WO2001018801A1 - Tete optique - Google Patents

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WO2001018801A1
WO2001018801A1 PCT/JP2000/005889 JP0005889W WO0118801A1 WO 2001018801 A1 WO2001018801 A1 WO 2001018801A1 JP 0005889 W JP0005889 W JP 0005889W WO 0118801 A1 WO0118801 A1 WO 0118801A1
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Takuji Nomura
Koichi Murata
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Asahi Glass Company, Limited
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    • G11B2220/2537—Optical discs

Definitions

  • the present invention relates to an optical head device for recording and reproducing information on an optical recording medium such as an optical disk.
  • DVDs which are optical discs, record digital information at a higher density than CDs, which are also optical discs.
  • Optical head devices for reproducing DVDs use light sources with wavelengths shorter than 780 nm for CDs.
  • the diameter of the spot focused on the optical disk surface is reduced by setting the numerical aperture (NA) of the objective lens to 50 nm or 635 nm, or the numerical aperture (NA) of the objective lens to 0.6, which is larger than 0.45 of the CD.
  • One method is to add a tilt axis to the objective lens actuator that normally moves in two axial directions, the tangential direction and the radial direction of the optical disc, so that the objective lens is tilted according to the detected tilt angle.
  • This additional method has problems that spherical aberration cannot be corrected and the structure of the actuator becomes complicated.
  • this correction method there is a method in which the wavefront difference is corrected by a phase correction element provided between the objective lens and the light source. With this correction method, it is possible to increase the allowable amount of tilt and unevenness of thickness of the optical disk only by incorporating an element into the optical head device without making a major modification to the actuator.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-202623 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-202263.
  • a voltage is applied to the divided electrodes formed by dividing the electrodes on each of a pair of substrates sandwiching a birefringent material such as a liquid crystal that constitutes the phase correction element, and the birefringence is applied.
  • the refractive index of the conductive material is changed according to the tilt angle of the optical disk, and the phase (wavefront) of the transmitted light generated by the change in the refractive index is corrected for the coma caused by the tilt of the optical disk. It is a method.
  • the electrodes provided in the phase correction element are divided into a plurality of electrodes, and voltages that are different control signals are applied to the electrodes.
  • the electrodes provided in the phase correction element are divided into a plurality of electrodes, and voltages that are different control signals are applied to the electrodes.
  • the amount of change in the wavefront is the same, so it is difficult to change it continuously.
  • an external signal cannot be applied to the region between the divided electrodes, light transmission may be reduced due to light scattering or the like. Therefore, it has been desired to reduce the number of divided electrodes as much as possible to reduce the number of areas between the electrodes. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has a light source, an objective lens for condensing light emitted from the light source on an optical recording medium, and a light source and an objective lens.
  • a phase correction element for changing the wavefront of emitted light provided, at least one of which has an anisotropic optical medium sandwiched between a pair of transparent substrates, and has a different surface on the pair of substrates. Electrodes for applying a voltage to the anisotropic optical medium are respectively formed, a plurality of power supply portions are formed at different positions on at least one of the electrodes, and different voltages can be supplied to the plurality of power supply portions.
  • An optical head device comprising: a phase correction element configured as described above; and a control voltage generation means for outputting a voltage for changing a wavefront to the phase correction element.
  • a light source an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the optical recording medium; and a phase correction element provided between the light source and the objective lens for changing the wavefront of the emitted light.
  • the electrode on which the power supply unit is formed is divided into a plurality of divided electrodes, and one or more power supply units are disposed on each of the divided electrodes, and two or more of the power supply units are provided as described above.
  • An optical head device is provided that is conductively connected via a thin film resistor.
  • each of the plurality of power supply units is an annular body and is disposed concentrically with each other, and any one of the plurality of power supply units with respect to a luminous flux radius of light emitted from the light source and passing through the phase correction element.
  • the ratio of the radius of the torus is 0.65 to 0.85, and the ratio of the radius of the other one of the toroids to the light flux radius is 0.2 to 0.4, wherein the optical head device is provided.
  • the present invention also provides the above optical head device, wherein only one of the pair of substrates is a transparent substrate.
  • the present invention provides the above optical head device, wherein the anisotropic optical medium is a liquid crystal. Further, the present invention provides the above optical head device, wherein a sheet resistance of an electrode material forming the electrode having the power supply portion is 100 or more.
  • the present invention provides the above optical head device, wherein all of the thin film resistors have a resistance value in a range from 100 ⁇ to 100 k ⁇ .
  • the present invention provides the above optical head device, wherein the sheet resistance of the electrode material forming the electrode is 100 times or more as large as the sheet resistance of the power supply part material forming the power supply part.
  • the above-mentioned electrode material provides the above optical head device comprising a zinc oxide film to which gallium is added or a zinc oxide film to which gallium and silicon are added.
  • FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view showing an example of the principle configuration of the optical head device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of the phase correction element according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing spherical aberration when the thickness unevenness of the optical disc is 0.3 mm.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing an example in which a conventional lead wire (wiring) is used for the electrode pattern of the phase correction element according to the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the phase correction element in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a phase change amount generated by the phase correction element according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of an electrode pattern and a thin film resistor of the phase correction element according to the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of an equivalent circuit of the phase correction element in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic plan view illustrating an electrode pattern of the phase correction element according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the wavefront aberration when the optical disc has a tilt of 1 °.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a phase change generated by the phase correction element of the first embodiment (when there is no lens shift).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a phase change generated by the phase correction element according to the first embodiment (when there is a rightward lens shift).
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an electrode pattern of the phase correction element according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a phase change generated by the phase correction elements of the second, third, and fifth embodiments.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing an electrode pattern of a phase correction element in Examples 3 and 6.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an electrode pattern of the phase correction element according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic plan view showing one electrode pattern of the phase correction element of the sixth embodiment.
  • FIG. 1 shows an example of the principle configuration of the optical head device of the present invention.
  • the optical head device shown in FIG. 1 is for reproducing information recorded on an optical disk 8 such as a CD or DVD, and the light emitted from a light source, for example, a semiconductor laser 1 is, for example, a holo-lam-type polarization beam.
  • a light source for example, a semiconductor laser 1
  • the light is focused on the optical disc 8 by the objective lens 6 installed in the actuator 7.
  • the pair of substrates constituting the phase correction element 4 are both transparent. Both substrates may not be transparent, and only one may be transparent, which will be described later.
  • the condensed light is reflected by the optical disk 8, and passes through the objective lens 6, the quarter-wave plate 5, the starting mirror 11, the phase correction element 4, and the collimating lens 3 in reverse order, and then, The light is diffracted by the polarization beam splitter 2 and enters the photodetector 9.
  • the reflected light is amplitude-modulated by information recorded on the surface of the optical disk, and the recorded information is read by the light detector 9 as a light intensity signal. be able to.
  • the polarization beam splitter 2 includes, for example, a polarization hologram, and strongly diffracts light having a polarization component in an anisotropic direction (a direction having a difference in refractive index) and guides the light to the photodetector 9.
  • a voltage is output to the phase correction element 4 by the phase correction element control circuit 10, which is a control voltage generation means, so that the intensity of, for example, a reproduction signal of the optical disk obtained from the photodetector 9 is optimized.
  • the voltage output from the phase correction element control circuit 10 is a voltage corresponding to the amount of tilt of the optical disc or the amount of shift of the objective lens, and is a voltage that is substantially changed and applied to the electrode of the phase correction element 4.
  • the rising mirror 111 reflects the light emitted from the semiconductor laser 1 in the direction of about 90 ° and makes it incident on the optical disk.
  • the thickness of the optical head device (in the direction perpendicular to the surface of the optical disk 8) This is an optical component that is preferably used to reduce the thickness.
  • a material obtained by depositing a highly reflective film such as aluminum on a glass surface is used.
  • the optical path of the light emitted from the semiconductor laser 1 was changed using the rising mirror 111, but from the beginning, the semiconductor laser 1 did not use the rising mirror 111.
  • the direction of the emitted light may be perpendicular to the surface of the optical disc 8.
  • Optical crystals such as lithium niobate and liquid crystals can be used as the anisotropic optical medium. It is preferable to use a liquid crystal as the anisotropic optical medium because the substantial refractive index can be easily controlled by a voltage as low as about 6 V and can be continuously controlled according to the magnitude of the voltage. Furthermore, mass productivity is higher than that of optical crystals such as lithium niobate, which is preferable. Therefore, the case where a liquid crystal material is used as the anisotropic optical medium will be described below.
  • the liquid crystal material used is preferably a nematic liquid crystal used for display applications, and may be twisted by adding a chiral agent.
  • glass acrylic resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, or the like can be used, but a glass substrate is preferable in terms of durability and the like. Therefore, the case where glass is used as the material of the substrate will be described below.
  • the sealing material 22 includes, for example, a glass spacer and a conductive spacer in which, for example, a resin surface is coated with gold or the like.
  • an electrode 24a On the inner surface of the glass substrate 21a, an electrode 24a, an insulating film 25 mainly composed of silica, etc., and an alignment film 26 are arranged in this order from the inner surface, and on the inner surface of the glass substrate 21b.
  • the outer surface of the liquid crystal cell may be coated with an antireflection film.
  • the electrode 24a is wired in a pattern so that it can be connected to the phase correction element control circuit by a connection line at the electrode lead portion 27.
  • the electrode 24b is conductively connected to the electrode 24a formed on the glass substrate 21a by the above-described conductive spacer coated with gold or the like. In section 27, it can be connected to the phase correction element control circuit by a connection line.
  • FIG. 2 does not show that the electrode 24 b and the electrode 24 a are in contact with the sealing material 22, but that the electrode 24 b and the electrode 24 a are in contact with the sealing material parallel to the plane of the drawing and both electrodes are conductive.
  • the liquid crystal cell 23 is filled inside the liquid crystal cell, and the liquid crystal molecules 28 shown in FIG. 2 are homogenized in one direction. In a state of alignment.
  • a plurality (two or more) of power supply units for supplying different voltages to at least different positions in the plane of at least one of the electrodes 24 a and 24 b is provided. Is formed. In other words, two or more power supply parts are formed for one electrode, and two or more power supply parts (total of four or more) are formed for both electrodes.
  • the pretilt angle of the liquid crystal molecules 28 is 2 to 10 °.
  • a polyimide film obtained by rubbing the polyimide film in the left and right direction parallel to the paper of FIG. 2 or a silica film is preferable. Those obtained by oblique deposition are preferable.
  • the difference between the ordinary refractive index and the extraordinary refractive index of the liquid crystal is 0.1 to 0.2, and the distance between the liquid crystal cells is 2 to 5 It is preferable to set it to about ⁇ m.
  • the material of the electrodes 24a and 24b should have higher transmittance.
  • a transparent conductive film such as an ITO film or a zinc oxide film may be used.
  • the phase correction element 4 is used as a transmission element.
  • one of the electrodes 24a and 24b is made of a material having high reflectance such as aluminum or chrome, and the phase correction element 4 is formed. It can be used as a reflective element. At this time, the phase capturing element 4 can be installed at this position instead of the start-up mirror 11 in FIG. If the electrode on which light is first incident (for example, electrode 24a) is a transparent electrode with high transmittance and the other electrode (for example, electrode 24b) is an electrode with high reflectivity, phase correction can be performed. The light incident on the element 4 passes through the transparent electrode 24a and the liquid crystal and is reflected by the electrode 24b, and then passes through the liquid crystal and the transparent electrode 24a again to the optical disk 8.
  • the electrode on which light is first incident for example, electrode 24a
  • the other electrode for example, electrode 24b
  • phase correction can be performed.
  • the light incident on the element 4 passes through the transparent electrode 24a and the liquid crystal and is reflected by the electrode 24b, and then passes through the liquid crystal and the transparent electrode 24a again to the optical
  • phase correction element 4 If a reflective element is used as the phase correction element 4 as described above, that is, if one of a pair of substrates constituting the complementary element is a transparent substrate, the rising mirror 11 in FIG. Since the element 4 can be replaced, the number of parts is reduced, and the thickness of the optical head device can be reduced, which is preferable. In this case, the light incident on the phase correction element 4 passes through the liquid crystal 23 twice at an angle of approximately 45 °, which is different from the case of the transmission type.
  • the liquid crystal cell interval (the thickness of the liquid crystal layer in the liquid crystal cell) may be set in advance.
  • a dichroic aperture limiting layer for changing the luminous flux diameter according to the wavelength of the diffraction grating or light source is laminated on the phase correction element 4, or a dichroic aperture limiting is provided on the outer surface of the glass substrates 21a and 21b. Layers can also be formed directly, and in this case, productivity is improved as compared with the case where individual components are newly added, which is preferable. In the case of laminating the wave plates, a force for directly laminating the glass substrate on the optical disk side, or a laminated glass substrate may be further laminated.
  • a power supply unit which is a member for supplying a voltage, which is formed on an electrode on a substrate that sandwiches the anisotropic optical medium and constitutes the phase correction element according to the present invention, will be described.
  • the resistivity of the power supply unit becomes equipotential within the power supply unit when a voltage is applied that is extremely small compared to the resistivity of the electrode.
  • one (one surface) electrode is formed for each of the pair of substrates, and a total of two (two surfaces) electrodes are formed.
  • the electrodes are preferably formed on opposing surfaces of the pair of substrates. Examples of these electrode and power supply units include the following.
  • each power supply part may be formed at a position facing between the two electrodes. It may be formed at a position that does not face.
  • one electrode is a continuous electrode and the other is a continuous electrode.
  • one electrode is divided into a plurality of electrodes to make a divided electrode.
  • Two or more power supply sections are formed at different positions on one continuous electrode, and two or more power supply sections are formed on one of the other divided electrodes.
  • Two or more power supply portions are formed at different positions on one continuous electrode, and two or more power supply portions are formed on all other divided electrodes.
  • No feeder is formed on one continuous electrode, and two or more feeders are formed on all of the other multiple split electrodes, facing one feeder. Different voltages can be applied between the electrode to be supplied and the electrode facing the other power supply unit.
  • both electrodes are divided into multiple electrodes, each of which is a single electrode
  • (h)-Two or more power supply sections are formed on some or all of the plurality of divided electrodes, and no power supply section is formed on the other plurality of divided electrodes, facing one power supply section.
  • a different voltage can be applied between the divided electrode to be applied and the divided electrode facing the other power supply unit.
  • Two or more power supply portions are formed on a part or all of one of the plurality of divided electrodes, and two or more power supply portions are formed on one of the other plurality of divided electrodes.
  • Two or more power supply portions are formed on some or all of the plurality of divided electrodes, and two or more power supply portions are formed on all of the other plurality of divided electrodes.
  • each power supply unit functions as follows. First, an example will be described in which the electrodes on both sides are one continuous electrode. When two or more power supply sections are formed on only one of the electrodes, the electrode having only one power supply section becomes the common electrode C (equipotential), and the two or more power supply sections (SS 2, S 3 - ⁇ ⁇ ) and between, i.e. cs There cs 2, cs 3 ⁇ ⁇ 'voltage that different between is supplied.
  • a different voltage between is not the opposite supplied T, and may be the shape and size of the feed portions between such S have T 2 and S 2, T 3 and S 3 are different from each other,
  • the shape and size should be appropriate for the purpose. In addition, even when they face each other, their shapes and sizes may be changed as needed.
  • one of the electrodes on the two surfaces is divided into a plurality of divided electrodes (U 1N U 2 , U 3 ... ), And the other is a single continuous electrode, and is divided into a plurality of feed portions (S i, S 2, if the S 3 ⁇ ⁇ ⁇ ) having, between the divided electrode and the power supply unit, U - S ⁇ l ⁇ - s 2, u 3 - s 3, ⁇
  • Each of the power supply units also functions in the same manner for the other electrode modes described above.
