WO2006043516A1 - 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置 - Google Patents

液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2006043516A1
WO2006043516A1 PCT/JP2005/019062 JP2005019062W WO2006043516A1 WO 2006043516 A1 WO2006043516 A1 WO 2006043516A1 JP 2005019062 W JP2005019062 W JP 2005019062W WO 2006043516 A1 WO2006043516 A1 WO 2006043516A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
fresnel lens
birefringent
light
lens member
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/019062
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuo Osawa
Yoshiharu Ooi
Original Assignee
Asahi Glass Company, Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Company, Limited filed Critical Asahi Glass Company, Limited
Priority to JP2006542975A priority Critical patent/JP4692489B2/ja
Publication of WO2006043516A1 publication Critical patent/WO2006043516A1/ja
Priority to US11/737,177 priority patent/US7710536B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • G11B7/1369—Active plates, e.g. liquid crystal panels or electrostrictive elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13925—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/294—Variable focal length devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • Liquid crystal diffractive lens element and optical head device Liquid crystal diffractive lens element and optical head device
  • the present invention relates to a liquid crystal diffractive lens element capable of switching a focal position, and recording of information on an optical recording medium such as an optical disk and / or reproducing of information from the optical recording medium force (hereinafter, referred to as "optical recording medium").
  • optical recording medium an optical recording medium that uses this liquid crystal diffractive lens element for recording and reproduction.
  • an optical head device that records and reproduces an optical recording medium such as an optical disc
  • information is recorded and reproduced on an optical disc having a different cover layer thickness such as a CD and a DVD.
  • the depth of the information recording surface for recording information from the optical disc surface (hereinafter simply referred to as the depth of the information recording surface) is different.
  • a light modulation element for switching the focal length is used (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 9 (1994)). — See No. 230300, hereinafter referred to as Patent Document 1).
  • the light modulation element disclosed in Patent Document 1 is provided at a boundary between a pair of transparent substrates, a liquid crystal sandwiched between these transparent substrates, and the liquid crystal and one transparent substrate.
  • An optical member having the shape of a Fresnel lens and a transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal By switching the voltage applied to the liquid crystal, the orientation direction of the liquid crystal is switched, and the refractive index of the liquid crystal with respect to incident light is changed. Switching is performed to switch whether or not the optical member functions as a Fresnel lens.
  • an optical head device In an optical head device, light that is polarized in a specific direction is usually used as incident light, and the refractive index is switched by matching the alignment direction of the liquid crystal with the polarization direction of the incident light. Is called.
  • the refractive index of the liquid crystal is switched so as to be the same as or different from the refractive index of the optical member having the Fresnel lens shape before and after switching of the voltage applied to the liquid crystal.
  • one optical modulation element is provided for each of the forward path and the backward path so that the focal lengths of both the forward path light and the backward path light can be switched, thereby increasing the size of the optical head device and the complexity of driving.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and a liquid crystal diffractive lens element capable of switching the focal lengths of both forward light and backward light with one element, and an optical head using the same A device is provided.
  • the present invention provides the following contents.
  • a second birefringent Fresnel formed between the lens member, the second transparent substrate facing the first transparent substrate, and the liquid crystal, and having a Fresnel lens shape and made of a birefringent material.
  • a liquid crystal diffractive lens element comprising a lens member
  • the extraordinary refractive index direction of the first birefringent Fresnel lens member and the extraordinary refractive index direction of the second birefringent Fresnel lens member are orthogonal to each other
  • the alignment direction of the liquid crystal at the interface between the liquid crystal and the first birefringent Fresnel lens member or the transparent electrode, and the alignment direction of the liquid crystal at the interface between the liquid crystal and the second birefringent Fresnel lens member or the transparent electrode Liquid crystal diffraction lens element characterized by being summer as orthogonal.
  • the first birefringent Fresnel lens member, the second birefringent Fresnel lens member, and the power S are switched by applying an electric field to the liquid crystal and switching the alignment direction of the liquid crystal. Since it functions as a Fresnel lens for the light it contains, it is possible to realize a liquid crystal diffractive lens element that can switch the focal length of both forward and backward light with a single element.
  • each birefringent Fresnel lens member functions as a Fresnel lens
  • a simple liquid crystal diffractive lens element can be realized.
  • the same means ⁇ 5 of each refractive index. /.
  • the value is within.
  • 4. The liquid crystal diffractive lens according to any one of 1 to 3, wherein the shape of the first birefringent Fresnel lens member and the shape of the second birefringent Fresnel lens member are the same. Element.
  • the shape of the first birefringent Fresnel lens member is the same as the shape of the second birefringent Fresnel lens member. Therefore, a liquid crystal diffractive lens element capable of converting the focal length at the same magnification can be realized.
  • the extraordinary refractive index direction of the first birefringent Fresnel lens member and the second birefringent Fresnel lens member is parallel to the transparent substrate surface and perpendicular to the transparent substrate surface.
  • the liquid crystal diffractive lens element according to any one of 1 to 4, wherein the liquid crystal diffractive lens element is twisted with respect to.
  • the extraordinary refractive index direction of the birefringent Fresnel lens member is twisted in the direction perpendicular to the transparent substrate surface.
  • a liquid crystal diffractive lens element that can align the alignment direction of the liquid crystal with the extraordinary optical refractive index direction at the concave and convex portions of the birefringent Fresnel lens member, and that can more effectively function as a Fresnel lens. it can.
  • liquid crystal diffractive lens element according to any one of 1 to 5, wherein the liquid crystal diffractive lens element is integrated with a phase plate whose phase difference with respect to the wavelength of transmitted light is an odd multiple of ⁇ / 2.
  • the liquid crystal diffractive lens element that can be easily adjusted and saves space can be realized because it is integrated with the phase plate. It can appear.
  • the alignment direction of the liquid crystal is in the vicinity of the interface with each birefringent Fresnel lens member. Since it coincides with the rate direction, it is possible to realize a liquid crystal diffractive lens element that can more suitably exhibit the function as a Fresnel lens. Where matches It may be in a state of being deviated to the extent that the effects of the invention are not impaired. Specifically, there may be a deviation within about 10 degrees.
  • the birefringence index of the entire Fresnel lens member consisting of an isotropic material and a birefringent material force can be adjusted.
  • a liquid crystal diffractive lens element with a high degree of design freedom due to a large amount of liquid crystal noisy can be realized.
  • liquid crystal diffractive lens element according to any one of 4 to 8, wherein a phase adjustment surface having a concavo-convex shape is integrated with at least one of the transparent substrates.
  • a transmitted wavefront change by the phase adjustment surface can be added independently of the transmitted wavefront change generated by the Fresnel lens member and the liquid crystal.
  • a liquid crystal diffractive lens element having a high degree of design freedom can be realized due to many variations of transmitted wavefront changes.
  • phase adjusting surface is formed of a plurality of materials having different refractive index temperature coefficients.
  • An optical head device comprising: a liquid crystal diffractive lens element according to claim 1; and an optical detector that reads information on the optical recording medium force.
  • the polarization direction of the forward light is made to coincide with or orthogonal to the extraordinary refractive index direction of the first birefringent Fresnel lens member. It is possible to realize an optical head device in which the refractive Fresnel lens member can more suitably exhibit the function as a Fresnel lens.
  • the first birefringent Fresnel lens member and the second birefringent Fresnel lens member have polarization directions orthogonal to each other by switching the alignment direction of the liquid crystal by applying an electric field to the liquid crystal. Since it functions as a Fresnel lens for light, it is possible to realize a liquid crystal diffractive lens element and an optical head device that can switch the focal lengths of both forward and backward light with a single element.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of a liquid crystal diffractive lens element according to first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a conceptual configuration of a liquid crystal diffractive lens element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the shape of a birefringent Fresnel lens member constituting the liquid crystal diffractive lens element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a conceptual configuration of a liquid crystal diffractive lens element according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another conceptual configuration of the liquid crystal diffractive lens element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another conceptual configuration of the liquid crystal diffractive lens element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a conceptual configuration of an optical head device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are a sectional view and a plan view, respectively, showing a conceptual configuration of the liquid crystal diffractive lens element according to the first embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional view shown in FIG. 1 is a view showing a DD ′ cross section of the liquid crystal diffractive lens element 10 shown in FIG. 1 and 2, the liquid crystal diffractive lens element 10 includes a pair of transparent substrates la and lb arranged in parallel, a liquid crystal 4 sandwiched between the pair of transparent substrates la and lb, and an electric field applied to the liquid crystal.
  • Transparent electrode 2a for applying 2b, a first birefringent Fresnel lens member 3a formed between the first transparent substrate la and the liquid crystal 4 and having the shape of a Fresnel lens and having a birefringent material force, and a first transparent substrate la
  • a second birefringent Fresnel lens member 3b formed between the second transparent substrate lb and the liquid crystal 4 facing each other, having the shape of a Fresnel lens and made of a birefringent material, and a seal 5 are provided.
  • the transparent substrates la and lb for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a salt vinyl resin, a polycarbonate, or the like may be used, but a glass substrate is used from the viewpoint of durability and the like. Is preferred.
  • the transparent electrodes 2a and 2b a force capable of using a metal film made of Au, A1 or the like.
  • a mechanical film made of ITO or SnO or the like is more mechanically light transmissive than a metal film. durability
  • An external voltage signal source 20 is connected to the transparent electrodes 2a and 2b, and a predetermined voltage signal output from the external voltage signal source 20 is applied to the liquid crystal 4.
  • the frequency of the rectangular AC voltage signal which is preferably a rectangular AC voltage signal, is preferably 10 Hz to 10 kHz.
  • the DC component in the rectangular AC voltage signal is sufficiently small.
  • the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b are made of a birefringent material, and a plurality of rings are formed concentrically around the optical axis 0 so as to function as a Fresnel lens near the wavelength of incident light.
  • a birefringent material inorganic materials such as lithium niobate and quartz, polymer liquid crystal, and the like can be used.
  • polymer liquid crystal facilitates the formation of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b, allows adjustment of the refractive index, and reduces the degree of design freedom due to many variations in polymer liquid crystal. From the viewpoint of height, it is preferable.
  • Each of the above-mentioned rings constituting the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b is blazed in order to increase the diffraction efficiency.
  • an approximation of a cross-sectional shape with a cross-section (for example, the D_D ′ cross-section shown in FIG. 2) including the central axis of the above-mentioned blaze ring in a step-like shape (hereinafter referred to as a pseudo-blade ring) It may be used instead of the above blaze ring.
  • the term “blazed wheel” includes a pseudo-blazed wheel.
