直進方向に対して傾斜
   して配置してなることを特徴とする光ピックアップ。
6. 【請求項６】 請求項２記載の光ピックアップにおい
   て、 前記電圧の無印加時における前記液晶層の前記プレチル
   ト角に配向されている液晶分子のダイレクタが、前記光
   の直進方向に対して平行方向に向くように、前記液晶パ
   ネルの主面の向きを前記光の直進方向に対して傾斜して
   配置してなることを特徴とする光ピックアップ。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６いずれかに記載の光ピッ
   クアップにおいて、前記光ピックアップは光ディスクの
   情報を読み取るための光ピックアップであって、 前記液晶パネルは、前記光ディスクと前記レーザビーム
   の光軸とのなす角の変位に対して、該変位に起因する波
   面収差を補正するように制御される液晶パネルであるこ
   とを特徴とする光ピックアップ。