  • the number of feed sections depends on the purpose and shape, but the wavefront can be changed by the required amount if about 10 per electrode.
  • phase correction element which electrically connects a power supply unit for supplying a voltage.
  • phase correction element for example, two or more of the above-described power supply portions formed on electrodes on the same substrate are conductively connected on the substrate surface by a thin film resistor formed of a conductive thin film.
  • the effect obtained by providing a thin film resistor will be described in detail below, taking the case of correcting spherical aberration as an example.
  • FIG. 4 is a diagram showing wavefront aberration (spherical aberration) generated when the thickness of the optical disk is increased by 0.3 mm from the design value of 0.6 mm.
  • wavefront aberration sinospherical aberration
  • FIG. 4 shows an example in which conventional wiring is used for the electrode pattern of the phase capturing element according to the present invention, which is used for correcting the spherical aberration as described above, and has no thin film resistance.
  • the hatched portion in FIG. 4 is a transparent electrode 30 formed of a high-resistance transparent conductive film, and the power supply portions 32, 33, and 34 are formed concentrically around the power supply portion 31.
  • the power supply units 31 to 34 are connected to an external signal source by the wiring indicated by the thick bold line in the figure, the power supply units 31 and 34 receive the signal 1, the power supply unit 32 receives the signal 3, and the power supply unit. 3 3 is supplied with signal 2 and can apply voltage to each feed.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the electrode pattern of the phase correction element of FIG. Points 35, 36, 37, and 38 in FIG. 5 correspond to the power supply units 31, 32, 33, and 34 shown in FIG.
  • the resistance is the resistance between the power supply parts 31 and 32 caused by the transparent electrode 3 ⁇
  • R 2 and R 3 are the resistances between the power supply parts 32 and 33 and the power supply parts 33 and 34. It is anti.
  • the resistance of the power supply unit and the resistance of the wiring between the power supply unit and the external signal source are sufficiently smaller than the resistances R 2 and R 3 caused by the transparent electrode 30 and are ignored in the equivalent circuit.
  • FIG. 3 is a diagram comparing the cutting plane passing through the center point for the relationship between the magnitude of the spherical aberration and the conductive position, aberration distribution potential distribution shape by setting the voltage V 1, V 2, V 3 appropriately It can match the shape.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules inside the phase correction element changes continuously depending on the location by applying a voltage. Therefore, in the voltage distribution that changes continuously as described above, the orientation direction changes continuously depending on the location, and the substantial refractive index difference ⁇ of the liquid crystal birefringence is continuous. Change. Since the wavefront of the incident light shifts in phase according to the magnitude of ⁇ n, the amount of phase shift can be changed according to the magnitude of the applied voltage. Therefore, the wavefront aberration can be canceled out and corrected by applying a voltage corresponding to the generated aberration amount.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the electrode pattern of the phase correction element and the thin film resistor 45 (in the present invention) according to the present invention.
  • the transparent electrode 40, the power supply sections 41, 42, 43, 44 and the signals 1 and 2 are the same as in FIG. 4, and the power supply section 4 2 is conductively connected to the power supply sections 41 and 44 using the thin film resistor 45 and the signal is supplied. The difference is that 1 can be applied.
  • points 46, 47, 48, and 49 correspond to the power supply sections 41, 42, 43, and 44, respectively, and resistors R 2 and R 3 correspond to the power supply sections 41 and 42, 42 and 43, as in FIG.
  • the resistance of the transparent electrode 40 between 43 and 44 is shown, respectively.
  • R s indicates the resistance of the thin film resistor 45, and divides the voltage supplied from the signal 1 so that the point 47 has a desired voltage. Therefore, in the example using the conventional wiring, the voltage at point 47 (corresponding to point 36 in FIG. 5) is obtained from the signal 3 generated from another signal source. Since 3 is unnecessary, it can be operated with fewer signal sources than before. Voltage V 3 at the point 47 is obtained from the formula was calculated using Ohm law rule (1).
  • V 3 (R 2 (Ri + R S ) VJ + R.RSV / 2 +
  • the above voltage V by the signal 1 in the configuration, a was set voltage of divide point 47, may divide the voltage V 2 by the signal 2 min with the same principle.
  • the electrodes, the power supply section, the resistance values of the thin film resistors, and the materials are described. It is preferable that the ratio P T Bruno P S of the sheet resistance P T of the electrode material forming the sheet resistance P s and the electrode power supply section material forming the feed unit 1 0 0 0 or more.
  • P T / ps is small, a relatively large current also flows through the electrode, and a voltage drop occurs in the power supply unit in contact with the electrode, which may make it difficult to obtain a desired voltage distribution. Therefore, as the sheet resistance of the electrode material is higher than the material of the power supply portion, the potential is easily changed continuously between adjacent power supply portions, and a desired potential distribution can be obtained.
  • Setting p ⁇ / ⁇ s to 100 0 0 or more is a standard for satisfying this condition.
  • the feeding portion materials include copper, gold, aluminum, metal material such as chromium is preferable in view of conductivity • durability, if 1 0 one 8 ⁇ 1 0- 7 ⁇ ⁇ about m specific resistance at room temperature metal Other materials may be used.
  • a transparent conductive film such as an ITO film can be used, and it is preferable because a light-shielding portion is eliminated as compared with a case where a metal material is used, so that light transmittance is increased.
  • the transparent conductive film has a higher specific resistance than the metal film, it is necessary to increase the film thickness in order to reduce the sheet resistance.
  • the wiring material on the electrode lead-out part 27 (see Fig. 2) for applying a voltage to the power supply part from an external phase correction element control circuit may be a transparent conductive film such as an ITO film, or a metal such as chromium or nickel. It may be a membrane. In particular, in the case of a metal such as nickel which can be connected by solder, an external signal line can be easily connected by solder, which is preferable.
  • the electrode material must be transparent and have a higher sheet resistance than the material of the power supply. It is necessary. It is preferable to use an ITO film or the like which is a transparent conductive film. The higher the sheet resistance of the ITO film is, the better it is. Further, 1 since the better to more than k Omegazeta port possible p s to about 1 Omega / mouth, preferably from easier to produce such a film thickness of the power supply unit can be reduced.
  • the 0 0 0 film 0 0 3 film has a high specific resistance and good etching properties, and is excellent in light transmittance and durability. It is a suitable material.
  • the transmittance of the film changes, so that the addition amount is preferably set to 1 to 10% by mass. Even when gallium and silicon are added together, the transmittance of the film changes, so that the total added amount is preferably 1 to 20% by mass.
  • the material of the thin film resistor it is necessary to use a material having R 3 that satisfies the relationship of the equation (1).
  • R 3 a material having R 3 that satisfies the relationship of the equation (1).
  • the shape and size of the power supply unit will be described. It is preferable that the shape and size of the power supply unit be changed according to the situation as described above. That is, the change in the wavefront generated by the phase correction element depends on the shape and size of the power supply unit, and may be changed according to the type of the wavefront aberration to be corrected and the wavefront shape to be generated.
  • the wavefront aberration includes coma, spherical aberration, and astigmatism.
  • coma is an aberration generated by tilting an optical disc, and passes around a straight line passing through the center of the incident light beam on the phase correction element and parallel to the element surface and parallel to the rotation direction of the optical disc. It has a shape that overlaps when rotated by 80 °. Therefore, the power supply unit is preferably arranged so as to be symmetrical with respect to the above-mentioned parallel straight line. Specifically, for example, a generally rectangular or linear power supply section is provided at the center of one continuous electrode, and a power supply section (such as an arc) at the periphery of the electrode is provided at the periphery. . Then, the power supply units are arranged so that those power supply units are symmetric with respect to the above-described straight line. It is preferable to dispose the power supply section in this manner because coma aberration can be most effectively corrected.
  • the plurality of power supply units are each annular and are arranged concentrically with each other.
  • the ratio of the radius of one of the toroids to the luminous flux radius of the light emitted from the light source passing through the phase capturing element is 0.65 to 0.85, and It is preferable that the ratio of the radii of another torus different from the above is 0.2 to 0.4.
  • the ratio of the radius of the torus means the average value of the ratio of the inner radius to the ratio of the outer radius.
  • one toroid that is a power supply unit has an optical axis.
  • area (area C) which is formed in the area A with the center of the circle and surrounded by a circle with a radius ratio of 0.2 and a circle with a radius of 0.4 (area C)
  • the accuracy is extremely high and spherical aberration is corrected. It is preferable to provide a feeding part of one different torus with its optical axis and center aligned.
  • the circle with the radius ratio of 0.65 and the circle with the radius of 0.85 is smaller than the region A,
  • a toric can be added to a region where the probability that the maximum value of the spherical aberration exists is high, and that another toric can be added so that the spherical aberration can be finely adjusted.
  • the feeding part of the torus is further positioned in the region near the optical axis (region B) including the optical axis and having a radius ratio smaller than 0.2. It is more preferable to provide them together so that the spherical aberration can be finely adjusted.
  • the electrode is a divided electrode and the area B is divided from other areas (area A, the same area, etc.), it is possible to correct the spherical aberration with extremely high accuracy as described above, and it is sufficient. It is.
  • a power feeding portion having a different shape for each of a pair of continuous electrodes, so that one electrode corrects coma aberration and the other electrode corrects spherical aberration.
  • one electrode corrects coma aberration and the other electrode corrects spherical aberration.
  • one of a pair of electrodes as one continuous electrode having a power supply unit and the other as a divided electrode divided into a plurality of electrodes, both a continuous aberration distribution and a stepwise aberration distribution are generated. It can also be done.
  • Wavefront aberrations such as coma, spherical aberration, and astigmatism are generated by the optical head device as a system. Therefore, by incorporating the phase correction element of the present invention into the optical head device, the wavefront aberration is obtained. Can be effectively corrected.
  • the phase correction element in the present invention has a function of changing the wavefront shape of transmitted light, it can be used for other purposes, such as changing the focal position of light as well as correcting the wavefront aberration, based on the same principle.
  • it can be used to change the focal position of transmitted light simply by changing the optical magnification, or to change the traveling direction of light by tilting the transmitted wavefront and emitting it.
  • the shape, number, position, method of dividing the electrodes, and the like of the power supply unit may be appropriately set according to a desired change in the wavefront.
  • the electrode provided with the power supply unit is divided into a plurality of divided electrodes, and each divided electrode is provided with one or more power supply units. It is preferable that the above is conductively connected by a thin film resistor. If two or more power supply units to be conductively connected are power supply units on the same split electrode, a continuous voltage distribution can be generated, and if power supply units on different split electrodes are non-continuous, It can be used when distribution is required and is preferred.
  • the optical head device can be operated with a smaller number of external signal sources by connecting two or more power supply units conductively using thin film resistors. Also, in the case of a configuration in which one of the connection destinations of the thin film resistor is a power supply unit and the other is a split electrode having no power supply unit! /, The same effect can be obtained. Examples are shown below.
  • the optical head device of this example includes a phase correction element that captures coma generated by tilting the optical disk, and this phase correction element can be used even if the objective lens shifts in the radial direction of the optical disk.
  • the feature is that an appropriate phase (wavefront) distribution for correction can be obtained without integrally driving the objective lens and the phase correction element.
  • the optical head device incorporating the phase correction element in this example is shown in FIG. FIG. 9 shows the electrode pattern of the phase correction element in this example.
  • the hatched portion is a transparent electrode 60, which is a continuous electrode formed of an ITO film, and the thick line portion is a metal as a power supply portion.
  • Electrodes 61 to 66 are connected to a signal source (not shown) outside the phase correction element by a metal wiring 67 for power supply, and can supply an arbitrary voltage by signals 1 to 6, respectively.
  • the width of the metal electrodes 62 to 65 is 100 ⁇ m and the length is 1.5 mm.
  • the width of the metal electrodes 61 and 66 is 100 / zm and the length of the arc is 6 mm.
  • the electrode pattern was formed as follows. First, an ITO film was formed on a glass substrate by a sputtering method, and then patterned using a photolithography technique. At this time, the ITO film around the metal wiring portion was removed by etching so that the metal electrode portion left the ITO film, and the metal wiring portion was insulated from the transparent electrode 60. Next, the metal electrode and metal wiring of Fig. 9 were formed by the lift-off method.
  • the metal electrode material used here was aluminum.
  • the area shown by the broken line in FIG. 9 is the effective pupil through which the light beam passes when there is no shift of the objective lens, and the shape of the electrode is along the shift direction of the objective lens (left-right direction in the figure). It is longer by the amount of shift.
  • phase correction element of this example a phase change for canceling the wavefront aberration was obtained as follows.
  • FIG. 11 shows the phase change generated by the phase correction element when there is no lens shift.
  • the phase change is expressed in units of nm.
  • each of the left half region in the opposite direction to the 140 nm (almost rectangular portion) and the 140 nm (peripheral portion of the effective pupil) A phase change occurs with the magnitude of the numerical value, and the curve between these regions is a contour line.
  • one contour line represents about 47 nm.
  • the electrode facing the electrode having the six power supply portions has a single power supply portion composed of one continuous transparent electrode, and is always at the OV potential.
  • the high-resistance transparent electrode 60 is electrically connected to the metal electrodes 61 to 66 having different potentials, the potential varies depending on the location and a uniform voltage distribution is generated.
  • the orientation direction of the liquid crystal molecules inside the phase correction element changes due to the application of a voltage, and the orientation direction varies according to the non-uniform voltage distribution described above.
  • the phase change ⁇ n Depends on location.
  • d is the distance between the substrates of the liquid crystal cell
  • ⁇ ⁇ is the substantial difference in the refractive index at each point of the liquid crystal cell, which changes according to the applied voltage.
  • Fig. 12 shows the phase change caused by the phase correction element to correct the wavefront aberration (mainly coma aberration) generated at a lens shift of 0.3 mm and a disc tilt angle of 1 °.
  • 1.5 V is supplied to the electrode 61, 2.6 V to the electrode 63, 1.8 V to the electrode 65, and 2.7 V to the electrode 66, and is supplied to the electrodes 62 and 64.
  • Set signals 1 to 6 so that no voltage is supplied.
  • the effective pupil on the phase correction element moves rightward according to the shift of the lens.
  • the maximum position of the phase change is also determined by the lens position.
  • the wavefront aberration shown in FIG. 10 could be corrected because it can move so as to follow the shift.
  • 1.5 V is applied to the electrode 61.
  • Signals 1 to 6 were set so that 2.4 V was supplied to electrode 62, 1.6 V to electrode 64, 2.7 V to electrode 66, and no voltage was supplied to electrode 6665. As in the right direction, the wavefront aberration could be corrected.
  • the maximum value of the lens shift amount in this example is 0.4 mm, and the distance between the metal electrodes 62 and 63 and the metal electrode 6 is adjusted so that the wavefront aberration can be corrected even when the lens shift amount is the maximum value.
  • the distance between 4, 65 was 0.6 mm. This interval is preferably set to about 70 to 80% of the lens shift amount to be considered.
  • the voltage supplied to the metal electrodes 62 to 65 may be changed as appropriate, and the tilt and lens shift of the optical disk are continuously performed. Correction of wavefront aberration could be performed.
  • the optical head device in this example even when the objective moves, the coma aberration generated due to the tilt of the optical disk can be satisfactorily corrected.
  • the conventional phase correction element with split electrodes light scattering in the split area was suppressed, resulting in a 3% improvement in transmittance.
  • the optical head device of the present example includes a phase correction element that corrects spherical aberration caused by uneven thickness of an optical disk. If the thickness of the objective lens deviates from the design value, spherical aberration will occur and the signal reading accuracy will decrease.
  • a phase correction element for correcting this spherical aberration was incorporated as the phase correction element 4 of the optical head device in FIG. However, the phase correction element control circuit 10 is improved for the phase correction element of this example.