  • the blaze ring is a convex blaze ring protruding from the substrate surface, or a concave shape recessed from the substrate surface.
  • the blaze wheel of hereinafter, the shapes of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b will be described with reference to FIG.
  • the curves indicated by the symbols Pl and P2 in FIG. 3 indicate the optical axis of the difference distribution (hereinafter referred to as phase shift distribution) of the phase change amount received by the incident light after passing through a predetermined lens. In-plane.
  • the curves indicated by the reference signs Pl and P2 are referred to as optical axis phase shift curves.
  • the difference distribution (phase shift distribution) of the phase change amount is obtained by subtracting the phase change amount on the optical axis from the distribution of the phase change amount after passing through the lens.
  • the phase shift distribution is almost rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the distribution is such that the focus of the incident light is switched.
  • the optical axis phase shift curves indicated by reference numerals Pl and P2 correspond to the optical axis phase shift curves of the convex lens and the concave lens, respectively.
  • phase shift distribution is represented by the following power series.
  • ⁇ (r) is the phase shift distribution at distance r.
  • phase shift distribution in the plane including the optical axis of the light after passing through the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b is indicated by reference numerals F1 (corresponding to P1) and F2 (corresponding to P2). It becomes a phase shift curve. Since the light does not substantially change due to the phase difference of an integral multiple of the wavelength, each birefringent Fresnel lens member 3a, 3b equivalently has one of the optical axis phase shift curves indicated by reference signs Pl and P2. The phase of the incident light is changed by the amount of the phase shift distribution.
  • phase shift distribution having the optical axis phase shift curve indicated by the symbols Fl and F2 is simply referred to as “phase shift distribution indicated by the symbols F1 and F2.” Since the Fresnel lens is well known, further specific explanation is omitted.
  • Each blaze wheel constituting the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b has a radial width and a thickness in the optical axis direction in which a phase shift distribution indicated by reference numerals Fl and F2 is obtained.
  • the thickness of each blaze wheel in the optical axis direction is determined according to the birefringent material used. In the example shown in Fig. 3, the maximum thickness of each blaze wheel in the optical axis direction is set so that the optical path difference is a maximum of one wavelength. Note that matching the shape of the first birefringent Fresnel lens member 3a with the shape of the second birefringent Fresnel lens member 3b switches the focal length at the same magnification. Therefore, it is preferable.
  • each blaze ring may be performed using a photolithography technique and an etching technique, a mold, or another method.
  • the thickness of the birefringent material that may be twisted in the thickness direction is d, and the maximum thickness of the liquid crystal 4 is d.
  • a structure twisted by F Zd is preferable.
  • the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b having a blaze ring convex and the direction in which the incident light senses the extraordinary refractive index (hereinafter referred to as the extraordinary refractive index direction) are denoted by reference symbol A. , B are shown. That is, in the configuration shown in FIG. 1, the extraordinary refractive index direction A of the birefringent Fresnel lens member 3a is a direction parallel to the substrate and the paper (X-axis direction), and the extraordinary light refraction of the birefringent Fresnel lens member 3b.
  • the rate direction B is parallel to the substrate and perpendicular to the page (Y-axis direction).
  • the liquid crystal 4 is twist-aligned between the two transparent substrates la and lb so that the alignment direction (major axis direction of the liquid crystal molecules) twists 90 degrees.
  • the liquid crystal 4 a twisted nematic liquid crystal is suitable.
  • the orientation of the liquid crystal 4 is a surface obtained by rubbing an alignment film such as polyimide or polyvinyl alcohol (PVA), a surface obtained by photo-alignment by irradiating a chemical substance having a photoreactive functional group with UV light polarized in a specific direction, It can be set by bringing liquid crystal 4 into contact with a surface obtained by obliquely depositing SiO or the like, or a surface obtained by irradiating diamond-like carbon or the like with an ion beam.
  • PVA polyimide or polyvinyl alcohol
  • the alignment film or the like is used to form the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b using a polymer liquid crystal and to align the liquid crystal 4 using the arrangement of surface molecules of the polymer liquid crystal. This is suitable because the orientation processing required is unnecessary.
  • the alignment direction of the liquid crystal 4 is matched with the extraordinary refractive index direction of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b in contact with the liquid crystal 4.
  • the thickness of the liquid crystal 4 is preferably thicker when emphasizing obtaining desired optical characteristics. The thinner one is preferred when emphasizing obtaining desired response speed.
  • a positive one with a dielectric anisotropy ( ⁇ ⁇ ) or a negative one may be used as the liquid crystal 4.
  • the difference in the dielectric anisotropy ( ⁇ ⁇ ) is that when the electric field is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules moves in the direction of the electric field or in the direction perpendicular to the electric field direction.
  • the difference is that the anisotropy ( ⁇ ⁇ ) may be either positive or negative.
  • the orientation of the liquid crystal 4 is substantially perpendicular to the substrate surface when no voltage is applied.
  • the transparent substrates la and lb, the transparent electrodes 2a and 2b, the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b, and the liquid crystal 4 may be stacked in this order.
  • the birefringence Fresnel lens members 3a and 3b, the transparent electrodes 2a and 2b, and the liquid crystal 4 are preferably laminated in this order because an electric field can be uniformly applied to the liquid crystal 4.
  • polymer liquid crystal is used as the birefringent material for the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b, and the liquid crystal 4 is aligned by utilizing the alignment direction of the polymer liquid crystal molecules on the surface of the blaze ring. And the twist in the thickness direction including the four parts of the liquid crystal becomes uniform, which is very preferable.
  • an insulating film between the opposing transparent electrodes 2a and 2b it is preferable to provide an insulating film between the opposing transparent electrodes 2a and 2b to prevent a short circuit.
  • an inorganic material such as SiO, ZrO, TiO, etc. is used.
  • a vacuum film formation method using a method, a chemical film formation method using a sol-gel method, and the like.
  • a flexible circuit board may be used as the wiring for connecting the transparent electrodes 2a, 2b and the external voltage signal source 20. In this case, on the liquid crystal diffractive lens element 10 side, the flexible circuit board is connected to the terminal extraction portions 22a and 22b of the transparent electrodes 2a and 2b.
  • the sheath 5 is for preventing the liquid crystal 4 from leaking between the transparent substrates la and lb, and is provided on the outer periphery of the optically effective area to be secured.
  • a resin adhesive such as epoxy and acrylic is preferable for handling, but it may be cured by heating or irradiation with UV light.
  • spacers such as glass fibers may be mixed.
  • an antireflection film is preferable because it improves light utilization efficiency.
  • a dielectric multilayer film, a wavelength order thin film, or the like can be used. These films may be formed by using a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
  • the liquid crystal 4 is oriented in the extraordinary refractive index directions A and B in the vicinity of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b.
  • the alignment of the liquid crystal means that the liquid crystal molecules are aligned. The same shall apply hereinafter.
  • N n
  • the birefringent Fresnel lens member 3a does not function as a Fresnel lens due to the same extraordinary refractive index, and incident light passes through the birefringent Fresnel lens member 3a as it is.
  • passing through as it is is referred to as “through”.
  • the light that has passed through the birefringent Fresnel lens member 3a enters the liquid crystal 4 by being twisted 90 degrees continuously to the birefringent Fresnel lens member 3b side, so that the polarization direction is rotated by 90 degrees.
  • the liquid crystal 4 is aligned in the extraordinary refractive index direction B (Y-axis direction) at the interface with the birefringent Fresnel lens member 3b, and n
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction operates as follows.
  • the lens member 3a does not function as a Fresnel lens, and incident light passes through the birefringent Fresnel lens member 3a as it is.
  • the light that has passed through the birefringent Fresnel lens member 3a is twisted by 90 degrees and twisted by the liquid crystal 4 continuously to the birefringent Fresnel lens member 3b side, so that the polarization direction is rotated 90 degrees and incident.
  • the birefringent Fresnel lens member 3b does not function as a Fresnel lens, and passes through the birefringent Fresnel lens member 3b as it is.
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction passes through the liquid crystal diffractive lens element without receiving the lens effect, although the polarization direction changes in the X-axis direction. Therefore, when no voltage is applied, the incident light passes through the liquid crystal diffractive lens element 10 as it is regardless of whether the polarization direction is the X-axis direction force or the Y-axis direction.
  • the birefringent Fresnel lens member receives the action of the birefringent Fresnel lens member 3a and becomes divergent light or convergent light. Exit 3a.
  • the light emitted from the birefringent Fresnel lens member 3a has an ordinary refractive index at the interface between the liquid crystal 4 and the birefringent Fresnel lens member 3b, and on the liquid crystal 4 side and the birefringent Fresnel lens member 3b side. n, so the same
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction acts as follows. That is, when light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction is incident on the liquid crystal diffractive lens element 10, the liquid crystal 4 side and the birefringent Fresnel lens are formed at the interface between the liquid crystal 4 and the birefringent Fresnel lens member 3a.
  • the birefringent Fresnel lens member 3b receives the action of the birefringent Fresnel lens member 3b, and becomes divergent light or convergent light, and exits the birefringent Fresnel lens member 3b.
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction is affected by the birefringent Fresnel lens member 3b.
  • the light passes through the liquid crystal diffractive lens element 10 as divergent light or convergent light.
  • birefringent Fresnel lens members 3a and 3b made of a birefringent material and the liquid crystal 4 are used, and the refractive index (n, n) of the birefringent material and the liquid crystal 4
  • the refractive index (n, n) of the birefringent material and the refractive index (n, n) of the liquid crystal 4 are perfectly matched ⁇ e lo le
  • birefringent materials and liquid crystal materials that can be used are limited.
  • the ordinary light refractive index n is larger than the ordinary light refractive index n of the liquid crystal 4.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a conceptual configuration of an example of the liquid crystal diffractive lens element 30 according to the second embodiment of the present invention.
  • the Fresnel lens shape of the refractive index adjusting portions 3a2 and 3b2 of the isotropic material is produced. An example is shown.
  • the first birefringent Fresnel lens member 3a and the second birefringent Fresnel lens member 3b are isotropic with the birefringent materials 3al and 3bl.
  • the other differences are the same as those of the liquid crystal diffractive lens element 10 according to the first exemplary embodiment except that the refractive index adjusting units 3a2 and 3b2 of the material are used.
  • birefringence is the refractive index (n, n) of the birefringent material for light traveling in the Z-axis direction.
