JPWO2006106925A1 - 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

収差補正装置、光ピックアップおよび球面収差補正方法 Download PDF

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Abstract

DVD/CD兼用の光ピックアップにおいて対物レンズの入力側に、液晶を用いた収差補正装置を設け、DVDの球面収差補正用の電極(41)と、DVDの非点収差補正用の電極(51ないし58)とを用いて、CDの球面収差を補正する。

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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