  • phase correction element of this example is the same as that shown in FIG. 2, and only the electrode patterns described below are different. Therefore, the same manufacturing method and constituent materials as those of Example 1 were used for the phase correction element.
  • the principle of correcting spherical aberration by the phase correction element of the present example will be described below.
  • Figure 3 shows an optical system with an objective lens with an NA of 0.65 and a light source wavelength of 0.4 ⁇ , where the optical disc thickness is 0.33 mm thicker than the designed value of 0.6 mm. It is a figure which shows the wavefront aberration (spherical aberration) which arises.
  • the optical disk is thicker than the design value, the phase of the center of the effective pupil and the phase of the peripheral portion of the effective pupil are advanced in the middle part sandwiched between them, and when the thickness is thin, the phase is delayed.
  • Fig. 13 shows the electrode pattern of the phase correction element in this example.
  • the hatched portions in FIG. 13 are one continuous transparent electrode 80 formed of the ITO film, and the thick line portions are the metal electrodes 81 to 83.
  • the metal electrodes 81 to 83 are connected to external signal sources by metal wirings 84, respectively, and can supply any voltage from signals 1 to 3, respectively.
  • the material and manufacturing method of the electrode pattern are the same as those in Example 1 as described above.
  • the transparent electrode 80 around the metal wiring portions connected to the metal electrodes 82 and 83 is removed by etching. .
  • the outer diameters of the metal electrodes 81 and 82 in FIG. 13 were 4 mm and 3 mm, respectively, the width was 100 / zm, and the diameter of the metal electrode 83 was 200 im.
  • the electrode facing the electrode with three power supply parts is composed of one continuous transparent electrode with one power supply part, and always has a potential of 0 V. ing.
  • FIG. 14 shows a phase change generated by the phase correction element.
  • FIG. 14 also shows the phase change in units of nm in the same manner as FIG. 11, and the center part and the outer part of the circle have a phase change of 0 nm and a region where the phase change is 100 nm is in the middle part.
  • a plurality of solid circles are contour lines, and one contour line represents 20 nm inside the region of -100 nm, and approximately 60 nm outside.
  • the transparent electrode 80 generates a voltage distribution according to the voltage of each metal electrode. As described above, as a result of the voltage distribution causing a substantial refractive index distribution of the liquid crystal, the phase correction element can generate a concentric phase change shown in FIG.
  • the phase change generated by the phase correction element also has a form in which the sign of FIG. 14 is reversed, so that the spherical aberration can be canceled.
  • the optical head device of this example As described above, by using the optical head device of this example, spherical aberration caused by unevenness in the thickness of the optical disk was successfully corrected. In addition, compared to the conventional phase correction element with split electrodes, light scattering in the split area was suppressed, resulting in a 3% improvement in transmittance. Further, since the optical head device can be operated with a smaller number of external signal sources than before, an optical head device can be manufactured at low cost.
  • the optical head device of this example includes a phase correction element that corrects both spherical aberration caused by uneven thickness of the optical disc and coma caused by tilt of the optical disc.
  • This phase correction element was incorporated as the phase correction element 4 of the optical head device in FIG.
  • the phase correction element control circuit 10 is improved for the phase correction element of this example.
  • the element structure of the phase correction element of this example is the same as that shown in FIG. 2, and the electrode patterns and materials described below are different.
  • the electrode pattern similar to that of Example 2 shown in FIG. 13 is formed as the electrode 24a in FIG. 2, and the spherical aberration can be corrected.
  • a GZO film was used as a material for one continuous transparent electrode 80 in FIG. 13, and chromium was used for the metal electrodes 8:! To 83.
  • the metal electrodes 81 and 82 are annular bodies and are arranged concentrically with each other.
  • the sheet resistance of the GZO film is 100 k ⁇ and the sheet resistance of chromium is 1 ⁇ .
  • the divided electrodes 91-95 are formed as shown in FIG. 15, so that coma aberration can be corrected.
  • an ITO film was formed on a glass substrate by sputtering, and a pattern was formed using photolithography and etching techniques.
  • the bold line in Fig. 15 shows the gap between the split electrodes. In this part, no voltage was applied because the ITO film was removed by the etching technique.
  • the width of the gap between the divided electrodes was 5 ⁇ m.
  • a rectangular AC wave signal having a frequency of lk Hz and a duty ratio of 12 was applied as signals to be input to the divided electrodes 91 to 95 and the metal electrodes 81 to 83.
  • the phase of the AC signal is aligned in the split electrodes 91-95 and the metal electrodes 81-83, but the phase is shifted 180 ° between the split electrodes 91-95 and the metal electrodes 81-83. I have.
  • the effective voltage V nm (E) for driving the liquid crystal molecules 28 is [V n (M) ⁇ V m (D)] rms , and the rms of the difference between V n (M) and V m (D) is obtained.
  • Value the square root of the time average of the square of the amplitude.
  • the frequency and duty ratio are 12 and the phase is 180. Since it is a shifted rectangular AC wave, the effective voltage V nm (E) simply matches the absolute value of the difference
  • the applied voltages V n (M) and V m (D) differ depending on the aberration distribution to be corrected.
  • a fixed voltage is applied to the metal electrodes 81 and 83 for spherical aberration correction, and a voltage corresponding to the thickness unevenness of the optical disk is applied to the metal electrode 82.
  • V 2 (M) 0.5 to 1.5 V was applied.
  • the effective voltage V nm (E) is always 2 V rms for the metal electrodes 81 and 83, and changes in the range of 1.5 to 2.5 V for the metal electrode 81 according to the thickness unevenness of the optical disk. .
  • the effective voltage also changed continuously due to the continuous potential distribution generated between the metal electrodes as in Example 2, so that a phase change as shown in FIG. 14 could be obtained.
  • the effective voltage V nm (E) is always 2 V rms at the split electrode 93, and 1.5 to 2.5 at the split electrodes 91, 92, 94, and 95 depending on the tilt amount of the optical disk. Changes up to 5 V. As a result, a potential distribution equal to the electrode pattern shown in FIG. 15 was generated, and a similar phase change was obtained.
  • a fixed voltage of 1 V is applied to the dividing electrode 93 and the metal electrodes 81 and 83, and the dividing electrodes 91, 92, 94 and 95 are 0.5 in accordance with the tilt amount of the optical disk.
  • a voltage of 0.5 to 1.5 V is applied to the metal electrode 82 in accordance with the thickness unevenness of the optical disk.
  • the electrodes for coma aberration correction were divided electrodes, but in contrast to this, as in Example 1, one continuous electrode for coma aberration was used as a metal electrode serving as a power supply unit, and further for spherical aberration.
  • the electrode may be a concentric divided electrode.
  • the electrode patterns for coma correction in the radial (radius) direction and coma correction in the tangential (tangential) direction of the optical disk may be combined in pairs, and spherical aberration and astigmatism, and coma and astigmatism may be combined. May be paired with each other. In each case, two types of aberration and wavefront change can be corrected simultaneously.
  • both coma caused by the tilt of the optical disk and spherical aberration caused by the thickness unevenness of the optical disk could be simultaneously corrected.
  • light scattering in the divided area was suppressed, resulting in a 5% improvement in transmittance.
  • the optical head device could be manufactured at low cost because it could be operated with a smaller number of external signal sources than before.
  • the optical head device of this example corrects spherical aberration caused by uneven thickness of the optical disk.
  • Phase correction element This phase correction element was incorporated as the phase correction element 4 of the optical head device in FIG. However, the phase correction element control circuit 10 is improved for the phase correction element of this example.
  • phase correction element of this example is the same as that shown in FIG. 2, and only the electrode patterns described below are different. Therefore, the same manufacturing method and constituent materials as those of Example 1 were used for the phase correction element.
  • the electrode 24a in FIG. 2 includes divided electrodes 101, 102, and 103, and power supply sections 104 and 105 formed on the divided electrode 103.
  • the material of the divided electrodes 101 to: I03 is a GZS film
  • the material of the power supply units 104 and 105 is an ITO film.
  • GZS and ITO sheet resistances are 10 ⁇ 0 k ⁇ noro and 10 k ⁇
  • an ITO film was formed on a glass substrate by a sputtering method, and power supply units 104 and 105 were formed by using a photolithography and etching technique.
  • an ITO film is formed by a sputtering method, and the split electrodes 10 :! ⁇ 103 were formed.
  • the division interval was 5 m as in Example 3.
  • Signals 1 to 4 in FIG. 16 are signals applied to the divided electrodes 101 and 102 and the power supply units 104 and 105, respectively, and are generated by the phase correction element control circuit 10.
  • the wiring for signal 1 is illustrated as passing through the split electrode 102.
  • the split electrode 102 is patterned so that both are insulated by etching.
  • the electrode 24b in FIG. 2 was a single continuous electrode formed of an ITO film.
  • the applied signal is a rectangular AC wave signal with a frequency of 1 kHz and a duty ratio of 1/2, and the signal phase is the same for all of the split electrodes 101 and 102 and the power supply units 104 and 105. ing.
  • the opposing electrode 24b is fixed to the common voltage (for example, 0V) of the phase correction element control circuit.
  • the potential distribution of the entire phase correction element generated as described above is a step-like distribution in which the potential is constant inside divided electrodes 101 and 102, and a distribution that continuously changes inside divided electrode 103. .
  • As a result of such a phase change it was possible to correct spherical aberration and obtain a good reproduction signal even on an optical disc having uneven thickness.
  • the optical head device can be operated with a smaller number of external signal sources than in the past, and the optical head device can be manufactured at low cost.
  • the number of split electrodes is reduced as compared with the conventional complementary element, so light scattering in the split area is reduced and the transmittance is improved by 3%. did.
  • the optical head device of this example includes a phase correction element that corrects spherical aberration caused by uneven thickness of an optical disk. If the thickness of the optical disc deviates from the designed value, the objective lens generates spherical aberration, and the signal reading accuracy is reduced.
  • the phase correction element for correcting this spherical aberration was incorporated as the phase correction element 4 of the optical head device in FIG. However, the phase correction element control circuit 10 is improved for the phase correction element of this example.
  • the element structure of the phase correction element of this example is the same as that shown in FIG.
  • the principle of correcting spherical aberration by the phase correction element of this example will be described below.
  • the NA of the objective lens in the optical head device of this example was 0.95, and the wavelength of the light source was 0.4 ⁇ m. This occurs when the thickness of the optical disk is 0.03 mm thicker than the design value of 0.6 mm.
  • Wavefront aberration spherical aberration
  • the electrode pattern of the phase correction element in this example is as shown in FIG. 7, and the equivalent circuit is as shown in FIG.
  • the hatched portions in FIG. 7 are the transparent electrodes 40 formed of a GZO film, and the thick line portions (annular bodies) are the power supply portions 41, 42, 43, and 44 formed by etching a chromium thin film.
  • the power supply is connected to signals 1 and 2 as external signal sources by wiring of the same chromium thin film formed on the same substrate surface.
  • the power supply section 42 is connected to the signal 1 by a thin film resistor 45 formed on the same substrate surface.
  • Feeders 41 to 44 have a width of 100 m, feeders 42, 43, and 44 have diameters of 0.5, 1.5, and 2.2 mm, respectively, and feeder 41 has a circular shape with a diameter of 50 ⁇ .
  • the patterns of the electrodes and the power supply section were formed as follows. First, a chromium film was deposited on a glass substrate by a sputtering method, and unnecessary portions were removed by an etching technique to form a power supply portion and wiring. Next, after depositing an ITO film by a sputtering method, a thin film resistor 45 was formed by an etching technique.
  • a GZO film was deposited by a sputtering method, and a transparent electrode 40 was formed by an etching technique.
  • the sheet resistance of each part was 1 ⁇ for the feeder, 100 k ⁇ for the electrode, and 300 ⁇ for the thin-film resistance.
  • the electrode resistance values between the power supply units corresponding to the resistances R ⁇ R ⁇ and R 3 in Fig. 8 were 50, 28, and 20 kQ, respectively.
  • a thin film resistor (linear resistor) with a resistance value of 5.48 was formed by bending a line with a width of 30 jum and a length of 55 mm three times.
  • FIG. 7 shows the phase change generated by the phase correction element in nm units. Same as Example 2.
  • the phase change in the middle region is about 1 O Onm.
  • a plurality of solid circles are contour lines, and one contour line represents 20 nm inside the intermediate region of —100 nm, and approximately 30 nm outside.
  • a voltage distribution is generated in the transparent electrode 40 (FIG. 7) according to the voltage of the power supply unit.
  • the voltage distribution in the transparent electrode 40 shown in FIG. 7 causes a substantial refractive index distribution of the liquid crystal.
  • the phase correction element can generate concentric phase changes shown in FIG.
  • the optical disk thickness is thin by 0.03 mm, 2.
  • OV is applied to the power supply units 41 and 44 and 2.3
  • the phase change generated by the phase correction element becomes a form in which the sign of FIG. 14 is reversed, so that spherical aberration can be canceled.
  • the spherical aberration shown in FIG. 14 can be corrected by providing the thin film resistor 45 so that a desired voltage can be obtained and supplying an appropriate voltage to the power supply units 41, 43, and 44.
  • the optical head device of the present example includes a phase correction element that corrects both spherical aberration caused by uneven thickness of an optical disc and coma caused by tilt of the optical disc.
  • This phase correction element was incorporated as the phase correction element 4 of the optical head device in FIG.
  • the phase correction element control circuit 10 is improved for the phase correction element of the present example.
  • the element structure of the phase correction element of this example is the same as that shown in FIG. 2, and the electrode patterns and materials described below are different.
  • the electrode 24a in FIG. 2 is composed of divided electrodes 51, 52, and 55, feed portions 53 and 54 formed on the divided electrode 55, and thin film resistors 56 and 57.
  • the thin film resistors 56 and 57 are schematically shown, and the actual shape is linear or the like so as to obtain a desired resistance value.
  • the material of the split electrodes 51, 52, and 55 was a GZS film, and the material of the power supply parts 53 and 54 and the thin-film resistors 56 and 57 were an ITO film.
  • the sheet resistances of the GZS film and the ITO film were 1000 and 10 kQZ, respectively.
  • an ITO film was formed on a glass substrate by a sputtering method, and power supply portions 53 and 54 and thin film resistors 56 and 57 were formed by using a photolithography technique and an etching technique. Feeding
  • the width of the parts 53 and 54 was 50 ⁇ .
  • a GZS film was formed by a sputtering method, and divided electrodes 51, 52, and 55 were formed by using a photolithography technique and an etching technique.
  • the division interval between the division electrodes was 5 ⁇ m.
  • Signals 1 and 2 in FIG. 17 are signals applied to the split electrode 51, the power supply unit 54, and the power supply unit 53, respectively, and are generated by the phase correction element control circuit 10.
  • the electrode 24b is formed with divided electrodes 91 to 95 as shown in FIG. 15 similarly to Example 3, and can correct coma aberration.
  • an ITO film was formed on a glass substrate by a sputtering method, and a pattern was formed by photolithography and etching.
  • the thick line in FIG. 15 indicates the gap between the divided electrodes, and no voltage is applied to this portion because the ITO film has been removed by etching.
  • the width of the gap between the divided electrodes was 5 m.
  • the output waveform of the phase correction element control circuit is a rectangular AC wave signal having a frequency of l kHz and a duty ratio of 1 to 2, and the AC signal has the same phase in the electrodes 24a and 24b, and the electrode 24a And the electrode 24b have opposite phases (180 ° phase difference).
  • V nm (E) for driving the liquid crystal molecules 28 is [V n (S) ⁇ V m (D)] rms , and the rms of the difference between V n (S) and V m (D) Value (the square root of the time average of the square of the amplitude).