  • the ratio of optical path lengths to 2 and 3b2: 1—H (0, H 1) is constant at each position in the XY plane
  • the birefringent Fresnel lens members 3al, 3bl and the refractive index adjusting parts 3a2, 3b2 are integrated into
  • the extraordinary refractive index is ⁇ X n + (1 ⁇ ⁇ ) X n
  • the ordinary refractive index is ⁇ es
  • the birefringent Fresnel lens member By configuring the birefringent Fresnel lens member with a birefringent material and an isotropic material force, the ordinary refractive index and extraordinary refractive index with respect to the incident light can be adjusted. This makes it possible to realize a liquid crystal diffractive lens element having a high degree of design freedom.
  • n a X n + (1 _ H) X n.
  • N is one of the refractive indices of the liquid crystal 4.
  • the refractive index adjusting portions 3a2 and 3b2 may be made of isotropic materials such as glass and resin, or birefringent materials such as polymer liquid crystals, but are preferably transparent.
  • the refractive index adjusting sections 3a2 and 3b2 can be shaped by processing the material layer formed on the transparent substrate la and lb using an etching technique, or by using a press or a mold.
  • the transparent substrates la and lb may be directly caulked to produce irregularities.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of an example of the liquid crystal diffractive lens element 40 according to the second embodiment of the present invention, in place of the refractive index adjusting units 3a2 and 3b2 in FIG.
  • the phase adjustment unit 7 is added to one side of the transparent substrate lb of the liquid crystal diffractive lens element 10 according to the first embodiment.
  • the phase adjuster 7 adjusts the phase of the Fresnel lens shape formed of the same annular zone as the Fresnel shaped annular zones of the first and second birefringent Fresnel lens members 3a and 3b on one surface of the transparent substrate la or lb. It consists of face 6.
  • the phase adjustment surface 6 can be directly processed by press molding or the like on the surface of the transparent substrate lb, or it can be produced separately and bonded to the transparent substrate 1b.
  • the material of the phase adjustment surface 6 may be any material such as glass, ceramics, or resin, but is preferably transparent from the viewpoint of light utilization efficiency.
  • phase adjustment surface 6 when a birefringent material is used as the phase adjustment surface 6, it becomes possible to carry out separate phase adjustments for ordinary light polarization and extraordinary light polarization, and the degree of freedom in design is improved. Occurring when such a phase adjusting portion 7 is formed, the refractive index (n, n) of the birefringent material of the birefringent Fresnel lens members 3a, 3b and the refractive index (n, n) of the liquid crystal 4 are different.
  • the birefringent Fresnel lens member 3a is not applied with a voltage applied.
  • the phase adjustment surface 6 made of an isotropic material having a refractive index n is formed to pass through the transmission surface.
  • the decrease in excess rate can be resolved.
  • the liquid crystal 4 satisfies the maximum diffraction condition including the birefringent Fresnel lens components 3a and 3b and the liquid crystal 4 and further the phase adjustment surface 6 in a voltage application state where the refractive index of the liquid crystal 4 is equivalent to n.
  • it is approximately equal to the wavelength ⁇ .
  • FIG. 5 shows an example in which the phase adjusting surface 6 is formed on the transparent substrate 1b on the light exit side, it may be formed on the transparent substrate la on the light incident side or on both surfaces on the light incident / exit side. .
  • the distance between the phase adjusting surface 6 and the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b is preferably as short as possible. Therefore, it is preferable that the transparent substrate lb is thin.
  • the phase adjustment surface 6 may have a Fresnel lens shape whose cross section approximates a stepped shape.
  • the transparent substrates la and lb are joined by the seal 5.
  • phase adjustment surface 8a made of an isotropic material having a refractive index n processed into a Fresnel lens shape is formed on one surface of the transparent substrate lb. That concave At least the concave portion of the convex portion is filled with a filler 8b made of an isotropic material having a refractive index n (n ⁇ n).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of an example of a liquid crystal diffractive lens element 50 that is a phase adjustment unit 9 that is filled and held between transparent substrates lb and lc.
  • the liquid crystal diffractive lens element 50 is preferable because the degree of freedom in designing and manufacturing the phase adjustment surface is increased by adjusting the refractive indexes of the phase adjustment surface 8a and the filler 8b.
  • the filler 8b fills the uneven portion of the phase adjustment surface 8a, and bonds and fixes the transparent substrates lb and lc, so that a thermosetting epoxy-based or photo-curable acrylic adhesive can be used. Also, when the temperature dependence of the refractive index of the birefringent Fresnel lens members 3a, 3b and the liquid crystal 4 is different, there arises a problem that the efficiency of the transmitted wavefront changes from a desired value according to the temperature change of the liquid crystal diffractive lens element. .
  • the temperature dependence of the birefringent Fresnel lens members 3a, 3b and the liquid crystal 4 is compensated, and the liquid crystal diffractive lens element
  • the case where the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b have a concentric Fresnel zone shape has been described, but other cross-sectional shapes can be improved.
  • the cross-section is a parabolic surface, so that the transmitted wavefront changes to a divergent light or a convergent light according to the applied voltage.
  • an aberration component can be added to the transmitted wavefront according to the applied voltage.
  • a transmitted wavefront change independent of the polarization direction of incident light can be obtained.
  • the transparent substrates la and lb are joined by the seal 5.
  • the liquid crystal diffractive lens element of the present invention that generates a transmitted wavefront change that does not depend on the polarization direction of incident light is the polarization state of incident light. It is possible to obtain a transmitted wavefront change without depending on.
  • FIG. 7 is a diagram showing a conceptual configuration of the optical head device according to the embodiment of the present invention.
  • an optical head device 100 includes a light source 101 that emits a light beam having a predetermined wavelength, a polarization beam splitter 102 that transmits or reflects light according to the polarization direction, and a collimator that converts the incident light beam into substantially parallel light.
  • Return light refers to light that is emitted from the light source 101, reflected by the information recording surfaces 200a and 200b, and returned in the direction of the liquid crystal diffractive lens element 10.
  • the light emitted from the light source 101 is transmitted through the polarizing beam splitter 102, the collimator lens 103, the liquid crystal diffractive lens element 10, the quarter wave plate 104, and the objective lens 105 in this order, and the two layers of the optical disk 200 are transmitted.
  • the light is condensed on the information recording surface 200a or 200b, which is the information recording surface.
  • the light beams collected on the information recording surface 200a or 200b of the optical disk 200 are reflected by the information recording surfaces 200a and 200b, respectively, and the objective lens 105, the quarter wave plate 104, the liquid crystal diffraction lens element 10, and the collimator.
  • the light passes through the meter lens 103, is reflected by the polarization beam splitter 102, and enters the photodetector 106.
  • the output electric signal from the photodetector 106 is used to generate a read signal, a focus error signal, and a tracking error signal of information recorded on the information recording surfaces 200a and 200b of the optical disc 200.
  • the optical head device controls the lens in the optical axis direction based on the focus error signal (focus servo), and controls the lens in a direction substantially perpendicular to the optical axis based on the tracking error signal. Force provided with a mechanism (tracking servo) that is not shown in the configuration shown in Fig. 4.
  • the light source 101 is composed of, for example, a semiconductor laser, and emits divergent light having a wavelength in the vicinity of 650 nm and linearly polarized light.
  • the light source 101 described above has two semiconductor laser chips mounted on the same substrate in the same package, and is configured to form a so-called hybrid two-wavelength laser light source.
  • Monolithic dual wavelength laser light source having two light emitting points that emit light (for example, JP 2004-39898 A See the publication. ) May be configured.
  • the light source 101 emits divergent light having a wavelength near 650 nm and a wavelength near 780 nm and linearly polarized light, for example.
  • the wavelengths near 650 nm and 780 nm mean wavelengths in the range of 630 nm to 670 nm and 760 nm to 800 nm, respectively. It can also be used as a blue semiconductor laser with a wavelength of around 405 nm, which is used in the Blu-ray and HDDVD standards. In this case, the wavelength near 405 nm means a wavelength in the range of 385 nm to 425 nm.
  • the polarization beam splitter 102 the collimator lens 103, the quarter-wave plate 104, the objective lens 105, and the photodetector 106 are well known, and further description is omitted.
  • the light emitted from the light source 101 passes through the polarization beam splitter 102, is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 103, and enters the liquid crystal diffractive lens element 10 as linearly polarized light.
  • the direction of polarization of the light emitted from the light source 101 is the first compound provided on the side on which the outgoing light is incident, of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b of the liquid crystal diffractive lens element 10.
  • the refractive Fresnel lens member 3a is designed to coincide with or be orthogonal to the extraordinary light refractive index direction.
  • the light incident on the liquid crystal diffractive lens element 10 is transmitted with the focal length switched when a predetermined voltage signal is applied to the liquid crystal diffractive lens element 10, and the voltage signal is applied to the liquid crystal diffractive lens element 10. If not, the focal length is not switched and the polarization direction is changed by 90 degrees and transmitted, and enters the quarter-wave plate 104.
  • the light incident on the quarter-wave plate 104 becomes circularly polarized light by the quarter-wave plate 104, and is condensed on the information recording surface 200 a or 200 b of the optical disc 200 by the object lens 105.
  • the transmitted wavefront of the liquid crystal lens element 10 with respect to incident light is unchanged, and is focused on the information recording surface 200a of the optical disc 200 by the objective lens 105, and recording or reproduction is performed.
  • a predetermined voltage is applied to the liquid crystal lens element 10
  • the transmitted wavefront of the liquid crystal lens element 10 with respect to the incident light becomes a divergent wavefront of the concave lens, and is focused on the information recording surface 200b of the optical disc 200 by the objective lens 105 and recorded. Or regeneration is done. As a result, stable recording and playback of the two-layer optical disc 200 Can be realized.
  • the return light from the optical disc 200 is transmitted through the objective lens 105, and is converted into linearly polarized light whose polarization direction is 90 degrees different from that of the incident light by the quarter-wave plate 104, and the liquid crystal diffractive lens element 1 Depending on the polarization direction and the voltage signal applied to the liquid crystal diffractive lens element 10 according to 0, the light is transmitted as it is or with the focal length switched.
  • the light that has passed through the liquid crystal diffractive lens element 10 passes through the collimator lens 103, is reflected by the polarization beam splitter 102, enters the photodetector 106, and the information recorded in the photodetector 106 is converted into an electrical signal. Is done.
  • the Blu-ray standard or the HDDVD standard it is necessary to correct the spherical aberration caused by the difference in the cover layer thickness even when recording or reproducing on each layer of the multilayer optical disc.
  • By switching the focal position using a diffractive lens element it is possible to record or play back a multilayer optical disc using the same optical head device.