  • the effective voltage V nm (E) is simply the absolute value of the difference IV n (S) — V m (D) I Matches.
  • the applied voltages V n (S) and V m (D) differ depending on the aberration distribution to be corrected.
  • the effective voltage also changes continuously due to the continuous potential distribution generated between the metal electrodes as in Example 5, so that a phase change according to the electrode pattern can be obtained.
  • a fixed voltage of 1 V was applied to the split electrode 93 for the coma aberration correcting electrode 24b.
  • the effective voltage V nm (E) is always 2 V rms at the split electrode 93, and ranges from 1.5 to 2.5 V ras at the split electrodes 91, 92, 94, and 95, depending on the tilt amount of the optical disk. To change. As a result, a potential distribution equal to the shape of the electrode pattern shown in FIG. 15 was generated, and a phase change could be obtained.
  • a fixed voltage of 1 V is applied to the split electrode 93 and the split electrode 51, and the power supply section 54, and the split electrodes 91, 92, 94, and 95 are set to 0.5 to 1.5 V in accordance with the tilt amount of the optical disk.
  • 0.5 to 1.5 V is applied to the voltages of the signals 1 and 2 in FIG. 17 according to the thickness unevenness of the optical disk.
  • the electrode for coma aberration correction is a divided electrode.
  • the electrode for coma aberration is a metal electrode that is a power supply unit
  • the electrode for spherical aberration is a concentric circle divided electrode.
  • a pair of electrode patterns for radial coma aberration correction and tangential coma correction may be formed on each substrate, and the electrode patterns for correcting spherical aberration and astigmatism, and coma and astigmatism, respectively, may be formed. You can pair it. I Even in the case of displacement, two types of aberration and wavefront change can be corrected simultaneously. Industrial applicability
  • the optical head device of the present invention by providing two or more power supply portions to at least one of the electrodes formed on each of the pair of substrates constituting the phase correction element, since the phase correction element can generate a continuous phase (wavefront) change in the light emitted from the light source, it is possible to efficiently correct the wavefront aberration generated due to the tilt of the optical disk, the unevenness of the optical disk thickness, etc. Small and good signal light can be obtained.
  • the same aberration correction performance can be exerted with fewer signal sources than before.
  • the wavefront aberration (mainly coma aberration) can be corrected without driving the phase compensating element integrally with the objective lens. Furthermore, spherical aberration caused by uneven thickness of the optical disk can be corrected.
  • the effect of the present invention does not cause a large difference in the effect whether the electrode formed on the substrate is a single continuous electrode or divided into a plurality of electrodes as long as the requirements of the present invention are satisfied .

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Description

明 細 書
光へッド装置
技術分野
本発明は、 光ディスクなどの光記録媒体の情報の記録 ·再生を行う光へッド装 置に関する。 技術冃 A
光ディスクである D V Dは、 同じく光ディスクである C Dに比べディジタル情 報が高密度で記録されており、 D V Dを再生するための光ヘッド装置は、 光源の 波長を C Dの 7 8 0 n mよりも短い 6 5 0 n mまたは 6 3 5 n mとしたり、 対物 レンズの開口数 （N A) を C Dの 0 . 4 5よりも大きい 0 . 6にして光ディスク 面上に集光するスポット径を小さくしている。
さらに、 次世代の光記録においては光源の波長を 4 0 0 n m程度、 NAを0 . 6以上とすることで、 より大きな記録密度を得ることが提案されている。 しかし 、 光源の短波長化や対物レンズの高 N A化が原因で、 光ディスク面が光軸に対し て直角より傾くチルトの許容量や光ディスクの厚さムラの許容量が小さくなる。 これら許容量が小さくなる理由は、 光ディスクのチルトの場合にはコマ収差が 発生し、 光ディスクの厚さムラの場合には球面収差が発生するために、 光ヘッド 装置の集光特性が劣化して信号の読み取りが困難になることによる。 高密度記録 において、 光ディスクのチルトや厚さムラに対する光へッド装置の許容量を拡げ るためにいくつかの方式が提案されている。
—つの方式として、 通常光ディスクの接線方向と半径方向との 2軸方向に移動 する対物レンズのァクチユエ一タに、 検出されたチルト角に応じて対物レンズを 傾けるように傾斜用の軸を追加する方式がある。 し力 し、 この追加方式では球面 収差は補正できない、 ァクチユエータの構造が複雑になる、 などの問題がある。 別の方式として、 対物レンズと光源との間に備えた位相補正素子により波面収 差を補正する方式がある。 この補正方式では、 ァクチユエ一タに大幅な改造を施 すことなく光へッド装置に素子を組み入れるだけで光ディスクのチルトの許容量 や厚さムラの許容量を拡げることができる。
例えば、 位相補正素子を用いて光ディスクのチルトを補正する上記の補正方式 に特開平 1 0— 2 0 2 6 3がある。 これは、 位相補正素子を構成している液晶な どの複屈折性材料を挟持している一対の基板のそれぞれに、 電極が分割されて形 成された分割電極に電圧を印加して、 複屈折性材料の実質的な屈折率を光デイス クのチルト角に応じて変化させ、 この屈折率の変化により発生した透過光の位相 (波面） 変化により、 光ディスクのチルトで発生したコマ収差を補正する方式で ある。
従来の位相補正素子では光源からの出射光の波面を変化させて波面収差を補正 するために、 位相補正素子に備えられた電極を複数個に分割して各々異なる制御 信号である電圧を印加する必要がある。 そのため、 所望の波面形状を得るには多 数の電極、 配線および外部信号源 （電源） が必要であり、 素子構成の複雑化や多 数の外部信号源 （電源） 使用による装置の繁雑ィ匕などの問題が生ずる。 これに対 し、 電極、 配線および外部信号源 （電源） の数を、 できるかぎり低減させたい要 望があった。
1つの電極に着目すると波面の変化量は同じであるため、 連続的に変化させる ことは困難である。 特に、 球面収差の周辺部分などの波面収差の変化量が大きい 領域を連続的に変化させることが望まれていた。 さらに、 分割された電極間の領 域には外部信号を印加できないため、 光散乱などによる光の透過率低下の原因に なる場合もある。 したがって、 できるかぎり分割電極数を減らして、 電極間の領 域数を減らすことが望まれていた。 発明の開示
本発明は、 上記の課題を解決するためになされたものであり、 光源と、 光源か らの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、 光源と対物レンズ との間に設けられた出射光の波面を変化させる位相補正素子であって、 少なくと も一方が透明な一対の基板に挟持された異方性光学媒質を備えており、 一対の基 板の表面には異方性光学媒質への電圧印加用の電極がそれぞれ形成されており、 少なくとも一方の電極には複数の給電部がそれぞれ異なる位置に形成されており 、 複数の給電部にはそれぞれ異なる電圧が供給できるようにされている位相補正 素子と、 波面を変化させるための電圧を位相補正素子へ出力する制御電圧発生手 段と、 を備えていることを特徴とする光ヘッド装置を提供する。 また、 光源と、 光源からの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レン ズと、 光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面を変化させる位相補正 素子であって、 一対の基板に挟持された異方性光学媒質を備えており、 一対の基 板の対向するそれぞれの表面には異方性光学媒質への電圧印加用の電極が形成さ れており、 少なくとも一方の電極には複数の給電部がそれぞれ異なる位置に形成 されており、 導電性薄膜からなる薄膜抵抗を介して複数の給電部の 2つ以上が導 電接続されている位相補正素子と、 波面を変化させるための電圧を位相補正素子 へ出力する制御電圧発生手段と、 を備えていること特徴とする光へッド装置を提 供する。
また、 前記給電部が形成されている電極が分割されて複数の分割電極とされ、 それぞれの分割電極には 1つ以上の給電部が配置されており、 前記給電部のうち 2つ以上が前記薄膜抵抗を介して導電接続されている上記の光へッド装置を提供 する。
また、 前記複数の給電部は、 それぞれが円環体でありかつ相互に同心円状に配 設されており、 前記位相補正素子を通過する、 前記光源からの出射光の光束半径 に対するいずれか 1つの円環体の半径の比が 0 . 6 5 〜 0 . 8 5であり、 かつ光 束半径に対する前記 1つの円環体とは異なる他の 1つの円環体の半径の比が 0 . 2〜 0 . 4である上記の光ヘッド装置を提供する。
また、 前記一対の基板のうち一方のみが透明な基板である上記の光へッド装置 を提供する。
また、 前記異方性光学媒質が液晶である上記の光へッド装置を提供する。 また、 前記給電部を有する電極を形成する電極材料のシ一ト抵抗が 1 0 0 口以上である上記の光へッド装置を提供する。
また、 前記薄膜抵抗の全ては、 抵抗値が 1 0 0 Ωから 1 0 0 0 k Ωまでの範囲 にある上記の光へッド装置を提供する。
また、 前記電極を形成する電極材料のシート抵抗の全ては、 前記給電部を形成 する給電部材料のシート抵抗の 1 0 0 0倍以上である上記の光へッド装置を提供 する。
また、 前記電極材料は、 ガリウムが添加された酸化亜鉛膜、 またはガリウムと シリコンとが添加された酸化亜鉛膜からなる上記の光へッド装置を提供する。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の光へッド装置の原理構成の一例を示す概念的断面図である。 図 2は、 本発明における位相補正素子の一例を示す断面図である。
図 3は、 光ディスクの厚みムラ◦. 0 3 mmが発生したときの球面収差を示す図 である。
図 4は、 本発明における位相補正素子の電極パターンに従来の引出線 （配線） を 用いた例を示す模式的平面図である。
図 5は、 図 4の位相補正素子の等価回路を示す回路図である。
図 6は、 本発明における位相補正素子により発生した位相変化量の一例を示す図 である。
図 7は、 本発明における位相補正素子の電極パターンと薄膜抵抗の一例を示す模 式的平面図である。
図 8は、 図 7の位相補正素子の等価回路の一例を示す回路図である。
図 9は、 実施例 1における位相捕正素子の電極パターンを示す模式的平面図であ る。
図 1 0は、 光ディスクのチルト 1 ° が発生したときの波面収差を示す図である。 図 1 1は、 実施例 1の位相補正素子により発生した位相変化を示す図である （レ ンズのシフトがない場合） 。
図 1 2は、 実施例 1の位相補正素子により発生した位相変化を示す図である （右 方向のレンズのシフトがある場合） 。
図 1 3は、 実施例 2における位相補正素子の電極パターンを示す模式図である。 図 1 4は、 実施例 2、 3および 5の位相補正素子により発生した位相変化を示す 図である。
図 1 5は、 実施例 3および 6における位相補正素子の電極パターンを示す模式図 である。
図 1 6は、 実施例 4における位相補正素子の電極パターンを示す模式図である。 図 1 7は、 実施例 6の位相補正素子の一方の電極パターンを示す模式的平面図で ある。 発明を実施するための最良の形態
図 1に本発明の光へッド装置の原理構成の一例を示す。 図 1に示した光へッド 装置は C Dまたは D V Dなどの光ディスク 8に記録された情報を再生するための ものであり、 光源である例えば半導体レーザ 1から出射した光は例えばホロダラ ムタイプの偏光ビ一ムスプリッタ 2を透過した後、 コリメートレンズ 3により平 行光となり、 位相捕正素子 4を透過後、 立ち上げミラー 1 1で 9 0 ° 方向に反射 され、 4分の 1波長板 5を透過し、 ァクチユエータ 7に設置された対物レンズ 6 により光ディスク 8上に集光される。 位相補正素子 4を構成している一対の基板 はともに透明である。 基板がともに透明でなく、 一方のみが透明であってもよく 、 これについては後に述べる。
集光された光は光ディスク 8により反射され、 対物レンズ 6、 4分の 1波長板 5、 立ち上げミラ一 1 1、 位相補正素子 4、 コリメートレンズ 3を順次先程とは 逆に透過した後、 偏光ビームスプリッタ 2により回折され光検出器 9に入射する 。 前述の半導体レーザ 1からの出射光が光ディスク 8により反射される際、 光デ イスクの面上に記録された情報により反射光は振幅変調され、 光検出器 9により 光強度信号として記録情報を読み取ることができる。
偏光ビームスプリッタ 2は例えば偏光性のホログラムを備えており、 異方性方 向 （屈折率に差がある方向） に偏光成分を有する光を強く回折して光検出器 9に 導く。 光検出器 9より得られる光ディスクの例えば再生信号の強度が最適となる ように、 位相補正素子 4に向けて制御電圧発生手段である位相補正素子制御回路 1 0により電圧が出力される。 位相補正素子制御回路 1 0より出力される電圧は 、 光ディスクのチルト量や対物レンズのシフト量に応じた電圧であり、 位相補正 素子 4の電極に印加する実質的に変化する電圧となる。
また立ち上げミラ一 1 1は、 半導体レーザ 1より出射した光をほぼ 9 0 ° 方向 に反射させ光ディスクに入射させるものであり、 光ヘッド装置の厚さ （光デイス ク 8の面に垂直な方向） を薄くするには使用することが好ましい光学部品である 。 通常は、 ガラス表面にアルミニウムなどの高反射膜を蒸着したものが使用され る。
図 1では、 立ち上げミラ一 1 1を使用し、 半導体レーザ 1より出射した光の光 路を変更したが、 立ち上げミラー 1 1を使用せずはじめから半導体レーザ 1から の出射光の方向を光ディスク 8の面に垂直となるようにしてもよい。
異方性光学媒質には、 ニオブ酸リチウムなどの光学結晶や液晶などが使用でき る。 異方性光学媒質として液晶を用いることは、 例えば 6 V程度の低い電圧によ つて実質的な屈折率が容易にかつ電圧の大きさに応じて連続的に制御できて好ま しい。 さらに、 ニオブ酸リチウムなどの光学結晶などと比べて量産性が高く好ま しい。 したがって以下では、 異方性光学媒質として液晶の材料を使用する場合に ついて説明する。
使用する液晶材料は、 ディスプレイ用途などに用いられるネマティック液晶が よく、 カイラル剤の添加によりツイストさせてもよレヽ。
また、 使用する基板の材料としては、 ガラス、 アクリル系樹脂、 エポキシ系樹 月旨、 塩化ビニル系榭脂、 ポリカーボネート系榭脂などが使用できるが、 耐久性な どの点からガラスの基板が好ましい。 したがって、 以下では基板の材料としてガ ラスを使用する場合について説明する。
つぎに本発明において使用する位相補正素子の構成を図 2を用いて説明する。 ガラス基板 2 1 a、 2 1 b力 例えばエポキシ系榭脂を主成分とするシ一ル材 2
2により接着され液晶セルを形成している。 シール材 2 2には例えばガラス製の スぺーサと例えば樹脂の表面に金などを被膜した導電性スぺーサが含まれている
。 ガラス基板 2 1 aの内側表面には、 内側表面から電極 2 4 a、 シリカなどを主 成分とする絶縁膜 2 5、 配向膜 2 6がこの順に、 またガラス基板 2 1 bの内側表 面には、 内側表面から電極 2 4 b、 シリカなどを主成分とする絶縁膜 2 5、 配向 膜 2 6がこの順に被膜されている。 液晶セルの外側表面には反射防止膜が被膜さ れていてもよい。
電極 2 4 aは電極引出部 2 7で接続線によって位相補正素子制御回路と接続で きるようパターン配線されている。 また電極 2 4 bは上述の金などを被膜した導 電性スぺーサによりガラス基板 2 1 a上に形成された電極 2 4 aと導電接続して おり、 したがって、 電極 2 4 bは電極引出部 2 7で接続線によって位相補正素子 制御回路と接続できる。 図 2には、 電極 2 4 bと電極 2 4 aとがシール材 2 2と 接している様子が示されていなレ、が、 紙面と平行なシール材とは接しており両電 極は導電性スぺーサを通じて導電接続されている。 液晶セル内部には液晶 2 3が 充填されており、 図 2に示した液晶分子 2 8は、 一方向に配向されたホモジニァ ス配向の状態にある。
本発明における位相補正素子では、 これら電極 2 4 a、 電極 2 4 bの少なくと も一方の電極の面内の異なる位置に、 異なる電圧を供給するための複数 （2っ以 上） の給電部を形成している。 すなわち、 一方の電極の場合は 2つ以上の給電部 を、 両方の電極の場合はそれぞれに 2つ以上の給電部 （合計 4つ以上） を形成す る。
配向膜の材料としては、 液晶分子 2 8のプレチルト角が 2〜1 0 ° となれば好 ましく、 ポリイミ ド膜を図 2の紙面に平行で左右方向にラビングしたものや、 シ リカ膜を斜め蒸着したものなどがよい。 また、 液晶の常光屈折率と異常光屈折率 との差を大きくして液晶セルの間隔を小さくした方が応答性を高くでき好ましい 。 し力 し、 液晶セルの間隔が小さくなるほど液晶セルの製作が困難になるため、 液晶の常光屈折率と異常光屈折率の差は 0 . 1〜0 . 2、 液晶セルの間隔は 2〜 5 μ m程度とすることが好ましレ、。
図 1に示した光ヘッド装置の場合、 一対の基板の両方ともが透明であり、 光は 位相補正素子 4を透過するため、 電極 2 4 a、 2 4 bの材質は透過率が高い方が 望ましく、 I T O膜、 酸化亜鉛膜などの透明導電膜を使用すればよい。 この場合 は、 位相補正素子 4を透過型素子として使用している。
しかし、 一対の基板の片方のみを透明な基板とする場合、 電極 2 4 a、 2 4 b のいずれか一方をアルミニゥム、 クロムなどの反射率の高い材質を用いて作製し 、 位相補正素子 4を反射型素子として使用できる。 このとき、 図 1の立ち上げミ ラー 1 1の代わりにこの位置に位相捕正素子 4を設置できる。 最初に光が入射す る側の電極 （例えば電極 2 4 a ) を高透過率の透明電極にして、 他方の電極 （例 えば電極 2 4 b ) を高反射率の電極にすれば、 位相補正素子 4に入射した光は、 透明の電極 2 4 a、 液晶を透過して電極 2 4 bで反射された後、 再度、 液晶、 透 明の電極 2 4 aを透過して光ディスク 8に向かう。
上述のように位相補正素子 4として反射型素子を使用すれば、 すなわち位相補 正素子を構成する一対の基板のうち一方が透明な基板であれば、 図 1の立ち上げ ミラー 1 1を位相補正素子 4で置き換えることができるため部品点数が減り、 ま た光ヘッド装置の厚さを薄くできて好ましい。 この場合、 位相補正素子 4に入射 する光はほぼ 4 5 ° の角度で液晶 2 3を 2度通過するため、 透過型の場合と異な る液晶セル間隔 （液晶セルの中の液晶層の厚さ） を設定しておけばよい。
以上、 位相補正素子を用いて波面を変化させる機能に必要な構成を述べたが、 波長板や偏光ホログラムを位相補正素子 4に積層することにより、 波長板 5や偏 光ビームスプリツタ 2の機能を位相補正素子 4が併せ持つようにできる。 この場 合、 光ヘッド装置を構成する光学部品の数が減ることで組立、 調整が簡易となり 、 生産性が向上して好ましい。
位相補正素子 4に、 回折格子や光源の波長により光束径を変化させるためのダ イクロイック開口制限層などを積層したり、 ガラス基板 2 1 a、 2 1 bの外側表 面上にダイクロイツク開口制限層を直接形成したりすることもでき、 この場合も 個々の部品を新たに追加することに比べて生産性が向上して好ましい。 波長板を 積層する場合は、 光ディスク側のガラス基板に直接貼り合せる力、 または貼り合 わせたガラス基板をさらに積層すればよい。
次に、 本発明における位相補正素子を構成し異方性光学媒質を挟持する基板上 の電極に形成される、 電圧供給のための部材である給電部について説明する。 後 述するように、 給電部の抵抗率は電極の抵抗率に比べて極めて小さく電圧を印加 したとき、 給電部内では等電位となる。
本発明においては、 一対の基板のそれぞれの基板につき 1つ （1面） の電極が 形成され、 合計 2つ （2面） の電極が形成される。 電極は一対の基板の対向する 面に形成されることが好ましい。 これら電極おょぴ給電部の態様として、 例えば 下記のものが挙げられる。
( 1 ) 2面の電極が、 ともに連続した 1枚の電極である場合。
( a ) 一方の電極には 2つ以上の給電部を異なる位置に形成し、 かつ、 他方の電 極には給電部を形成せず、 1つの給電部と対向する電極との間と、 他の給電部と 対向する電極との間に異なる電圧を印加できるようにする。
( b ) —方の電極には 2つ以上の給電部を異なる位置に形成し、 かつ、 他方の電 極にも 2つ以上の給電部を異なる位置に形成する。
2面の電極のそれぞれに 2つ以上の給電部を形成する （b ) のときは、 それぞ れの給電部は 2つの電極間で対向する位置に形成してもよく、 複数の給電部を対 向しない位置に形成してもよい。
( 2 ) 2面の電極のうち、 一方の電極は連続した 1枚の電極とし、 他方は連続 した 1枚の電極を複数個に分割し分割電極とした場合。
( c ) 一方の連続した 1枚の電極に 2つ以上の給電部を異なる位置に形成し、 か つ、 他方の複数個の全ての分割電極に給電部を形成せず、 1つの給電部と対向す る分割電極との間と、 他の給電部と対向する分割電極との間に異なる電圧を印加 できるようにする。
( d ) 一方の連続した 1枚の電極に 2つ以上の給電部を異なる位置に形成し、 か つ、 他方の複数個のうち 1部の分割電極に 2つ以上の給電部を形成する。
( e ) —方の連続した 1枚の電極に 2つ以上の給電部を異なる位置に形成し、 か つ、 他方の複数個の全ての分割電極に 2つ以上の給電部を形成する。
( f ) 一方の連続した 1枚の電極には給電部を形成せず、 かつ、 他方の複数個の うち 1部の分割電極に 2つ以上の給電部を形成して、 1つの給電部と対向する電 極との間と、 他の給電部と対向する電極との間に異なる電圧を印加できるように する。
( g ) —方の連続した 1枚の電極に給電部を形成せず、 かつ、 他方の複数個の全 ての分割電極に 2つ以上の給電部を形成して、 1つの給電部と対向する電極との 間と、 他の給電部と対向する電極との間に異なる電圧を印加できるようにする。
( 3 ) 2面の電極が、 ともに 1枚の電極を複数個に分割し分割電極とした場合
( h ) —方の複数個の分割電極の一部または全てに 2つ以上の給電部を形成し、 かつ、 他方の複数個の分割電極に給電部を形成せず、 1つの給電部と対向する分 割電極との間と、 他の給電部と対向する分割電極との間に異なる電圧を印加でき るようにする。
( i ) 一方の複数個の分割電極の一部または全てに 2つ以上の給電部を形成し、 かつ、 他方の複数個のうち 1部の分割電極に 2つ以上の給電部を形成する。
( j ) —方の複数個の分割電極の一部または全てに 2つ以上の給電部を形成し、 かつ、 他方の複数個の全ての分割電極に 2つ以上の給電部を形成する。
異方性光学媒質に電圧を印加する場合、 各々給電部は次のように機能する。 ま ず、 2面の電極が、 ともに連続した 1枚の電極である場合の例を説明する。 電極の一方のみに 2つ以上の給電部を形成する場合、 給電部を 1つだけ有する 電極が共通電極 C (等電位） となり、 前者の電極の 2つ以上の給電部 （S S 2、 S 3 - · · ) との間に、 すなわち c— sい c—s2、 c-s3 · · '間に異な る電圧が供給される。
2つの電極にそれぞれ 2つ以上の給電部を形成し、 かつ電極間でそれぞれの給 電部が対向して同じ位置にある場合、 一方の電極の 2つ以上の給電部 （S ^ S 2、 S3 ' · · ) と他方の電極の 2つ以上の給電部 （S〗， 、 S2， 、 S3， · · · ) との間、 すなわち S ,， 一 Sい S2， 一 S2、 S3， - S 3 ' · '間に異なる電 圧が供給される。
2つの電極にそれぞれ 2つ以上の給電部を形成し、 かつ電極間でそれぞれの給 電部が対向せずズレている場合、 一方の電極の 2つ以上の給電部 （S ^ S2、 S 3 - · ·) と他方の電極の 2つ以上の給電部 （Τ 、 Τ2、 Τ3 · · · ) との間 、 すなわち — Sい T2—S2、 T 3 - S 3 - · '間に異なる電圧が供給される この対向していない場合は T ,と Sい T2と S2、 T3と S 3などの間で給電部 の形状や大きさが互いに異なっていてもよく、 目的に応じた適切な形状や大きさ とすればよい。 また、 対向している場合でも、 必要に応じて互いの形状や大きさ を変えてもよい。
次に、 2面の電極のうちの一方が複数の分割電極 (U1N U2、 U3. . · ) に 分割され、 他方が連続した 1枚の電極で複数の給電部 （S i、 S2、 S3 · · · ) を有する場合、 分割電極と給電部との間、 U — S ^ l^— s2、 u3— s 3、 ·
• ·間に異なる電圧が供給される。
上述した他の電極の態様に対しても、 各々給電部は同様に機能する。
給電部の数は目的や形状によって異なるが、 1つの電極に 10個程度あれば必 要な量だけ波面を変化させることができる。
つぎに、 本発明における位相補正素子を構成する基板上の電極に形成される、 電圧供給のための給電部を導電接続する薄膜抵抗について説明する。 本発明にお ける位相補正素子は、 例えば同一基板上の電極に形成された上記の給電部の 2つ 以上は、 導電性薄膜により形成された薄膜抵抗により基板面上で導電接続されて いる。 薄膜抵抗を設けることにより得られる効果を、 球面収差を補正する場合を 例に以下詳しく説明する。
図 3は対物レンズの NAが 0. 65、 光源の波長が 0. の光学系におい て、 光ディスクの厚さが設計値の 0 . 6 mmより 0 . 0 3 mm厚くなつた場合に 発生する波面収差 （球面収差） を示す図である。 光ディスクが設計値より厚い場 合は有効瞳の中心部および周辺部に比べて、 その両部に挟まれた中間部の位相が 進んだ状態となり、 厚さが薄レ、場合は位相が遅れた状態となる。
本発明における位相補正素子との比較を容易とするために、 ここで従来の引出 線 （配線） を用いた位相補正素子について説明する。 図 4は上記のような球面収 差を補正するために用いられる、 本発明における位相捕正素子の電極パターンに 従来の配線を用いた例であり、 薄膜抵抗を有しない構成である。 図 4中の斜線部 は高抵抗の透明導電膜で形成された透明電極 3 0であり、 給電部 3 1を中心に同 心円状に給電部 3 2、 3 3、 3 4が形成され、 図中の直線状の太線で示した配線 により給電部 3 1〜 3 4は外部信号源に接続され、 給電部 3 1 , 3 4は信号 1を 、 給電部 3 2は信号 3を、 給電部 3 3は信号 2を供給され、 各々の給電部に電圧 を印力 Πできる。
したがって、 従来例では 3つ以上の信号を発生できる外部信号源 （図 4では 3 つ） が必要である。 図 5は図 4の位相補正素子の電極パターンの等価回路図であ る。 図 5の点 3 5、 3 6、 3 7、 3 8は図 4に示した給電部 3 1、 3 2、 3 3、 3 4に相当する。 また抵抗 は透明電極 3◦に起因する給電部 3 1、 3 2間の 抵抗であり、 同様に R 2、 R 3は給電部 3 2と 3 3、 給電部 3 3と 3 4の間の抵 抗である。 ここで、 給電部の抵抗および給電部と外部信号源との配線の抵抗は、 透明電極 3 0に起因する抵抗 Rい R 2、 R 3に比べ充分小さいので等価回路では 無視する。
透明電極 3 0および給電部の材質については後程詳しく述べる。 図 3の球面収 差を補正するために、 給電部に電圧 V ,、 V 2、 V 3を印加して透明電極 3 0の面 内で電圧降下を発生させ連続的な電位分布を発現させる。 図 6は球面収差量と電 位の大きさの関係について中心点を通る切断面で比較した図であり、 電圧 V 1、 V 2、 V 3を適切に設定することで電位分布形状を収差分布形状に一致させるこ とができる。
位相補正素子内部の液晶分子は、 電圧の印加により配向方向が場所により連続 的に変化する。 したがって、 上記のように連続的に変化する電圧分布では配向方 向が場所により連続的に変化するため液晶複屈折の実質的な屈折率差 δ ηが連続 的に変化する。 入射光の波面は δ nの大きさに応じて位相シフトするため、 印加 電圧の大きさに応じて位相シフト量を変化できる。 したがって、 発生した収差量 に応じた電圧を印加することで波面収差を相殺し補正できる。
以上が従来の配線を用いた位相捕正素子であるが、 つぎに本発明における位相 補正素子について述べる。 図 7は本発明における位相補正素子の電極パターンと (本発明における） 薄膜抵抗 45の一例を示す図である。 透明電極 40、 給電部 41、 42、 43、 44および信号 1、 2は図 4の場合と同じであり、 給電部 4 2が薄膜抵抗 45を使用して給電部 41、 44と導電接続され信号 1を印加でき る点が異なる。 図 8は、 図 5と同様に点 46、 47、 48、 49は給電部 41、 42、 43、 44に相当し抵抗 Rい R2、 R3は給電部 4 1と 42、 42と 43 、 43と 44の間の透明電極 40による抵抗をそれぞれ表わしている。 Rsは薄 膜抵抗 45の抵抗を示しており、 点 47が所望の電圧になるように、 信号 1より 供給される電圧 を分圧する。 したがって、 従来の配線を用いた例では点 47 の電圧 （図 5の点 36に相当） は別の信号源より発生した信号 3により得られて いるが、 本発明における位相捕正素子の場合信号 3は不要であるため、 従来より 少ない信号源で動作させることができる。 点 47における電圧 V3はオームの法 則を用いて計算した式 （1) より得られる。
V3= {R2 (Ri + RS) VJ + R.RSV / 2 +
Figure imgf000014_0001