  • liquid crystal diffractive lens element and the optical head device of the present invention will be specifically described with reference to the following examples.
  • a liquid crystal diffractive lens element 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a liquid crystal diffractive lens element 10 according to an embodiment of the present invention includes a pair of transparent substrates la and lb arranged in parallel, a liquid crystal 4 sandwiched between the pair of transparent substrates la and lb, and an electric field applied to the liquid crystal.
  • Transparent electrodes 2a and 2b for applying, a first birefringent Fresnel lens member 3a formed between a first transparent substrate la and a liquid crystal 4 and having a Fresnel lens shape and made of a birefringent material; , A second birefringent Fresnel lens member 3b formed between the second transparent substrate lb facing the first transparent substrate la and the liquid crystal 4 and having the shape of a Fresnel lens and made of a birefringent material; Select one and five.
  • a quartz glass plate was used as the transparent substrates la and lb.
  • IT ⁇ was used as the material for the transparent electrodes 2a and 2b.
  • the transparent electrodes 2a and 2b are formed by depositing IT ⁇ to a film thickness with a sheet resistance value of about 300 ⁇ by sputtering and patterning the film using photolithography and etching techniques. Went by.
  • the extraordinary light refractive index n is 1 e.
  • the extraordinary refractive index direction on the transparent substrate la side is the X-axis direction shown in Fig. 1
  • the extraordinary optical refractive index direction on the transparent substrate lb side is the Y-axis direction shown in Fig. 1. It formed on transparent electrode 2a, 2b so that it might become.
  • the transparent substrate la is the incident side
  • the transparent substrate lb is the emission side.
  • the polymer liquid crystal as the birefringent material does not twist the extraordinary refractive index direction with respect to the thickness direction.
  • the polymer liquid crystal as the birefringent material was patterned using photolithography technology and etching technology to form each blaze ring.
  • the wavelength of the light source 101 is set to 660 nm, and the phase shift distribution indicated by the reference numeral F2 shown in FIG. 3 is obtained for the thickness of each blaze wheel in the optical axis direction.
  • a polyimide film (not shown) was formed as an alignment film on the surface of each birefringent Fresnel lens member 3a, 3b, and an alignment treatment was performed by a rubbing method.
  • the rubbing direction was the extraordinary refractive index direction of the polymer liquid crystal of each birefringent Fresnel lens member 3a, 3b.
  • the injection port is filled with an acrylic resin adhesive.
  • the liquid crystal diffractive lens element 10 was produced by sealing.
  • the transparent electrodes 2a and 2b are provided with the terminal extraction portions 22a and 22b, and the flexible circuit board is connected to the terminal extraction portions 22a and 22b.
  • An external voltage signal source 20 that generates signals can now be connected.
  • liquid crystal diffractive lens element 10 when linearly polarized laser light (polarized in the X-axis direction or Y-axis direction) with a wavelength of 660 nm is incident on the liquid crystal diffractive lens element 10 configured as described above. This will be described below.
  • the liquid crystal 4 is oriented in the extraordinary refractive index directions A and B in the vicinity of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b.
  • the extraordinary refractive index direction A X-axis direction
  • n n
  • the birefringent Fresnel lens member 3a does not function as a Fresnel lens, and incident light passes through the birefringent Fresnel lens member 3a as it is.
  • the light that has passed through the birefringent Fresnel lens member 3a is incident on the liquid crystal 4 that is twisted 90 degrees continuously to the birefringent Fresnel lens member 3b side so that the polarization direction is rotated by 90 degrees.
  • the birefringent Fresnel lens member 3b does not function as a Fresnel lens because it feels the same extraordinary refractive index and passes through the birefringent Fresnel lens member 3b as it is.
  • light polarized in the X-axis direction and traveling in the Z-axis direction passes through the liquid crystal diffractive lens element without receiving the lens effect, although the polarization direction changes in the Y-axis direction.
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction operates as follows.
  • the lens member 3a does not function as a Fresnel lens, and incident light passes through the birefringent Fresnel lens member 3a as it is.
  • the light that has passed through the birefringent Fresnel lens member 3a is deflected because the liquid crystal 4 is continuously twisted and twisted 90 degrees to the birefringent Fresnel lens member 3b side. Incident light is rotated 90 degrees.
  • the birefringent Fresnel lens member 3b does not function as a Fresnel lens, and passes through the birefringent Fresnel lens member 3b as it is.
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction passes through the liquid crystal diffractive lens element without receiving the lens effect, although the polarization direction changes in the X-axis direction. Therefore, when no voltage is applied, the incident light passes through the liquid crystal diffractive lens element 10 as it is regardless of whether the polarization direction is the X-axis direction force or the Y-axis direction.
  • the birefringent Fresnel lens member 3a receives the action of the birefringent Fresnel lens member 3a and emits divergent light.
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction acts as follows. That is, when light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction is incident on the liquid crystal diffractive lens element 10, the liquid crystal 4 side and the birefringent Fresnel lens are formed at the interface between the liquid crystal 4 and the birefringent Fresnel lens member 3a.
  • the light polarized in the Y-axis direction and traveling in the Z-axis direction was subjected to the action of the birefringent Fresnel lens member 3b and passed through the liquid crystal diffractive lens element 10 as divergent light.
  • the linearly polarized light polarized in the X-axis direction and the linearly polarized light polarized in the Y-axis direction are both through when the voltage is not applied (applied voltage is 0V).
  • a liquid crystal diffractive lens element 10 that can be switched to become divergent light when passing through the element 10 and applying a voltage having an effective value of lOVrms was obtained.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the cross section thereof.
  • a quartz glass substrate with a refractive index of 1.46 and a thickness of 0.7 mm is used, and the depth of each annular zone is measured by photolithography and etching technology on one side. Is then etched into a 3.6 ⁇ m Fresnel lens shape to produce refractive index adjusters 3a2 and 3b2.
  • an ITO film (not shown) having a sheet resistance value of 300 ⁇ / port is formed as a transparent electrode on the refractive index adjusting portions 3a2 and 3b2 by using a sputtering method, and is formed by photolithography, Electrodes are fabricated by patterning ITO using an etching technique.
  • an extraordinary refractive index (n) 1.77
  • an ordinary refractive index e as a birefringent material on the ITO film surface.
  • Polymer liquid crystals with a ratio (n) 1 ⁇ 55 are formed to a film thickness of 3 ⁇ 0 / im, and birefringent Fresnel lens members 3al and 3bl shown in FIG. 4 are produced by photolithography and etching techniques.
  • the birefringent Fresnel lens member 3al is aligned in the X-axis direction
  • the birefringent Fresnel lens member 3bl is aligned in the Y-axis direction (polymeric liquid crystal refractive index direction).
  • polyimide is formed as an alignment film on the surface of the birefringent Fresnel lens members 3al and 3bl (not shown), and the rubbing method is performed so that the alignment treatment direction of the polymer liquid crystal surface becomes the extraordinary refractive index direction of the polymer liquid crystal.
  • the orientation treatment is performed by
  • a seal 5 made of an epoxy adhesive mixed with a fiber spacer having a diameter of 40 zm is printed on the outer periphery, and thermocompression bonded to produce a cell with a substrate gap of 40 ⁇ m.
  • a chiral material is added to the cell by vacuum injection so that the ordinary light refractive index is 1.5, the extraordinary light refractive index is 1.6, the dielectric anisotropy is ( ⁇ ⁇ ) and the chiral pitch is 200 ⁇ .
  • the nematic liquid crystal thus prepared is injected, and the injection port is sealed with an acrylic adhesive to produce a liquid crystal diffractive lens element 30.
  • a liquid crystal diffractive lens element 40 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a film with a sheet resistance value of 300 ⁇ Z is used as a transparent electrode.
  • the transparent electrodes 2a and 2b are formed by forming a film and patterning the film by photolithography and etching technology.
  • the opposite surface of the transparent substrate lb on which the ITO film is formed is processed into a Fresnel lens shape with a depth of 0.29 / im by photolithography and etching technology to produce the phase adjustment surface 6 shown in FIG.
  • an extraordinary refractive index (n) 1.77
  • an ordinary refractive index e as a birefringent material on the ITO film surface.
  • Polymer liquid crystals with a ratio (n) 1 ⁇ 55 are formed to a thickness of 3.3 / m, and birefringent Fresnel lens members 3a and 3b shown in FIG. 5 are produced by photolithography and etching techniques.
  • the birefringent Fresnel lens member 3a is aligned in the X-axis direction
  • the birefringent Fresnel lens member 3b is aligned in the Y-axis direction (polymeric liquid crystal refractive index direction).
  • a polyimide film is formed as an alignment film on the surface of the birefringent Fresnel lens members 3a and 3b (not shown), and the rubbing method is performed so that the alignment treatment direction of the polymer liquid crystal surface becomes the extraordinary refractive index direction of the polymer liquid crystal.
  • the orientation treatment is performed by
  • a seal 5 made of an epoxy adhesive mixed with a fiber spacer having a diameter of 40 zm is printed on the outer periphery, and thermocompression bonded to produce a cell having a substrate gap of 40 ⁇ m.
  • a chiral material is obtained by vacuum injection into this cell so that the ordinary light refractive index is 1.51, the extraordinary light refractive index is 1.73, the dielectric anisotropy is ( ⁇ ) 10, and the chiral pitch is 200 ⁇ .
  • the added nematic liquid crystal is injected, and the injection port is sealed with an acrylic adhesive to produce a liquid crystal diffractive lens element 40.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a liquid crystal diffractive lens element 50 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • phase adjustment unit 9 is different, but the other configurations are the same.
  • the opposite surface of the quartz glass substrate, which is a transparent substrate lb, to the IT film-forming surface is processed into a Fresnel lens shape with a depth of 3 ⁇ m by photolithography and etching technology to produce the phase adjustment surface 8a shown in Fig. 6.
  • an acrylic photo-curing adhesive having a refractive index of 1.504 is used as the filler 8b, filling the concave portion of the phase adjusting surface 8a, and a transparent substrate lc made of quartz glass having a thickness of 0.3 mm. Tie together.
  • An optical head device 100 includes a light source 101 that emits a light beam having a predetermined wavelength, a polarization beam splitter 102 that transmits or reflects light according to the polarization direction, and an incident light beam that is substantially parallel light.
  • the collimator lens 103 to be converted, the liquid crystal diffractive lens element 10, the 1Z4 wavelength plate 104, the objective lens 105 for condensing the light transmitted through the 1Z4 wavelength plate 104 onto the optical disc 200, and the polarization beam splitter 102 are reflected.