したがって、 透明電極の抵抗 Rい R2および駆動電圧 Vい V2が得られてい れば Rsを適切に設定することで、 従来、 外部信号源から供給されていた電圧と 等しい電圧を印加できる。
薄膜抵抗の抵抗 Rsは、 薄膜抵抗を構成している導電性薄膜のシート抵抗 ^ 、 薄膜抵抗の幅 W、 長さ Lを用いて
Figure imgf000014_0002
と書くことができる。 例 えば Rs= 1 0 k Ωにするには、 /) L = 300 ΩΖ口、 L = 1 mm, W= 30 x mにすればょレ、。 薄膜抵抗の線幅 Wは狭すぎると形状誤差による抵抗バラッキが 大きくなるため 1 0/xm以上にするのがよい。 長さ Lが長くなり基板上に設置が 困難になった場合には、 途中折り曲げてもよい。
上記の構成では信号 1による電圧 V,を分圧して点 47の電圧を設定したが、 同様な原理により信号 2による電圧 V2を分圧してもよい。 この場合、 薄膜抵抗 は図 7で信号 2側の配線に接続され、 図 8の等価回路では抵抗 R 2と並列になる よう点 4 7と 4 8との間に設置される。
つぎに電極、 給電部、 薄膜抵抗の抵抗値、 および材質について述べる。 給電部 を形成する給電部材料のシート抵抗 P sと電極を形成する電極材料のシート抵抗 P Tの比 P Tノ P Sを 1 0 0 0以上にすることが好ましい。 P T/ p sが小さい場合 、 電極にも比較的大きな電流が流れ、 電極と接している給電部内で電圧降下が生 じて、 所望の電圧分布を得ることが困難となることがある。 したがって、 給電部 材料に比べ電極材料のシート抵抗が高いほど、 隣接する給電部間で電位を連続的 に変化させやすく、 所望の電位分布を得ることができる。 p τΖ /ο sを 1 0 0 0 以上にすることがこの条件を満たすための目安である。
しかし、 ρ τが大きすぎると給電部の導電性がなくなり電位分布は発生しない 。 したがって p sをできるだけ小さくする方が望ましく、 /0 3は0 . 1〜1 0 Ω Ζ口程度、 ρ τは 1 0 0〜： L 0 0 k ΩΖ口程度がよい。
以上の条件を満足し適切に p sと ρ τを設定すると、 一方の電極のみに 2っ以 上の給電部を形成しこれら 2つ以上の給電部にそれぞれ異なる電圧を供給した場 合、 給電部 S 2、 S 3 - · ·それぞれの給電部内では等電位となるが、 電極 面内の電位分布は給電部間で発生する電圧降下により連続的に変化する。 この連 続的に変化する状況は、 2つ （2面） の電極に 2つ以上の給電部を形成して異な る電圧を供給しても同じである。
給電部材料としては、 銅、 金、 アルミニウム、 クロムなどの金属材料が導電性 •耐久性の点から好ましいが、 比抵抗が室温で 1 0一8〜 1 0— 7 Ω · m程度あれ ば金属以外の材料でもよい。 例えば I T O膜などの透明導電膜を用いることもで き、 金属材料を使用する場合に比べ遮光部がなくなるため光の透過率が高くなり 好ましい。 しかし透明導電膜は金属膜に比べ比抵抗が大きいため、 シート抵抗を 小さくするためには膜厚を厚くする必要がある。
給電部に外部の位相補正素子制御回路より電圧を印加するための電極引出部 2 7 (図 2参照） 上の配線材料は I T O膜のような透明導電膜でもよく、 クロムや ニッケルのような金属膜でもよい。 特にニッケルなどハンダで接続可能な金属の 場合、 外部の信号線を容易にハンダで接続でき好ましい。
一方、 電極材料としては透明でありかつ給電部材料に比べシート抵抗が高い必 要がある。 透明導電膜である I T O膜などがよく、 I T O膜はシート抵抗が高い ほどよく 1 0 0 ΩΖ口以上が好ましい。 さらに、 1 k ΩΖ口以上にした方が p s を 1 Ω /口程度にできるため、 給電部の膜厚を薄くできるなど作製が容易になり より好ましい。
Ρ Τを大きくするために酸化亜鉛膜やガリウムを含む酸化亜鉛膜 （G Z O膜） 、 またはガリウムとシリコンを含む酸化亜鉛膜 （G Z S膜） を用いることは I T O膜に比べ容易に高抵抗膜を得られるため好ましい。 特に、 0 2 0膜ゃ0∑3膜 は高比抵抗でありながらエッチング性も良好であり、 光の透過率、 耐久性に優れ ている点で本発明の光へッド装置にぉレ、て好適な材料である。
酸化亜鉛膜へガリゥムを添加する場合、 膜の透過率が変化するためその添加量 を 1〜1 0質量％にすることが好ましい。 また、 ガリウムとシリコンをともに添 加する場合においても、 膜の透過率が変化するためその合計した添加量を 1〜2 0質量％にすることが好ましい。
一方、 薄膜抵抗の材料としては式 （1 ) の関係を満たすような R 3を有する材 料とする必要がある。 光ヘッド装置に用いる場合、 薄膜抵抗の抵抗値を 1 Ο 0 Ω 〜： L 0 0 0 k Ωにすることは、 電極および薄膜抵抗の作製が容易となり望ましく 、 I T Oや G Z 0、 G Z Sなどを使用できる。 薄膜抵抗の材料を電極材料と同じ にし電極形成時に同時に形成することは、 材料の抵抗値が口ットによりバラつい ても、 その影響は式 （1 ) に示すように分母 '分子で相殺されるため、 V 3には 影響を与えず好ましい。
つぎに、 給電部の形状や大きさに関して説明する。 給電部の形状や大きさは、 上述のように状況に応じて変化させることが好ましい。 すなわち位相補正素子に より発生する波面の変化は、 給電部の形状や大きさなどに依存し、 補正したい波 面収差の種類や発生させたい波面形状に応じて変化させればよい。 ここで、 波面 収差としてはコマ収差、 球面収差、 非点収差などがある。
コマ収差は、 上述のように光ディスクのチルトにより発生する収差であり、 位 相補正素子上の入射光束の中心を通って素子面に平行で、 かつ光ディスクの回転 方向に平行な直線の回りに 1 8 0 ° 回転したとき重なる形状を有している。 した がって、 給電部は、 上述の平行な直線に対して対称となるように配置されるのが よい。 具体的には、 例えば連続する 1枚の電極の中央部には通常長方形状または直線 状の給電部を設け、 周辺部には電極の周辺部での形状 （円弧など） の給電部を設 ける。 そして、 それらの給電部が上述の直線に対して対称となるよう給電部を配 置する。 このように給電部を配置することは、 最も効果的にコマ収差を補正でき るので好ましい。
また、 球面収差を補正する場合は、 球面収差が光軸を中心とする同心円形状で あるため、 複数の給電部は、 それぞれが円環体でありかつ相互に同心円状に配設 されており、 位相捕正素子を通過する光源からの出射光の光束半径に対する、 い ずれか 1つの円環体の半径の比が 0 . 6 5〜0 . 8 5であり、 かつ出射光の光束 半径に対する上記とは異なる他の 1つの円環体の半径の比が 0. 2〜0. 4であ ることが好ましい。
ここで、 円環体はドーナツ状であって半径には幅があるので、 円環体の半径の 比とは内半径の比と外半径の比との平均値を意味する。
通常、 半径の比 0 . 6 5の円と 0 . 8 5の円によって囲まれる領域 （領域 A) に球面収差の最大値が存在するため、 給電部である 1つの円環体が、 光軸と中心 を合わせて領域 Aに形成され、 かつ、 半径の比が 0 . 2の円と 0 . 4の円で囲ま れる領域 （領域 C) に、 精度を極めて高く球面収差を補正するため上記とは異な る 1つの円環体の給電部を光軸と中心を合わせて設けることが好ましい。
また、 半径の比 0 . 6 5の円と 0 . 8 5の円のかわりに、 半径の比 0 . 7の円 と 0. 8の円とすることは、 領域 Aよりも領域は狭レ、が球面収差の最大値が存在 する確率が高い領域に円環体が追加でき、 さらに他の円環体が追加でき球面収差 の微調整ができて好ましい。
また、 電極が連続する 1枚の電極の場合、 光軸を含み半径の比が 0 . 2より小 さい光軸近傍領域 （領域 B) にさらに、 円環体の給電部を光軸と中心を合わせて 設けることにより、 さらに球面収差の微調整ができてより好ましい。
また、 電極が分割電極であって、 領域 Bが他の領域 （領域 A、 領域じなど） と 分割されている場合でも、 上述のように精度を極めて高くして球面収差を補正で きるので充分である。
非点収差の場合には、 連続する 1枚の電極に設ける、 電極の中心部の 1点を通 る複数個の放射線状給電部が好ましく個数を増やすほど所望の電位分布が得られ る。 さらに、 コマ収差と球面収差の両方を含む波面収差などを捕正することもで き、 この場合は上記の直線状の給電部と同心円状の給電部とを組み合わせるなど すればよい。
上述したように、 一対の連続する電極のそれぞれに異なる形状の給電部を設け て、 一方の電極がコマ収差を補正し、 他方の電極が球面収差を補正するようにも できる。 同様に、 一対の電極の一方を給電部を有する連続する 1枚の電極にして 、 他方を複数個に分割した分割電極とすることにより、 連続した収差分布と階段 状の収差分布の両方を発生させることもできる。 波面収差であるコマ収差、 球面 収差、 非点収差などはシステムとしての光へッド装置が発生させるものであり、 したがって光へッド装置内に本発明における位相補正素子を組み込むことにより 波面収差を有効に補正できる。
本発明における位相補正素子は透過する光の波面形状を変化させる機能を有し ているため、 波面収差を補正するだけでなく光の焦点位置を変えるなど他の目的 においても同様な原理により使用できる。 例えば、 単に光学倍率を変化させて透 過する光の焦点位置を変化させる目的に使用したり、 また透過する波面を傾けて 出射させることで光の進行方向を変える目的にも使用できる。
波面収差を補正する場合においても、 上記のコマ収差、 球面収差、 非点収差な どのより高次の波面収差も補正できる。 これらの場合においても、 所望する波面 の変化に応じて給電部の形状や数、 位置、 または電極の分割方法などを適宜設定 すればよい。
本発明における位相補正素子の、 給電部が設けられた電極が分割されて複数の 分割電極とされ、 それぞれの分割電極には 1つ以上の給電部が配置されており、 給電部のうち 2つ以上が薄膜抵抗により導電接続されていることが好ましい。 導 電接続される 2つ以上の給電部が、 同一の分割電極上の給電部であれば連続的な 電圧分布が発生できて好ましく、 異なる分割電極上の給電部であれば非連続的な 電圧分布が必要な場合に使用できて好ましい。
いずれの場合においても、 薄膜抵抗を使用して 2つ以上の給電部を導電接続す ることにより、 従来と比べより少ない外部信号源で光へッド装置を動作できる。 また、 薄膜抵抗の接続先の一方が給電部であり、 他方が給電部を有しない分割電 極である構成の場合にお！/、ても同様の効果が得られる。 以下に実施例を示す
[例 1 ]
本例の光へッド装置は、 光ディスクのチルトにより発生するコマ収差を捕正す る位相補正素子を備えており、 またこの位相補正素子は光ディスクの半径方向に 対物レンズのシフトが生じても、 対物レンズと位相補正素子とを一体駆動させる ことなく適切な補正用の位相 （波面） 分布が得られることが特徴である。 本例に おける位相補正素子を組み込んだ光へッド装置は、 図 1に示したものである。 図 9は本例における位相補正素子の電極パターンを示し、 斜線部は I T O膜に より形成された、 連続した 1枚の電極である透明電極 6 0であり、 太線部分は給 電部であるメタル電極 6 1〜6 6である。 また、 メタル電極 6 1〜6 6は給電用 のメタル配線 6 7により位相補正素子外部の図示しない信号源と接続されており 各々信号 1〜6によって任意の電圧を供給できる。
メタル電極 6 2〜6 5の幅は 1 0 0 μ m、 長さは 1 . 5 mm、 またメタル電極 6 1と 6 6の幅は 1 0 0 /z m、 円弧の長さは 6 mmであった。
電極パターンは以下のように形成した。 まず、 ガラス基板にスパッタリング法 にて I T O膜を形成した後、 フォトリソグラフィ一の技術を用いてパターニング した。 このとき、 メタル電極部は I T O膜を残し、 メタル配線部は透明電極 6 0 と絶縁されるようエッチングによりメタル配線部周囲の I T O膜を除去した。 次 にリフトオフ法により図 9のメタル電極およびメタル配線を形成した。 ここで使 用したメタル電極材はアルミニウムであった。
また、 図 9中の破線で示した領域内が対物レンズのシフトのないときに光線が 通過する有効瞳であり、 電極の形状は対物レンズのシフト方向 （図の左右方向） に沿ってレンズのシフト量の分だけ長くなっている。
次に、 対物レンズのシフトが生じた場合においても、 本例の位相補正素子を用 いて良好に光ディスクのチルトを捕正できることを説明する。 対物レンズの N A が 0 . 6、 光源の波長が 0 . 6 5 mの光ヘッド装置において、 厚みが 0 . 6 m mの光ディスクが 1 ° チルトしたときに発生する位相変化である波面収差 （主に コマ収差） を図 1 0に示す。 ここで、 位相補正素子による位相変化が図 1 0の波 面収差量と逆相であれば、 光ディスクのチルトにより発生する波面収差を打ち消 すことができる。 本例の位相補正素子では以下のようにして波面収差を打ち消すための位相変化 を得た。
まずレンズのシフトがない場合に、 位相補正素子により発生した位相変化を図 1 1に示す。 図 1 1では位相変化を n m単位で表してあり、 例えば左半分の領域 の 1 4 0 n m (ほぼ長方形の部分） と一 1 4 0 n m (有効瞳の周辺部） とは反対 方向にそれぞれの数値の大きさで位相変化が発生し、 これらの領域の間の曲線は 等高線であってこの図 1 1では 1本の等高線が約 4 7 n mを表す。
本例においてレンズのシフトがない場合には、 図 9のメタル電極 6 1に 1 . 5 V、 メタル電極 6 2、 6 3に 2 . 7 V、 メタル電極 6 4、 6 5に1 . 9 V、 メタ ル電極 6 6に 3 . 2 Vの電圧を供給した。 本例の場合、 6つの給電部 （メタル電 極） を有する電極に対向する電極は給電部が 1つの連続した 1枚の透明電極で構 成されており、 常に O Vの電位になっている。
高抵抗の透明電極 6 0は異なる電位を有するメタル電極 6 1〜6 6と電気的に 接続されているため場所により電位が異なり一様でな ヽ電圧分布を生じる。 また 、 位相補正素子内部の液晶分子は電圧の印加により配向方向が変化し、 上記の一 様でない電圧分布に応じて配向方向にバラツキが発生する結果、 入射光の位相変 化 δ n · dが場所により異なる。 ここで、 dは液晶セルの基板間隔であり、 δ η は液晶セルの各点での実質的な屈折率差であり印加電圧に応じて変化する。
本例では以上のように、 メタル電極 6 1〜 6 6に電圧を供給して得た図 1 1の 位相変化が、 図 1 0の波面収差を打ち消した。
次に図 9の右方向にレンズのシフトが生じた場合を説明する。 レンズのシフト 量 0 . 3 mm、 ディスクチルト角 1 ° で発生する波面収差 （主にコマ収差） を補 正するために、 位相補正素子により生ずる位相変化を図 1 2に示す。 この場合に は電極 6 1に 1 . 5 V、 電極 6 3に 2 . 6 V、 電極 6 5に 1 . 8 V、 電極 6 6に 2 . 7 Vを供給し、 電極 6 2、 6 4には電圧を供給しないよう信号 1〜6を設定 した。 位相補正素子上の有効瞳はレンズのシフトに従い右方向に移動する。 した がって、 メタル電極 6 2、 6 3とメタル電極 6 4、 6 5の組のうち右側のメタル 電極 6 6、 6 5に電圧を供給することにより、 位相変化の最大位置もレンズのシ フトに追従するように移動できるため、 図 1 0に示した波面収差を補正できた。 同様に、 左方向にレンズのシフトが発生した場合でも、 電極 6 1に 1 . 5 V、 電極 6 2に 2 . 4 V、 電極 6 4に 1 . 6 V、 電極 6 6に 2 . 7 Vを供給し、 電極 6 6 6 5には電圧を供給しないよう信号 1〜6を設定したので、 右方向と同様に 波面収差を補正できた。
本例におけるレンズのシフト量の最大値は 0 . 4 mmであり、 レンズのシフト 量が最大値の場合でも波面収差が補正できるように、 メタル電極 6 2、 6 3の間 隔およびメタル電極 6 4、 6 5の間隔を 0 . 6 mmにした。 この間隔は、 考慮す べきレンズのシフト量の 7 0〜8 0 %程度に設定することが好ましい。
レンズのシフト量が 0 . 3 mmより大きいか、 小さい場合では、 メタル電極 6 2〜6 5に供給する電圧を適宜変化させればよく、 光ディスクのチルトおよびレ ンズのシフトに対して連続的に波面収差の補正を行うことができた。
また、 上記においてメタル電極 6 2、 6 4に電圧を供給しない場合を説明した 力 メタル電極 6 1と 6 3の中間の電圧をメタル電極 6 2に、 メタル電極 6 5と 6 6の中間の電圧をメタル電極 6 4に供給することにより、 図 1 2と同様な位相 変化を得ることもできる。
上述のように、 本例における光ヘッド装置を用いることで、 対物レンスが移動 した場合においても、 光ディスクのチルトにより発生するコマ収差を良好に補正 できる。 また、 電極を分割した従来の位相補正素子と比べ、 分割領域での光散乱 が抑えられた結果、 透過率が 3 %向上した。
[例 2 ]