  • a photodetector 106 for detecting return light from the optical disc 200.
  • the objective lens 105 condenses the incident light on the first information recording surface 200a when the incident light passes through the liquid crystal diffractive lens element 10 through.
  • the optical head device 100 operates substantially in the same manner as when the liquid crystal diffractive lens element 10 is removed, and the incident light is the first light. Condensed on the information recording surface 200a.
  • the light incident on the liquid crystal diffractive lens element 10 is diverged by the focal length being switched by the liquid crystal diffractive lens element 10.
  • the light passes through the liquid crystal diffractive lens element 10, passes through the 1Z4 wavelength plate 104 and the objective lens 105, and is condensed on the second information recording surface 200 b of the optical disc 200.
  • the return light from the optical disc 200 passes through the objective lens 105 and is converted into linearly polarized light whose polarization direction is 90 degrees different from that of the incident light by the quarter-wave plate 104, and is focused by the liquid crystal diffractive lens element 10. The distance is switched and transmitted.
  • the light transmitted through the liquid crystal diffractive lens element 10 passes through the collimator lens 103, is reflected by the polarization beam splitter 102, enters the photodetector 106, and the information recorded in the photodetector 106 is converted into an electrical signal. Is done.
  • the liquid crystal diffractive lens element switches the first birefringent Fresnel lens member and the second birefringent lens member by switching the orientation direction of the liquid crystal by applying an electric field to the liquid crystal. Since the birefringent Fresnel lens member functions as a Fresnel lens for light having orthogonal polarization directions, the focal distances of both the forward light and the backward light can be switched with one element.
  • the polymer liquid crystal is used as the birefringent material of at least one of the birefringent Fresnel lens members, the birefringent Fresnel lens member can be easily formed, the refractive index can be adjusted, and the polymer liquid crystal can be adjusted.
  • the degree of freedom in design is high due to the large amount of nori- cation.
  • the birefringence Fresnel lens member functions as a Fresnel lens can be switched by switching on and off the applied voltage, the applied voltage can be easily controlled.
  • the focal length can be converted at the same magnification.
  • the extraordinary refractive index direction of the birefringent Fresnel lens member is twisted with respect to the direction perpendicular to the substrate surface, the orientation of the liquid crystal in the concavo-convex portion of the birefringent Fresnel lens member.
  • Direction and the extraordinary refractive index direction can be matched, and the function as a Fresnel lens can be more suitably exhibited.
  • liquid crystal diffractive lens element and the phase plate are integrated, adjustment is easy and space saving can be achieved.
  • the function as a Fresnel lens is further improved. It can exhibit suitably.
  • optical head device has any one or more of the above effects, and can improve the light utilization efficiency.
  • the first birefringent Fresnel lens member serves as the Fresnel lens.
  • the function can be more suitably exhibited.
  • the liquid crystal diffractive lens element and the optical head device according to the present invention have a useful effect that the focal lengths of both the forward path light and the backward path light can be switched by one element. Useful as such. It should be noted that the entire contents of the Akita book, No. 2004-304249 filed on October 19, 2004, the claims, drawings, and abstract are incorporated herein as the disclosure of the present invention. It is.

Abstract

　往路光と復路光の両方の焦点距離を１つの素子で切り替えることができる液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置を提供する。 　透明基板１ａ、１ｂと、透明基板１ａ、１ｂ間に挟持された液晶４と、透明電極２ａ、２ｂと、フレネルレンズの形状を有し、複屈折材料からなる複屈折フレネルレンズ部材３ａ、３ｂと、シール５とを備え、複屈折フレネルレンズ部材３ａの異常光屈折率方向Ａと複屈折フレネルレンズ部材３ｂの異常光屈折率方向Ｂとが相互に直交し、液晶４と透明基板１ａとの界面における液晶４の配向方向と、液晶４と透明基板１ｂとの界面における液晶４の配向方向とが直交する構成を有している。

Description

明 細 書
液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置
技術分野
[0001] 本発明は、焦点位置を切り替えることが可能な液晶回折レンズ素子、および、光デ イスク等の光記録媒体に情報の記録および/または光記録媒体力、ら情報の再生 (以 下、記録再生という。）を行うためにこの液晶回折レンズ素子を用いる光ヘッド装置に 関する。
背景技術
[0002] 従来、光ディスク等の光記録媒体を対象にして記録再生を行う光ヘッド装置では、 CDと DVD等のように異なるカバー層厚の光ディスクを対象に情報の記録再生を行う ことが行われる。ここで、異なるカバー層厚の光ディスク間では、情報を記録する情報 記録面の光ディスク表面からの深さ（以下、単に情報記録面の深さという。）が異なる 。情報記録面の深さが異なる複数の光ディスクを対象にして記録再生を行うことがで きるようにするために、焦点距離を切り替えるための光変調素子が用レ、られる（例え ば、特開平 9— 230300号公報参照。以下特許文献 1という）。
[0003] ここで、特許文献 1に開示された光変調素子は、 1対の透明基板と、これらの透明 基板間に挟持された液晶と、この液晶と一方の透明基板との界面に設けられたフレ ネルレンズの形状を有する光学部材と、液晶に電圧を印加するための透明電極とを 備え、液晶に印加する電圧を切り替えることによって、液晶の配向方向を切り替え、 入射光に対する液晶の屈折率を切り替えて上記の光学部材がフレネルレンズとして 機能するか否かを切り替えるようになつている。
[0004] 光ヘッド装置では、通常、入射光として特定の方向に偏光した光が用いられ、屈折 率の切り替えは、入射光の偏光方向に対して液晶の配向方向を一致させることによ つて行われる。そして、液晶の屈折率は、液晶に印加する電圧の切り替えの前後で 上記のフレネルレンズの形状を有する光学部材の屈折率と一致または異なるように 切り替えられる。
また、光ディスクの記録密度を向上させるため波長 405nmの光を出射する半導体 レーザを利用した光ヘッド装置が提案されている。この波長帯を利用する光ヘッド装 置は、大きく 2つの規格が提案されている。光ディスクの情報記録層を覆う透明樹脂 力 なるカバー層の厚さが 0. 1mmで、 NA (開口数）が 0. 85の対物レンズを使用し たブルーレイ規格と、カバー層の厚さが 0. 6mmで NAが 0. 65の対物レンズを使用 した HDDVD規格である。また、ブルーレイ規格、 HDDVD規格の中に光ディスク 1 枚の情報量を増すために情報記録層を多層化した光ディスクも開発されている。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかし、このような従来の光ヘッド装置では、光変調素子内の液晶が一様に配向し ているため、液晶の常光屈折率を感ずる偏光方向に偏光した光に対しては、印加す る電圧を切り替えることによって液晶の屈折率を切り替えることができないという問題 があった。 DVD、高密度光ディスク（ブルーレイ規格、 HDDVD規格)等を対象に記 録再生を行う光ヘッド装置では、偏光光学系を用いることが一般的であるため、光デ イスクに向力 光である往路光と、光ディスクによって反射された光である復路光との うちのいずれか一方の光しか、焦点距離を切り替えることができな力 た。そのため、 従来は、往路光と復路光の両方の焦点距離を切り替えることができるように、往路用 と復路用にそれぞれ 1つずつ光変調素子を設け、光ヘッド装置の大型化、駆動の煩 雑化、コストアップ等の代償を払っていた。
また、ブルーレイ規格と HDDVD規格の互換をとるために、カバー層厚の違いによ り焦点位置を可変とする素子が望まれていた。
また、各規格において多層化光ディスクの各層への記録再生において焦点位置を 可変とする素子が望まれてレ、た。
[0006] 本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、往路光と復路光の両方 の焦点距離を 1つの素子で切り替えることができる液晶回折レンズ素子およびそれを 用いた光ヘッド装置を提供するものである。
課題を解決するための手段
[0007] 以上の点を考慮して、本発明は以下の内容を提供する。
1.平行に配置された 1対の透明基板と、 1対の前記透明基板間に挟持された液晶 と、前記液晶に電界を印加するための透明電極と、第 1の前記透明基板と前記液晶 との間に形成され、フレネルレンズの形状を有し、複屈折材料からなる第 1の複屈折 フレネルレンズ部材と、第 1の前記透明基板と対向する第 2の前記透明基板と前記液 晶との間に形成され、フレネルレンズの形状を有し、複屈折材料からなる第 2の複屈 折フレネルレンズ部材とを備えた液晶回折レンズ素子において、前記第 1の複屈折 フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向と前記第 2の複屈折フレネルレンズ部材の 異常光屈折率方向とが相互に直交し、前記液晶と第 1の複屈折フレネルレンズ部材 または透明電極との界面における前記液晶の配向方向と、前記液晶と第 2の複屈折 フレネルレンズ部材または透明電極との界面における前記液晶の配向方向とが直交 するようになつていることを特徴とする液晶回折レンズ素子。
[0008] この構成により、液晶に電界を印加して液晶の配向方向を切り替えることによって、 第 1の複屈折フレネルレンズ部材と第 2の複屈折フレネルレンズ部材とカ S、それぞれ 直交する偏光方向を有する光に対してフレネルレンズとして機能するため、往路光と 復路光の両方の焦点距離を 1つの素子で切り替えることが可能な液晶回折レンズ素 子を実現できる。
[0009] 2.前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の複屈折材料および前記第 2の複屈折フ レネルレンズ部材の複屈折材料の少なくとも一方が、高分子液晶からなる上記 1に記 載の液晶回折レンズ素子。
[0010] この構成により、上記 1の構成の効果に加え、少なくとも一方の複屈折フレネルレン ズ部材の複屈折材料として高分子液晶を用いるため、複屈折フレネルレンズ部材の 形成が容易であり、屈折率の調整が可能であると共に高分子液晶のノ リエーシヨン が多いことによる設計自由度が高い液晶回折レンズ素子を実現できる。
[0011] 3.前記液晶と各前記複屈折フレネルレンズ部材とが、同一の常光屈折率および同 一の異常光屈折率を有する上記 1または 2に記載の液晶回折レンズ素子。
[0012] この構成により、上記 1または 2の構成の効果に加え、印加電圧のオンオフの切替 で各複屈折フレネルレンズ部材がフレネルレンズとして機能するか否かを切り替えら れるため、印加電圧の制御が簡単な液晶回折レンズ素子を実現できる。ここで、同一 とは、それぞれの屈折率の ± 5。/。以内の値をいう。 [0013] 4.前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の形状と、前記第 2の複屈折フレネルレン ズ部材の形状とが同一である上記 1から 3までのいずれ力 1つに記載の液晶回折レン ズ素子。
[0014] この構成により、上記 1から 3までの構成のいずれか 1つの効果に加え、第 1の複屈 折フレネルレンズ部材の形状と、第 2の複屈折フレネルレンズ部材の形状とが同一で あるため、同じ倍率で焦点距離を変換することが可能な液晶回折レンズ素子を実現 できる。
[0015] 5.前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材および前記第 2の複屈折フレネルレンズ 部材の異常光屈折率方向が、前記透明基板面に平行であると共に、前記透明基板 面に垂直な方向に関してねじれている上記 1から 4までのいずれか 1つに記載の液晶 回折レンズ素子。
[0016] この構成により、上記 1から 4までの構成のいずれ力 4つの効果に加え、複屈折フレ ネルレンズ部材の異常光屈折率方向が透明基板面に垂直な方向に関してねじれて レ、るため、複屈折フレネルレンズ部材の凹凸部において液晶の配向方向と異常光屈 折率方向とを一致させることができ、フレネルレンズとしての機能をより好適に発揮す ることが可能な液晶回折レンズ素子を実現できる。
[0017] 6.透過する光の波長に対する位相差が π /2の奇数倍である位相板と一体化して レ、る上記 1から 5までのいずれか 1つに記載の液晶回折レンズ素子。
[0018] この構成により、上記 1から 5までの構成のいずれか 1つの効果に加え、位相板と一 体化しているため、調整が容易で、省スペース化が可能な液晶回折レンズ素子を実 現できる。
[0019] 7.前記液晶の配向方向が、各前記複屈折フレネルレンズ部材との界面近傍にお いて、前記複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向と一致している上記 1か ら 6までのいずれか 1つに記載の液晶回折レンズ素子。
[0020] この構成により、上記 1から 6までの構成のいずれか 1つの効果に加え、液晶の配向 方向が、各複屈折フレネルレンズ部材との界面近傍において、複屈折フレネルレン ズ部材の異常光屈折率方向と一致しているため、フレネルレンズとしての機能をより 好適に発揮することが可能な液晶回折レンズ素子を実現できる。ここで、一致してい るとは、発明の効果を損ねない程度にずれている状態でもよい。具体的には、 10度 程度以内のずれがあってもよい。
[0021] 8.前記複屈折フレネルレンズ部材の一部が等方性材料である上記 1から 7までの いずれか 1つに記載の液晶回折レンズ素子。
この構成により、上記 1から 7までのいずれ力、 1つの効果に加え、等方性材料と複屈 折材料力 成るフレネルレンズ部材全体の複屈折率の調整が可能となり、使用する 複屈折材料および液晶のノ^エーシヨンが多いことによる設計自由度が高い液晶回 折レンズ素子を実現できる。
9.前記透明基板の少なくとも一方に、凹凸形状からなる位相調整面が一体化され ている上記 1から 8までのいずれ力 4つに記載の液晶回折レンズ素子。
この構成により、上記 1から 8までの構成のいずれ力 4つの効果に加え、前記フレネ ルレンズ部材と液晶で生成される透過波面変化に対して独立に、位相調整面による 透過波面変化が付加できるため、透過波面変化のバリエーションが多いことによる設 計自由度が高い液晶回折レンズ素子を実現できる。
10.前記位相調整面が屈折率の温度係数が異なる複数の材料により形成されて レ、る上記 9に記載の液晶回折レンズ素子。
この構成により、上記 9の構成の効果に加え、前記フレネルレンズ部材と液晶との 屈折率の温度係数の相違に起因して発生する透過波面の温度変化を補正すること ができる。その結果、所定の焦点距離に相当する透過波面を生成する効率の温度変 化が低減できる。
11.光源と、前記光源から出射された光を光記録媒体上に集光させる集光手段と 、前記光源と前記集光手段との間の光路上に配置された上記 1から 10までのいずれ 力、 1つに記載の液晶回折レンズ素子と、前記光記録媒体力 の情報を読み出す光検 出器とを備えたことを特徴とする光ヘッド装置。
[0022] この構成により、上記 1から 10までの構成のいずれ力 4つの効果を有し、かつ、光 利用効率を向上させることが可能な光ヘッド装置を実現できる。
[0023] 12.前記光源側から前記液晶回折レンズ素子に入射する往路光の偏光方向が、 前記液晶回折レンズ素子が有する各前記複屈折フレネルレンズ部材のうちの、前記 往路光が入射する側に設けられた前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈 折率方向と一致または直交するようになっている上記 1 1に記載の光ヘッド装置。
[0024] この構成により、上記 11の効果に加え、往路光の偏光方向が第 1の複屈折フレネ ルレンズ部材の異常光屈折率方向と一致または直交するようになっているため、第 1 の複屈折フレネルレンズ部材がフレネルレンズとしての機能をより好適に発揮するこ とが可能な光ヘッド装置を実現できる。
発明の効果
[0025] 本発明は、液晶に電界を印加して液晶の配向方向を切り替えることによって、第 1 の複屈折フレネルレンズ部材と第 2の複屈折フレネルレンズ部材とが、それぞれ直交 する偏光方向を有する光に対してフレネルレンズとして機能するため、往路光と復路 光の両方の焦点距離を 1つの素子で切り替えることが可能な液晶回折レンズ素子お よび光ヘッド装置を実現できる。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]本発明の第 1および第 2の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子の概念的な 構成を示す断面図。
[図 2]本発明の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子の概念的な構成を示す平面 図。
[図 3]本発明の第 1の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子を構成する複屈折フレ ネルレンズ部材の形状を説明するための説明図。
[図 4]本発明の第 2の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子の概念的な構成を示す 断面の拡大図。
[図 5]本発明の第 2の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子の他の概念的な構成を 示す断面図。
[図 6]本発明の第 2の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子の他の概念的な構成を 示す断面図。
[図 7]本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の概念的な構成を示す図。
符号の説明
[0027] la、 lb、 lc 透明基板 2a、 2b 透明電極
3a、 3b、 3al、 3bl 複屈折フレネルレンズ部材
3a2、 3b2 屈折率調整部
4 液晶
5 シール
6、 8a 位相調整面
7、 9 位相調整部
8b 充填材
10、 30、 40、 50 液晶回折レンズ素子
20 外部の電圧信号源
22a, 22b 透明電極 2a、 2bの端子取り出し部
100 光ヘッド装置
101 光源
102 偏光ビームスプリッタ
103 コリメーターレンズ
104 1/4波長板
105 対物レンズ
106 光検出器
200 光ディスク
200a, 200b 情報記録面
発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、本発明の第 1の実施の形態について、図面を用いて説明する。
[0029] (第 1の実施の形態）
図 1および図 2は、それぞれ、本発明の第 1の実施の形態に係る液晶回折レンズ素 子の概念的な構成を示す断面図および平面図である。図 1に示す断面図は、図 2に 示す液晶回折レンズ素子 10の D— D'断面を示す図である。図 1および図 2において 、液晶回折レンズ素子 10は、平行に配置された 1対の透明基板 la、 lbと、 1対の透 明基板 la、 lb間に挟持された液晶 4と、液晶に電界を印加するための透明電極 2a、 2bと、第 1の透明基板 laと液晶 4との間に形成され、フレネルレンズの形状を有し、 複屈折材料力 なる第 1の複屈折フレネルレンズ部材 3aと、第 1の透明基板 laと対 向する第 2の透明基板 lbと液晶 4との間に形成され、フレネルレンズの形状を有し、 複屈折材料からなる第 2の複屈折フレネルレンズ部材 3bと、シール 5とを備える。
[0030] ここで、透明基板 la、 lbとして、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、塩ィ匕ビ ニル系樹脂、ポリカーボネート等を用いるのでもよいが、耐久性等の点からガラス基 板が好適である。
[0031] 透明電極 2a、 2bとしては、 Au、 A1等からなる金属膜を用いることができる力 ITO 、 SnO等からなる膜を用いる方が金属膜に比べ、光の透過性がよぐ機械的耐久性
3
が優れているため、好適である。透明電極 2a、 2bには外部の電圧信号源 20が接続 され、外部の電圧信号源 20から出力された所定の電圧信号が液晶 4に印加されるよ うになつている。液晶 4に印加される信号としては、矩形交流電圧信号が好ましぐ矩 形交流電圧信号の周波数は 10Hz〜10kHzが好ましい。また、矩形交流電圧信号 中の直流成分を充分小さくすることが極めて好ましい。