本例の光へッド装置は、 光ディスクの厚みムラにより生ずる球面収差を補正す る位相補正素子を備えている。 対物レンズは光ディスクの厚みが設計値からずれ ると球面収差を発生し信号の読み取り精度が低下する。 この球面収差を捕正する 位相補正素子を図 1の光へッド装置の位相補正素子 4として組み込んだ。 ただし 、 位相補正素子制御回路 1 0は本例の位相補正素子用に改良されている。
本例の位相補正素子の素子構造は図 2に示したものと同じで、 以下に述べる電 極パターンのみが異なる。 したがって位相補正素子の製造方法や構成材料などは 例 1と同じものを使用した。 以下に本例の位相補正素子により球面収差を補正す る原理を説明する。
図 3は対物レンズの N Aが 0 . 6 5、 光源の波長が 0 . 4 μ πιの光学系におい て、 光ディスクの厚みが設計値の 0 . 6 mmより 0 . 0 3 mm厚くなつた場合に 発生する波面収差 （球面収差） を示す図である。 光ディスクが設計値より厚い場 合は有効瞳の中心と有効瞳の周辺部の位相に対して、 その両者に挟まれた中間部 の位相が進んだ状態となり、 厚みが薄い場合は位相が遅れた状態となる。 本例に おける位相補正素子の電極パターンを図 13に示す。
図 13中の斜線部は I T O膜で形成された、 連続した 1枚の透明電極 80であ り太線部分はメタル電極 8 1〜83である。 メタル電極 8 1〜83はメタル配線 84によりそれぞれ外部の信号源に接続されており、 信号 1〜 3より各々任意の 電圧を供給できる。 電極パターンの材質、 製造方法は上述のとおり例 1と同様で あり、 本例ではメタル電極 82、 83に接続されているメタル配線部の周囲の透 明電極 80の部分はエッチングにより除去されている。
図 1 3のメタル電極 81と 82の外径はそれぞれ 4 mmと 3mm、 幅はいずれ も 100 /zmまたメタル電極 83の直径は 200 imであった。
0. 03 mmの光ディスク厚みムラにより発生する球面収差を位相補正素子に より補正するために、 メタル電極 8 1、 83に 2. 3V、 メタル電極 82に 2. 0V供給した。 ここでも、 例 1と同様に 3個の給電部 （メタル電極） を有する電 極に対向する電極は給電部が 1つの連続した 1枚の透明電極で構成されており、 常に 0Vの電位になっている。
図 14に位相補正素子により発生した位相変化を示す。 図 14も図 1 1と同様 に位相変化を n m単位で表してあり、 円の中心部と外周部は位相変化が 0 n mで 、 位相変化が一 100 nmの領域が中間部にある。 また、 複数個ある実線の円は 等高線であって、 — 1 00 nmの領域の内側では 1本の等高線が 20 nmを表し 、 外側では約 60 nmを表す。
透明電極 80は各メタル電極の電圧にしたがって電圧分布を生じる。 前述の説 明と同様に、 電圧分布により液晶の実質的な屈折率分布が生じる結果、 位相捕正 素子は図 14に示す同心円状の位相変化を発生できる。
一方、 光ディスク厚が 0. 03mmだけ薄い場合には、 図 3とは正負が逆転し た球面収差を補正するために、 メタル電極 81、 83に 2. 0V、 メタル電極 8 2に 2. 3Vを供給すればよレ、。 これにより、 位相補正素子によって発生する位 相変化も図 14の正負を逆転した形になるため、 球面収差を相殺できる。 以上の ようにメタル電極 81、 82、 83に適切な電圧を供給することにより図 3の球 面収差を補正できる。 また、 メタル電極 8 1、 8 3に常に等しい電圧を供給して も、 光学特性上大きく影響しないために、 両者を導通させて 1つの電源に接続さ せてもよい。
上述のように、 本例における光ヘッド装置を用いることで、 光ディスクの厚み ムラにより発生する球面収差を良好に捕正できた。 また、 電極を分割した従来の 位相補正素子と比べ、 分割領域での光散乱が抑えられた結果、 透過率が 3 %向上 した。 さらに、 従来と比べ少ない外部信号源により動作させることができたため 、 低いコストで光へッド装置を作製できた。
[例 3 ]
本例の光へッド装置は、 光ディスクの厚みムラにより生ずる球面収差と光ディ スクのチルトにより発生するコマ収差との両収差を補正する位相補正素子を備え ている。 この位相補正素子を図 1の光へッド装置の位相補正素子 4として組み込 んだ。 ただし、 位相補正素子制御回路 1 0は本例の位相補正素子用に改良されて いる。 本例の位相補正素子の素子構造は図 2に示したものと同じで、 以下に述べ る電極パターンおよぴ材料が異なる。
図 2の電極 2 4 aとして、 図 1 3に示した例 2と同様な電極パターンが形成さ れており球面収差を補正できる。 本例の場合、 図 1 3の連続した 1枚の透明電極 8 0の材料として G Z O膜を用い、 メタル電極 8：!〜 8 3にはクロムを用いた。 メタル電極 8 1、 8 2は円環体であり相互に同心円状に配設されている。 G Z O 膜のシート抵抗値は 1 0 0 k Ωノロであり、 クロムのシ一ト抵抗値は 1 Ωノロで ある。
一方電極 2 4 bとして、 図 1 5に示すように分割電極 9 1 - 9 5が形成されて いてコマ収差を補正できる。 図 1 5の分割電極は、 ガラス基板にスパッタリング 法により I T O膜を成膜し、 フォトリソグラフィ一およびエッチングの技術を用 いてパターンを形成した。 図 1 5の太線は分割電極間ギャップを示しており、 こ の部分はエッチングの技術により I T O膜が取り除かれているため電圧印加され なレ、。 分割電極間ギャップの幅は 5 μ mであつた。
以下に本例の位相補正素子により球面収差とコマ収差を補正する原理を説明す る。 本例では、 分割電極 9 1〜9 5およびメタル電極 8 1〜8 3に入力する信号 として、 周波数 l k H z、 デュ一ティ比が 1 2の矩形交流波信号を印加した。 交流信号の位相は分割電極 9 1〜 95内、 およびメタル電極 81-83内では揃 つているが、 分割電極 91〜95とメタル電極 8 1〜83との間では位相が 1 8 0° ずれている。
ここで、 位相補正素子制御回路のコモン電圧 （例えば 0V) に対するメタル電 極 8 1〜83の電圧を Vn (M) (n = 1〜3) 、 分割電極 91〜95の電圧を Vm (D) (m= l〜5) とすれば、 位相は両電圧間で 1 80° ずれているから 、 ある瞬間では Vn (M) >0、 Vm (D) く 0であり、 またある瞬間では Vn ( ) く 0、 Vm (D) >0になる。 したがって、 液晶分子 28を駆動する実効電 圧 Vnm (E) は、 [Vn (M) -Vm (D) ] rmsであり、 Vn (M) と Vm (D ) の差の rms値 （振幅の自乗の時間的平均の平方根） になる。 ただし、 n = l 〜3、 111= 1〜5でぁ>0。
本例の場合、 周波数、 デューティ比が 1 2で位相が 1 80。 ずれた矩形交流 波であるので、 実効電圧 Vnm (E) は単に差の絶対値 | Vn (M) -Vm (D) Iに一致する。 印加する電圧 Vn (M) 、 Vm (D) は補正する収差分布により 異なる。
まず球面収差だけを補正する場合、 コマ収差補正用の分割電極 91〜95は固 定電圧を印加して、 本例では Vm (D) =1V (m= l〜5) とした。 球面収差 補正用のメタル電極 81、 83は同じく固定電圧を印加し、 メタル電極 82には 光ディスクの厚みムラに対応する電圧を印加して、 本例では Vn (M) = 1 V ( n= l、 3) 、 V2 (M) =0. 5〜1. 5 Vを印加した。
よって実効電圧 Vnm (E) は、 メタル電極 8 1、 83では常に 2Vrmsになり 、 メタル電極 81では光ディスクの厚みムラの大きさに応じて 1. 5〜2. 5 V の範囲で変化した。 その結果、 例 2と同様にメタル電極間に発生する連続的な電 位分布により、 実効電圧も連続的に変化するため、 図 14に示すような位相変化 を得ることができた。
次にコマ収差だけを捕正する場合、 前述の場合とは逆に球面収差補正用のメタ ル電極 Vn (M) (n = l〜3) には固定電圧 1 Vを印加し、 コマ収差補正用の 分割電極 93には固定電圧 1 Vを印加した。 分割電極 91と 94、 92と 95は おのおの等しい電圧を光ディスクのチルト量に応じて 0. 5〜1. 5 Vの電圧を 、 (Vx (D) +V2 (D) ) /2=V3 (D) の関係を満足するよう印加した。 ここで、 添字 1を 4に、 2を 5に置き換えてもこの関係式は成立する。
よって実効電圧 V n m ( E) は、 分割電極 9 3では常に 2 V r m sになり、 分割電 極 9 1、 9 2、 9 4、 9 5では光ディスクのチルト量に応じて 1 . 5〜2 . 5 V まで変化する。 その結果、 図 1 5に示した電極パターンに等しい電位分布が発生 し、 同様な位相変化を得ることができた。
次に球面収差とコマ収差を同時に補正する場合について述べる。 この場合、 分 割電極 9 3とメタル電極 8 1 , 8 3には固定電圧 1 Vを印加し、 分割電極 9 1、 9 2、 9 4、 9 5は光ディスクのチルト量に応じて 0 . 5〜1 . 5 Vを、 メタル 電極 8 2には光ディスクの厚みムラの大きさに応じて 0 . 5〜1 . 5 Vを印加す る。 これにより、 前述の場合と同様にコマ収差および球面収差の収差量に応じた 電位分布が発生する。
液晶は電圧応答により実効的な屈折率が変化するため、 電位分布に応じた屈折 率分布が形成されて、 位相補正素子を通過する光の位相が変化する。
したがって、 厚みムラのある光ディスクがチルトしても、 球面収差とコマ収差 の両方を同時に補正することにより、 良好な再生信号を得ることができた。 以上は、 コマ収差補正用の電極を分割電極としたが、 これとは異なり例 1のよ うにコマ収差用で連続した 1枚の電極を給電部であるメタル電極にして、 さらに 球面収差用の電極を同心円状に分割した分割電極としてもよい。
また、 光ディスクのラジアル （半径） 方向のコマ収差補正とタンジェンシャル (接線） 方向のコマ収差補正の電極パターンを対にして組み合わせてもよく、 球 面収差と非点収差、 コマ収差と非点収差を各々補正する電極パターンを対にして もよい。 いずれの場合にも 2種類の収差や波面変化を同時に補正できる。
上述のように、 本例における光ヘッド装置を用いることで、 光ディスクの傾き により発生するコマ収差と光ディスクの厚みムラにより発生する球面収差の両方 を同時に補正できた。 また、 電極を分割した従来の位相補正素子と比べ、 分割領 域での光散乱が抑えられた結果、 透過率が 5 %向上した。 さらに、 従来と比べ少 ない外部信号源により動作させることができたため、 低いコストで光へッド装置 を作製できた。
[例 4 ]
本例の光へッド装置は、 光ディスクの厚みムラにより生ずる球面収差を補正す る位相補正素子を備えている。 この位相補正素子を図 1の光へッド装置の位相捕 正素子 4として組み込んだ。 ただし、 位相補正素子制御回路 10は本例の位相補 正素子用に改良されている。
本例の位相補正素子の素子構造は図 2に示したものと同じで、 以下に述べる電 極パターンのみが異なる。 したがって位相補正素子の製造方法や構成材料などは 例 1と同じものを使用した。
図 2の電極 24 aは図 16に示すように分割電極 101、 102、 103と分 割電極 103に形成した給電部 1 04、 105により構成されている。 分割電極 1 01〜： I 03の材質は G Z S膜であり、 給電部 104、 1 05の材質は I T O 膜である。 GZS、 I TOのシート抵抗はそれぞれ 10◦ 0 k Ωノロ、 10 k Ω
Z口とした。
電極 24 aはまず、 ガラス基板上に I TO膜をスパッタリング法により成膜し フォトリソグラフィーおよびエッチングの技術を用いて給電部 104、 105を 形成した。 次に I TO膜をスパッタリング法により成膜し、 上記と同様にフォト リソグラフィーおよびエッチングの技術を用いて分割電極 1 0：！〜 103を形成 した。 分割間隔は例 3と同様 5 mとした。
図 1 6の信号 1〜 4はそれぞれ、 分割電極 101、 102、 給電部 104、 1 05に印加される信号であり、 位相補正素子制御回路 1 0により発生した。 図 1 6では信号 1の配線は分割電極 102を通過しているよう図示されている力 本 例ではエッチングにより両者は絶縁されるよう分割電極 102がパターニングさ れている。
—方、 図 2の電極 24 bは I TO膜により形成した、 連続した 1枚の電極とし た。
次に本例の位相補正素子により球面収差を捕正する原理を説明する。 本例の場 合、 印加する信号は周波数 1 k H z、 デューティ比が 1 / 2の矩形交流波信号で あり、 信号の位相は分割電極 101、 102、 給電部 104、 105のすべてに 対し揃っている。 対向する電極 24 bは位相捕正素子制御回路のコモン電圧 （例 えば 0V) に固定されている。
球面収差が発生していない場合、 信号 1〜4の電圧はすべて 2 Vにした。 する と、 電極 24 aは 2 Vの等電位になり位相変化は発生しない。 次に光ディスクの厚みムラにより球面収差が発生した場合は、 信号 1、 信号 4 の電圧 V！、 V4を 2Vに固定して、 信号 2、 信号 3の電圧 V2、 V3を厚みムラ の大きさに応じて 1〜3Vの範囲の値に設定した。 Vi〜V4の関係は、 （V2— V!) =α · (V3— V!) およぴ とした。 ここで αは 0<α< 1の比例 定数で分割電極 101、 給電部 104の直径により決められる。 本例ではひ =0 . 5とした場合、 最も光ディスクの再生信号が良好であった。 また、 球面収差を 捕正する場合には Vi = V4である必要はなく、 給電部 1 04、 1 05の形状に よっては V iと V4とで異なる電圧を印加した方が波面収差をよく補正できるこ ともあり、 このときは良好な再生信号を得ることができる。
以上のようにして発生する位相補正素子全体の電位分布は、 分割電極 101、 102の内部では電位が一定で階段状の分布となり、 また分割電極 1 03の内部 では連続的に変化する分布となる。 このように位相変化が生じた結果、 厚みムラ のある光ディスクにおいても球面収差を補正でき良好な再生信号を得ることがで きた。
上述のように、 本例における光ヘッド装置を用いることで、 従来と比べ少ない 外部信号源により動作させることができ、 低いコストで光へッド装置を作製でき た。
また、 分割電極の一部を複数の給電部を有する構成にした結果、 従来の位相補 正素子と比べ分割電極数が減ったため、 分割領域での光散乱が低減し、 透過率が 3%向上した。
[例 5]
本例の光へッド装置は、 光ディスクの厚さムラにより生ずる球面収差を補正す る位相補正素子を備えている。 対物レンズは光ディスクの厚さが設計値からずれ ると球面収差を発生し信号の読み取り精度が低下する。 この球面収差を補正する 位相補正素子を図 1の光へッド装置の位相補正素子 4として組み込んだ。 ただし 、 位相補正素子制御回路 10は本例の位相補正素子用に改良されている。
本例の位相補正素子の素子構造は図 2に示したものと同じである。 以下に本例 の位相補正素子により球面収差を補正する原理を説明する。 本例の光へッド装置 における対物レンズの NAは 0. 95、 光源の波長は 0. 4 ^mであった。 光デ イスクの厚さが、 設計値の 0. 6mmよりも 0. 03 mmだけ厚い場合に発生す る波面収差 （球面収差） は上記のように図 3に示される。 本例における位相補正 素子の電極パターンは図 7に示すものであり、 等価回路は図 8に示したものであ る。
図 7中の斜線部は GZO膜で形成された透明電極 40であり、 太線部分 （環状 体） はクロム薄膜をエッチング技術により形成した給電部 41、 42、 43、 4 4である。 給電部は、 同一の基板面上に形成された同じクロム薄膜による配線に よって、 外部の信号源である信号 1、 2に接続されている。 給電部 42は同一の 基板面上に形成された薄膜抵抗 45により信号 1に接続されている。
給電部 41〜 44の幅は 100 m、 給電部 42、 43、 44の直径はそれぞ れ 0. 5、 1. 5、 2. 2 mmであり、 給電部 41は直径 50 μπιの円形であつ た。 以上の電極および給電部のパターンは以下のように形成した。 まず、 ガラス 基板上にスパッタ法にてクロム膜を堆積させた後、 エッチング技術により不用部 分を取り除き給電部および配線を形成した。 つぎに、 I TO膜をスパッタ法によ り堆積した後、 エッチング技術により薄膜抵抗 45を形成した。 その後、 スパッ タ法により GZO膜を堆積しエッチング技術により透明電極 40を形成した。 各部のシート抵抗値として、 給電部が 1 Ωノロ、 電極が 100k ΩΖ口、 薄膜 抵抗が 300 ΩΖ口であった。 図 8の抵抗 Rい R≥、 R3に相当する給電部間の 電極抵抗値はそれぞれ 50、 28、 20kQであった。 薄膜抵抗の抵抗値およぴ 形状は次のようにして決めた。 給電部 41、 44の電位が信号 1により = 2 V、 給電部 43の電位が信号 2により V2= 3 Vとした場合、 図 8の点 47に相 当する給電部 42の電位を約 2. 15 Vにするために、 式 （1) より Rs=5.