複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bは、複屈折材料を用いて、入射光の波長の近傍 でフレネルレンズとして機能するように複数の輪が光軸 0を中心として同心円状に形 成される。ここで、上記の複屈折材料としては、ニオブ酸リチウム、水晶等の無機材料 、および、高分子液晶等を用いることができる。上記の複屈折材料として高分子液晶 を用いることは、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの形成の容易さ、屈折率の調整 が可能であると共に高分子液晶のバリエーションが多いことによる設計自由度の高さ の観点から、好適である。
[0032] また、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bを構成する上記の各輪は、回折効率を高 めるためブレーズ化されていることから、以下ではブレーズ輪という。なお、上記のブ レーズ輪の中心軸を含む面を断面（例えば、図 2に示す D_D'断面）とする断面形状 を階段状の形状で近似したもの（以下、擬似ブレーズ輪という。）を、上記のブレーズ 輪の代わりに用いるのでもよい。以下、ブレーズ輪というときは、擬似ブレーズ輪を含 むものとする。
[0033] ブレーズ輪は、基板面から突き出た凸状のブレーズ輪でも、基板面より窪んだ凹状 のブレーズ輪でもよい。以下、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの形状について、 図 3を用いて説明する。図 3に符号 Pl、 P2を用いて示す曲線は、所定のレンズを通 過した後の入射光が受ける位相変化量の差分の分布（以下、移相分布という。）のう ちの、光軸を含む面内のものである。以下、符号 Pl、 P2を用いて示す曲線を光軸移 相曲線という。
[0034] ここで、位相変化量の差分の分布 (移相分布）は、レンズを通過した後の位相変化 量の分布から、光軸における位相変化量を差し引いたものである。上記の移相分布 は、光軸に対してほぼ回転対称になっていると共に、入射光の焦点を切り替えるよう な分布をなしている。ここで、符号 Pl、 P2を用いて示す光軸移相曲線は、それぞれ 、凸レンズおよび凹レンズの光軸移相曲線に対応するものである。
[0035] ここで、上記の移相分布は、以下のべキ級数によって表される。
[0036] φ (r) =a r2 + a r4 + a r6 + a r8H
1 2 3 4
ここで、 rは光軸からの半径方向の距離であり、 a (i= l、 2、 3、 4、 · · ·）は定数であり
i
、 φ (r)は距離 rにおける移相分布である。
[0037] 複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bを通過した後の光の光軸を含む面内における移 相分布は、符号 F1 (P1に対応）、 F2 (P2に対応）を用いて示す光軸移相曲線となる 。波長の整数倍の位相差によって光は実質的に変化しないため、各複屈折フレネル レンズ部材 3a、 3bは、等価的に、符号 Pl、 P2を用いて示すいずれかの光軸移相曲 線を有する移相分布の分だけ、入射光の位相を変化させる。以下、符号 Fl、 F2を用 いて示す光軸移相曲線を有する移相分布を、単に、「符号 F1、F2を用いて示す移 相分布」という。フレネルレンズに関しては、周知であるため、さらなる具体的な説明 は省略する。
[0038] 複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bを構成する各ブレーズ輪は、符号 Fl、 F2を用い て示す移相分布が得られる半径方向の幅と光軸方向の厚さを有する。各ブレーズ輪 の光軸方向の厚さは、用いる複屈折材料に応じて決定される。図 3に示す例では、 各ブレーズ輪の光軸方向の最大の厚さは、光路差が最大 1波長分となるように設定 されている。なお、第 1の複屈折フレネルレンズ部材 3aの形状と第 2の複屈折フレネ ルレンズ部材 3bの形状とを一致させることは、同一の倍率で焦点距離を切り替えるこ とができるため、好適である。
[0039] 各ブレーズ輪の形成は、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術を用いて行うのでも 、金型を用いて行うのでも、その他の方法で行うのでもよい。また、複屈折材料は厚さ 方向にねじれていてもよぐ複屈折材料の厚さを dとし、液晶 4の最大の厚さを dとす
F
るとき、 90 X d
F Zdだけねじれた構造にするのが好適である。
[0040] 図 1には、ブレーズ輪を凸状にした複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bと、入射光が 異常光屈折率を感ずる方向（以下、異常光屈折率方向という。）とが符号 A、 Bを用い て示されている。すなわち、図 1に示す構成では、複屈折フレネルレンズ部材 3aの異 常光屈折率方向 Aは基板および紙面に平行な方向（X軸方向）となっており、複屈折 フレネルレンズ部材 3bの異常光屈折率方向 Bは基板に平行で紙面に垂直な方向（ Y軸方向）となっている。
[0041] 液晶 4は、 2枚の透明基板 la、 lb間で配向方向（液晶分子の長軸方向）が 90度ね じれるようにツイスト配向するようになっている。液晶 4としては、ツイストテツドネマチッ ク液晶が好適である。液晶 4の配向は、ポリイミド、ポリビニルアルコール (PVA)等の 配向膜をラビングした面、特定方向に偏光した UV光等を光反応性官能基を有する 化学物質に照射して光配向させた面、 SiO等を斜め蒸着して得られる面、ダイヤモン ドライクカーボン等へイオンビーム照射して得られる面等を液晶 4に接触させることに よって設定することができる。
[0042] なお、高分子液晶を用いて複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bを形成し、この高分 子液晶の表面分子の配列を利用して液晶 4を配向させるのは、配向膜等を用いた配 向処理が不要となり好適である。また、液晶 4の配向方向を、液晶 4と接する複屈折フ レネルレンズ部材 3a、 3bの異常屈折率方向と一致させるのが好適である。さらに、液 晶の屈折率 (n 、 n )と複屈折材料の屈折率 (n、 n )とを一致させるのは、好適であ
lo ie o e
る。したがって、図 1に示す構成では、符号 Cを用いて示すように、液晶 4の配向方向 が、複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で基板および紙面に平行な方向（異常光 屈折率方向 A)となるようにし、複屈折フレネルレンズ部材 3bとの界面で基板に平行 で紙面に垂直な方向（異常光屈折率方向 B)となるようにし、 n =nとし、 n =nする
lo o le e のが好適である。 [0043] 液晶 4の厚さは、所望の光学特性を得ることを重視する場合は厚い方が好ましぐ 所望の応答速度を得ることを重視する場合は薄い方が好ましい。また、液晶 4として は、誘電異方性（Δ ε )が正のものを用いるのでも、負のものを用いるのでもよい。誘 電異方性（Δ ε )の相違は、電界を印加したときに、液晶分子の長軸方向が電界方 向を向くように動くか、電界方向と垂直する方向を向くように動くかの相違であり、誘 電異方性（Δ ε )の正負はいずれでもよい。ただし、誘電異方性（Δ ε )が負の場合、 電圧を印加しないときに液晶 4の配向が概ね基板面に対して垂直になるようなものが 好ましい。
[0044] 上記の透明基板 la、 lb、透明電極 2a、 2b、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3b、液 晶 4の積層の順番は、この順番に積層するのでもよいが、透明基板 la、 lb、複屈折 フレネルレンズ部材 3a、 3b、透明電極 2a、 2b、液晶 4の順番で積層する方が、液晶 4に電界を均一に印加できるため、好適である。また、複屈折フレネルレンズ部材 3a 、 3b用の複屈折材料として高分子液晶を使用し、ブレーズ輪の表面の高分子液晶 分子の配向方向を利用して液晶 4を配向させることにより、高分子液晶と液晶 4部分 を含めた厚さ方向のねじれが均一になり大変好ましい。
[0045] なお、対向する透明電極 2a、 2b間に絶縁膜を設け、短絡を防ぐことは好ましい。係 る絶縁膜の形成には、 SiO、 ZrO 、 TiO等の無機材料を用いて、スパッタリング等
2 2 2
によって真空成膜する方法、ゾルゲル法によって化学的に成膜する方法等を用いる こと力 Sできる。また、透明電極 2a、 2bと外部の電圧信号源 20とを接続する配線として 、フレキシブル回路基板を用いるのでもよい。この場合、液晶回折レンズ素子 10側で は、フレキシブル回路基板を透明電極 2a、 2bの端子取り出し部 22a、 22bに接続す る。
[0046] シーノレ 5は、液晶 4が透明基板 la、 lb間から漏れ出さないようにするためのもので あり、確保すべき光学的有効領域の外周に設けられる。シール 5用の材料としては、 エポキシ、アクリル等の樹脂系接着剤が取り扱い上好ましいが、加熱または UV光の 照射によって硬化させるのでもよい。また、所望のセル間隔を得るためにガラスフアイ バ等のスぺーサを数％混入させるのでもよレ、。
[0047] なお、透明基板 la、 lbの各基板面のうちの液晶 4側と反対側に面した基板面上に 反射防止膜を設けることは、光の利用効率を改善することになるため、好適である。 係る反射防止膜として誘電体多層膜、波長オーダーの薄膜等を用いることができる 力 その他の膜でもよい。これらの膜は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成 すること力 Sできる力 その他の方法で形成するのでもよい。
[0048] 以下、液晶回折レンズ素子 10の作用について図 1を用いて説明する。まず、電圧 を印加しない場合について説明する。この場合は、液晶 4は、複屈折フレネルレンズ 部材 3a、 3bの近傍で異常光屈折率方向 A、 Bに配向している。ここで、液晶が配向 するとは、液晶分子が配向することをいう。以下同様とする。このとき、 X軸方向に偏 光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素子 10に入射すると、液晶 4が複屈折 フレネルレンズ部材 3aとの界面で異常光屈折率方向 A (X軸方向）に配向し、 n =n
ie e となっているため、同一の異常光屈折率を感じて複屈折フレネルレンズ部材 3aはフ レネルレンズとして機能せず、入射光は複屈折フレネルレンズ部材 3aをそのまま通 過する。以下、そのまま通過することを「スルー」という。一方、複屈折フレネルレンズ 部材 3aを通過した光は、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3b側まで連続的に捩れ 90度ツイストしているため、偏光方向が 90度旋光して入射する。そして、液晶 4が複 屈折フレネルレンズ部材 3bとの界面で異常光屈折率方向 B (Y軸方向）に配向し、 n
le
=nとなっているため、同一の異常光屈折率を感じて複屈折フレネルレンズ部材 3b e
はフレネルレンズとして機能せず、複屈折フレネルレンズ部材 3bをそのまま通過する 。その結果、 X軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、偏光方向が Y軸方向に変 化するが、液晶回折レンズ素子のレンズ効果を受けずに通過する。
[0049] Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光に関しては、以下のように作用する。すな わち、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素子 10に入射する と、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で異常光屈折率方向 A (X軸方向 )に配向し、 n =nとなっているため、同一の常光屈折率を感じて複屈折フレネルレ
lo 0
ンズ部材 3aはフレネルレンズとして機能せず、入射光は複屈折フレネルレンズ部材 3 aをそのまま通過する。一方、複屈折フレネルレンズ部材 3aを通過した光は、液晶 4 が複屈折フレネルレンズ部材 3b側まで連続的に捩れ 90度ツイストしてレ、るため、偏 光方向が 90度旋光して入射する。そして、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3bと の界面で異常光屈折率方向 B (Y軸方向）に配向し、 n =nとなっているため、同一
lo 0
の常光屈折率を感じて複屈折フレネルレンズ部材 3bはフレネルレンズとして機能せ ず、複屈折フレネルレンズ部材 3bをそのまま通過する。その結果、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、偏光方向が X軸方向に変化するが、液晶回折レンズ素子 のレンズ効果を受けずに通過する。したがって、電圧を印加しない場合には、偏光方 向が X軸方向力、 Y軸方向かにかかわらず、入射光は、液晶回折レンズ素子 10をその まま通過する。