48 kQとすればよい。 したがって、 シート抵抗 /0 Lは 300 ΩΖ口であるので 薄膜抵抗の線幅 Wを 30 / mとすると、 長さ Lは Rs= p LX L/Wより約 0.
55 mmになる。 本例では幅 30jum、 長さ 55 mmの線を 3回折り曲げた 形状の抵抗値 5. 48 の薄膜抵抗 （線状抵抗） を形成した。
0. 03 mmの光ディスクの厚さムラにより発生する球面収差を位相補正素子 により補正するために、 給電部 41、 44に 2. 3V、 給電部 43に 2. 0 Vの 電圧を供給した。 その結果、 薄膜抵抗により給電部 42には約 2. 05Vの電圧 が供給された。 ここで、 図 7に示した給電部を有する電極に対向する電極は、 給 電部を 1つ有する一枚の透明電極で構成されており、 常に 0 Vの電位になる。 図 14に位相捕正素子により発生した位相変化を n m単位で示した。 例 2と同 じであった。 円の中心部と外周部の位相変化を 0 nmとした場合、 中間部領域の 位相変化は一 1 O Onm程度になる。 ここで、 複数個ある実線の円は等高線であ つて、 — 100 nmの中間部領域の内側では 1本の等高線が 20 nmを表し、 外 側では約 30 nmを表す。
透明電極 40 (図 7) には、 給電部の電圧に応じて電圧分布が発生する。 上述 したように、 図 7の透明電極 40内の電圧分布により液晶の実質的な屈折率分布 が生じる結果、 位相補正素子は図 14に示す同心円状の位相変化を発生できる。 一方、 光ディスク厚さが 0. 03 mmだけ薄い場合には、 図 14とは正負が逆 転した球面収差を補正するために、 給電部 41、 44に 2. OV、 給電部 43に 2. 3 Vを供給すれば位相補正素子によって発生する位相変化が図 14の正負を 逆転した形になるため球面収差を相殺できる。 以上のように所望の電圧が得られ るよう薄膜抵抗 45を設け、 給電部 41、 43、 44に適切な電圧を供給するこ とにより図 14の球面収差を補正できる。
[例 6]
本例の光へッド装置は、 光ディスクの厚さムラにより生ずる球面収差と光ディ スクのチルトにより発生するコマ収差の両者を補正する位相補正素子を備えてい る。 この位相補正素子を図 1の光へッド装置の位相補正素子 4として組み込んだ 。 ただし、 位相補正素子制御回路 10は本例の位相補正素子用に改良されている 。 本例の位相補正素子の素子構造は図 2に示したものと同じで、 以下に述べる電 極パターンおよぴ材料が異なる。
図 2の電極 24 aは図 17に示すように分割電極 51、 52、 55と分割電極 55に形成した給電部 53、 54、 および薄膜抵抗 56、 57により構成されて いる。 図 17では薄膜抵抗 56、 57は模式的に表わされており、 実際の形状は 所望の抵抗値が得られるよう線状などにする。
分割電極 51、 52、 55の材質は G Z S膜であり、 給電部 53、 54、 およ び薄膜抵抗 56、 57の材質は I TO膜であった。 GZS膜、 I TO膜のシート 抵抗はそれぞれ 1000、 l O kQZ口であった。 電極 24 aはまず、 ガラス基 板上に I TO膜をスパッタ法により成膜しフォトリソグラフィ技術およびエッチ ング技術を用い給電部 53、 54、 および薄膜抵抗 56、 57を形成した。 給電 部 53、 54の幅は 50 μπιとした。 つぎに GZ S膜をスパッタ法により成膜し フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて分割電極 51、 52、 5 5を形成した。 分割電極の分割間隔は 5 μ mとした。 図 1 7の信号 1および 2は 、 それぞれ分割電極 51と給電部 54、 および給電部 53に印加される信号であ り、 位相補正素子制御回路 10により発生する。
一方、 電極 24 bには例 3と同様図 1 5に示すように分割電極 91〜 95が形 成されておりコマ収差を補正できる。 図 15の分割電極は、 ガラス基板にスパッ タ法により I TO膜を成膜し、 フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術に よりパターンを形成した。 図 1 5の太線は分割電極間ギヤップを示しており、 こ の部分はエッチングにより I TO膜が取り除かれているため電圧印加されない。 分割電極間ギヤップの幅は 5 mであった。
以下に本例の位相補正素子により球面収差とコマ収差を補正する原理を説明す る。 位相補正素子制御回路の出力波形は、 周波数 l kHz、 デューティ比 1ノ2 の矩形交流波信号であり、 交流信号の位相は電極 24 a内および電極 24 b内は 同位相であり、 電極 24 aと電極 24 b間は逆位相 （位相差 1 80° ) になる。 ここで、 位相補正素子制御回路のコモン電圧 （例えば 0V) に対する電圧として 、 電極 24 aの分割電極、 給電部の電圧を Vn (S) (n= l〜4) 、 電極 24 bの分割電極の電圧を Vm (D) (m= l〜5) とすれば、 位相は両者で 1 80 。 ずれているから、 ある瞬間では Vn (S) >0、 Vm (D) く 0であり、 また ある瞬間では Vn (S) く 0、 Vm (D) >0になる。 したがって、 液晶分子 2 8を駆動する実効電圧 Vnm (E) は、 [Vn (S) -Vm (D) ] rmsであり、 Vn (S) と Vm (D) の差の rms値 （振幅の自乗の時間的平均の平方根） に なる。
本例の場合、 デューティ比が 1ノ2で位相が 180° ずれた矩形交流波である ので、 実効電圧 Vnm (E) は単に差の絶対値 I Vn (S) — Vm (D) Iに一致 する。 印加する電圧 Vn (S) 、 Vm (D) は補正する収差分布により異なる。 まず球面収差だけを補正する場合、 コマ収差補正用である分割電極 91〜95 には固定電圧を印加する。 本例では Vra (D) = 1 V (m= l〜5) とした。 球 面収差補正用である電極 24 aについては、 信号 1を固定電圧として分割電極 5 1、 給電部 54に対して Vn (S) - 1 V (n= l、 4) とし、 信号 2には光デ イスクの厚さムラに対応する電圧として分割電極 52、 給電部 53に Vn (S) =0. 5〜： 1. 5V (n = 2、 3) を印加した。 よって実効電圧 Vnm (E) は 、 分割電極 5 1、 給電部 54では常に 2 Vrmsになり、 分割電極 52、 給電部 5 3では光ディスクの厚さムラに応じて 1. 5〜2. 5Vrmsまで変化する。 その 結果、 例 5と同様にメタル電極間に発生する連続的な電位分布により、 実効電圧 も連続的に変化するため、 電極パターンに応じた位相変化を得ることができる。 つぎにコマ収差だけを補正する場合、 前述とは逆に球面収差補正用の電極 24 aに対しては、 信号 1、 2とも固定電圧とし、 分割電極、 給電部とも Vn (S) (n= l〜4) = I Vを印加した。 一方、 コマ収差補正用の電極 24 bに対して は分割電極 93には固定電圧 1 Vを印加した。 分割電極 9 1と 94、 92と 95 に対しては、 それぞれ等しい電圧を光ディスクのチルト量に応じて、 0. 5〜1 . 5 Vの電圧を、 （V (D) +V2 (D) ) /2 =V3 (D) の関係を満足する よう印加した。
よって実効電圧 Vnm (E) は、 分割電極 93では常に 2 Vrmsになり、 分割電 極 91、 92、 94、 95では光ディスクのチルト量に応じて 1. 5〜2. 5 V rrasの範囲で変化する。 その結果、 図 15に示した電極パターンの形状に等しい 電位分布が発生し、 位相変化を得ることができた。
つぎに球面収差とコマ収差を同時に補正する場合について述べる。 この場合、 分割電極 93と分割電極 51、 給電部 54には固定電圧 1 Vを印加し、 分割電極 91、 92、 94、 95には光ディスクのチルト量に応じて 0. 5〜： 1. 5Vを 、 図 1 7の信号 1および 2の電圧には光ディスクの厚さムラ量に応じて 0. 5〜 1. 5 Vを印加する。 これにより、 上述の場合と同様にコマ収差、 球面収差に対 応した電位分布が発生する。 したがって、 位相変ィ匕が生じた結果、 厚さムラのあ る光ディスクがチルトした場合においても球面収差とコマ収差を補正できるので 、 良好な再生信号を得ることができた。
以上は、 コマ収差補正用の電極を分割電極としたが、 例 5のようにコマ収差用 の電極を給電部であるメタル電極にして、 球面収差用の電極を同心円に分割した 分割電極としてもよレ、。 また、 ラジアルコマ収差補正とタンジェンシャルコマ補 正の電極パターンを対にしてそれぞれの基板上に形成してもよく、 球面収差と非 点収差、 コマ収差と非点収差を各々補正する電極パターンを対にしてもよレ、。 い ずれの場合にも 2種類の収差や波面変化を同時に補正できる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明の光ヘッド装置においては、 位相捕正素子を構成する一 対の基板のそれぞれに形成された電極の少なくとも 1つの電極に 2つ以上の給電 部を設けることにより、 この位相補正素子により光源からの出射光に連続的な位 相 （波面） 変化を生じさせることができるので、 光ディスクのチルトゃ光デイス ク厚みムラなどにより発生する波面収差を効率よく補正でき、 ノイズの少ない良 好な信号光が得られる。
また、 複数の給電部を薄膜抵抗を介して導電接続することにより、 従来よりも 少ない信号源で同等の収差補正性能を発揮できる。
また、 光記録媒体の半径方向への対物レンズのシフトが生じた場合でも位相補 正素子を対物レンズと一体駆動させずに波面収差 （主にコマ収差） を補正できる 。 さらに、 光ディスクの厚みムラにより生ずる球面収差も捕正できる。
本発明の効果は、 基板に形成された電極が連続した 1枚の電極であっても、 複 数個に分割されていても、 本発明の要件を満たしているかぎり効果に大きな差を 生じない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光源と、
光源からの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、 光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面を変化させる位相補正素子 であって、 少なくとも一方が透明な一対の基板に挟持された異方性光学媒質を備 えており、 一対の基板の表面には異方性光学媒質への電圧印加用の電極がそれぞ れ形成されており、 少なくとも一方の電極には複数の給電部がそれぞれ異なる位 置に形成されており、 複数の給電部にはそれぞれ異なる電圧が供給できるように されている位相補正素子と、
波面を変化させるための電圧を位相補正素子へ出力する制御電圧発生手段と、 を備えていることを特徴とする光へッド装置。
2. 光源と、
光源からの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、 光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面を変化させる位相補正素子 であって、 一対の基板に挟持された異方性光学媒質を備えており、 一対の基板の 対向するそれぞれの表面には異方性光学媒質への電圧印加用の電極が形成されて おり、 少なくとも一方の電極には複数の給電部がそれぞれ異なる位置に形成され ており、 導電性薄膜からなる薄膜抵抗を介して複数の給電部の 2つ以上が導電接 続されている位相補正素子と、
波面を変化させるための電圧を位相補正素子へ出力する制御電圧発生手段と、 を備えていること特徴とする光へッド装置。
3 . 前記給電部が形成されている電極が分割されて複数の分割電極とされ、 それ ぞれの分割電極には 1つ以上の給電部が配置されており、 前記給電部のうち 2つ 以上が前記薄膜抵抗を介して導電接続されている請求項 2に記載の光へッド装置
4 . 前記複数の給電部は、 それぞれが円環体でありかつ相互に同心円状に配設さ れており、 前記位相補正素子を通過する、 前記光源からの出射光の光束半径に対 するいずれか 1つの円環体の半径の比が 0 . 6 5〜0. 8 5であり、 かつ光束半 径に対する前記 1つの円環体とは異なる他の 1つの円環体の半径の比が 0 . 2〜 0 . 4である請求項 1、 2または 3に記載の光ヘッド装置。
5. 前記一対の基板のうち一方のみが透明な基板である請求項 1〜4のいずれか に記載の光へッド装置。
6. 前記異方性光学媒質が液晶である請求項 1〜 5のいずれかに記載の光へッド
7. 前記給電部を有する電極を形成する電極材料のシート抵抗が 100 ΩΖロ以 上である請求項 1〜 6のいずれかに記载の光へッド装置。
8. 前記薄膜抵抗の全ては、 抵抗値が 100Ωから 1000 k Ωまでの範囲にあ る請求項 2〜 7のいずれかに記載の光へッド装置。
9. 前記電極を形成する電極材料のシート抵抗の全ては、 前記給電部を形成する 給電部材料のシート抵抗の 1000倍以上である請求項 1〜 8のいずれかに記載 の光へッド装置。
10. 前記電極材料は、 ガリウムが添加された酸化亜鉛膜、 またはガリウムとシ リコンとが添加された酸化亜鉛膜からなる請求項 7または 9に記載の光へッド装
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