[0050] 次に、電圧を印加して液晶 4を Z軸方向に配向させた場合について説明する。この とき、 X軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素子 10に入射する と、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で、液晶 4側では常光屈折率を感 じ、複屈折フレネルレンズ部材 3a側では異常光屈折率を感じて屈折率差が生ずるた め、複屈折フレネルレンズ部材 3aとしての作用を受け、発散光または収束光となって 複屈折フレネルレンズ部材 3aを出射する。一方、複屈折フレネルレンズ部材 3aを出 射した光は、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3bとの界面で、液晶 4側および複屈 折フレネルレンズ部材 3b側で常光屈折率を感じ、 n =nとなっているため、同一の
lo o
常光屈折率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3bをそのまま通過する。その結果、 X 軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、複屈折フレネルレンズ部材 3aの作用を受 けて、発散光または収束光となって液晶回折レンズ素子 10を通過する。
[0051] Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光に関しては、以下のように作用する。すな わち、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素子 10に入射する と、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で、液晶 4側および複屈折フレネ ルレンズ部材 3a側で常光屈折率を感じ、 n =nとなっているため、同一の常光屈折
1θ Ο
率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3aをそのまま通過する。一方、複屈折フレネル レンズ部材 3aを通過した光は、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3bとの界面で、液 晶 4側では常光屈折率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3b側では異常光屈折率を 感じて屈折率差が生ずるため、複屈折フレネルレンズ部材 3bとしての作用を受け、 発散光または収束光となって複屈折フレネルレンズ部材 3bを出射する。その結果、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、複屈折フレネルレンズ部材 3bの作用を 受けて、発散光または収束光となって液晶回折レンズ素子 10を通過する。
(第 2の実施の形態）
第 1の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子 10では、複屈折材料からなる複屈折 フレネルレンズ部材 3a、 3bと液晶 4を用い、複屈折材料の屈折率 (n、 n )と液晶 4の
0 e 屈折率 (n 、n )とを一致させる構成としている。これにより、電圧を印加しない場合、 lo le
z軸方向に進行する光はその偏光方向にかかわらず、液晶回折レンズ素子で回折 光が生じることなく透過し、電圧を印加して液晶 4を Z軸方向に配向させた場合、 Z軸 方向に進行する光は複屈折フレネルレンズ部材 3aおよび 3bの作用を受けて発散光 または収束光となって液晶回折レンズ素子 10を通過する。
しかし、複屈折材料の屈折率 (n、 n )と液晶 4の屈折率 (n 、 n )を完全に一致さ ο e lo le
せることは難しいとともに、使用できる複屈折材料および液晶材料が限定されてしまう 。特に、複屈折材料として高分子液晶を用いる場合、その常光屈折率 nは液晶 4の 常光屈折率 n に比べ大きな値となる。
lo
このように、複屈折材料の屈折率 (n、 n )と液晶 4の屈折率 (n 、 n )が異なる場合
0 e lo le
でも、第 1の実施の形態と同様の作用効果を実現するために、屈折率調整部を付加 すること力 S有効である。屈折率調整部が付加された第 2の実施の形態に係る液晶回 折レンズ素子について、以下の（1)〜（3)の態様にっレ、て説明する。
(1)図 4は、本発明の第 2の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子 30の一例の概念 的な構成を示す断面の拡大図である。ここでは、透明基板 la、 lb (図示せず）に等 方性材料の屈折率調整部 3a2、 3b2のフレネルレンズ形状を作製した後、複屈折フ レネルレンズ部材 3al、 3blのフレネルレンズ形状を作製する例を示す。第 1の実施 の形態に係る液晶回折レンズ素子 10と比較して、第 1の複屈折フレネルレンズ部材 3 aと第 2の複屈折フレネルレンズ部材 3bが、複屈折材料 3al、 3blと等方性材料の屈 折率調整部 3a2、 3b2からなる点が異なり、他の構成は第 1の実施の形態に係る液 晶回折レンズ素子 10と同じである。
ここで、 Z軸方向に進行する光に対して、複屈折材料の屈折率 (n、 n )である複屈
0 e
折フレネルレンズ部材 3al、 3blと屈折率 (n )である等方性材料の屈折率調整部 3a
S
2、 3b2との光路長の比率ひ ： 1—ひ （0く ひく 1)が XY面内の各位置で一定となるよ うに複屈折フレネルレンズ部材 3al、 3blと屈折率調整部 3a2、 3b2を加工すること により、複屈折フレネルレンズ部 3al、 3blと屈折率調整部 3a2、 3b2を一体とした複 屈折フレネルレンズ部は、異常光屈折率は α X n + (1— α ) X n、常光屈折率は α e s
X n + (1 _ ひ） X nとなる。
0 s
複屈折フレネルレンズ部材を複屈折材料と等方性材料力 構成することにより、入 射光に対する常光屈折率と異常光屈折率を調整することができるため、使用する複 屈折材料および液晶のノ^エーシヨンが多いことによる設計自由度が高い液晶回折 レンズ素子を実現できる。
具体的には、 n >n のとき、 n >nの等方性材料からなる屈折率調整部 3a2、 3b o lo lo s
2を用レヽ、 n = a X n + (1 _ ひ） X nを満足するようにひを調整すればよレヽ。ここで
lo 0 s
、n は液晶 4の屈折率の 1つである。
lo
屈折率調整部 3a2、 3b2は、ガラス、樹脂などの等方性材料でもよいし、高分子液 晶などの複屈折材料でもよレ、が、透明であることが好ましレ、。
屈折率調整部 3a2、 3b2の形状は、透明基板 la、 lb上に形成した材料層をエッチ ング技術により加工する、あるいはプレス、金型などを用いて成型加工してもよレ、。ま た、透明基板 la、 lbを直接カ卩ェして凹凸を作製してもよい。
(2)図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子 40の一例の概念 的な構成を示す断面図であって、図 4の屈折率調整部 3a2、 3b2の代わりに、位相 調整部 7が第 1の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子 10の透明基板 lbの片面に 付加された構成としている。
ここで、位相調整部 7は透明基板 laまたは lbの片面に、第 1および第 2の複屈折フ レネルレンズ部材 3a、 3bのフレネル形状の輪帯と同じ輪帯からなるフレネルレンズ形 状の位相調整面 6からなる。位相調整面 6は透明基板 lbの表面をエッチングゃプレ ス成型などにより直接加工してもよぐまた別に作製して透明基板 1 bに貼り合わせて もよレ、。位相調整面 6の材料は、ガラス、セラミックス、樹脂など材質を問わないが、透 明であることが光利用効率の点から好ましい。
また、位相調整面 6として複屈折率材料を用いる場合、常光偏光と異常光偏光に 対して別々の位相調整を実施することが可能となり、設計自由度が向上する。 このような位相調整部 7を形成することにより、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの 複屈折材料の屈折率 (n、n )と液晶 4の屈折率 (n 、n )が異なる場合に発生する
0 e lo le
透過波面の乱れを補正することができるため、第 1の実施の形態と同様の作用効果 が得られる。
例えば、 n >n の場合、電圧を印加しない状態で、複屈折フレネルレンズ部材 3a
0 lo
、 3bと液晶 4との屈折率差 (n— n )および複屈折フレネルレンズ部材の形状に応じ ο lo
て、 z軸方向に進行する光の透過波面が乱れる。その結果、スルーする透過率が低 下する。
ここで、 Z軸方向に進行する光に対して発生する透過波面の乱れを補正するように 、屈折率 nの等方性材料からなる位相調整面 6を形成することにより、スルーする透 s
過率の低下が解消できる。
具体的には、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの最大深さを dとすると、 Z軸方向 に進行する常光偏光に対して複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bと液晶 4とにより発生 する最大光路長差は (n— n ) X dとなる。これを補正するため、フレネルレンズ形状 ο lo
の位相調整面 6の最大深さ D力 (n— 1) X D = (n— n ) X dを満たすとともに、図 5
S O 10
に示すように凹凸が逆のフレネルレンズ形状とすればょレ、。
なお、液晶 4の屈折率が n相当となる電圧の印加状態で、複屈折フレネルレンズ部 材 3a、 3bと液晶 4、さらに位相調整面 6を含めて最大回折条件を満たし、効率よく発 散光または収束光を生成するためには、 { (n—n ) X d— (n— 1) X D}が入射光の e lo s
波長 λに略等しいことが好ましい。
図 5では位相調整面 6を光出射側の透明基板 1 bに形成した例を示すが、光入射側 の透明基板 laに形成してもよいし、光入出射側の両面に設けてもよい。
また、位相調整面 6と複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bとの距離はなるべく短い方 が好ましい。したがって、透明基板 lbの厚さは薄い方が好ましい。
また、位相調整面 6は、断面を階段状に近似したフレネルレンズ形状としてもよい。 なお、シール 5によって透明基板 laと lbが接合されている。
(3)図 6は、図 5の位相調整部 7の代わりに、透明基板 lbの片面にフレネルレンズ形 状に加工された屈折率 n の等方性材料から成る位相調整面 8aが形成され、その凹 凸部の少なくとも凹部に屈折率 n (n < n )の等方性材料からなる充填材 8bが充
s2 s2 si
填され、透明基板 lbと lcで狭持された位相調整部 9とした液晶回折レンズ素子 50の 一例の概念的な構成を示す断面図である。
液晶回折レンズ素子 40に比べて液晶回折レンズ素子 50の場合、位相調整面 8aと 充填材 8bの屈折率を調整することにより位相調整面の設計及び作製の自由度が増 すため好ましい。
充填材 8bは位相調整面 8aの凹凸部を充填するとともに、透明基板 lbと l cを接着 固定し、熱硬化型のエポキシ系や光硬化型のアクリル系の接着材が使用できる。 また、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bと液晶 4の屈折率の温度依存性が異なる 場合、液晶回折レンズ素子の温度変化に応じて透過波面の効率が所望の値から変 化するといった問題が生じる。ここで、屈折率の温度依存性が異なる位相調整面 8aと 充填材 8bの材料を用いることにより、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bと液晶 4との 温度依存性を補償し、液晶回折レンズ素子 50の温度依存性を改善することができる 第 1および第 2の実施の形態では、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bが同心円状 のフレネル輪帯形状の場合について説明したが、それ以外の断面形状を有する複 屈折材料としてもよい。
例えば、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの代わりに、断面を放物面形状とするこ とにより、印加電圧に応じて透過波面が発散光や収束光などに変化する焦点距離切 替レンズとなる。また、断面を球面収差相当の形状や非点収差相当の形状とすること により、印加電圧に応じて透過波面に収差成分を付加できる。いづれの場合も、複 屈折フレネルレンズ部材 3aと 3bに対応した複屈折材料の断面形状を調整することに より、入射光の偏光方向に依存しない透過波面変化を得ることができる。なお、シー ル 5によって透明基板 laと lbが接合されている。
入射光の任意の偏光状態は直交する偏光方向の光の合成で表現できるため、入 射光の偏光方向に依存しない透過波面変化を生成する本発明の液晶回折レンズ素 子は、入射光の偏光状態に依存しないで透過波面変化を得ることができる。
(第 3の実施の形態） 次に、本発明の第 3の実施の形態に係る光ヘッド装置について図面を用いて説明 する。図 7は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の概念的な構成を示す図で ある。図 7において、光ヘッド装置 100は、所定の波長の光束を出射する光源 101と 、偏光方向に応じて光を通過または反射させる偏光ビームスプリッタ 102、入射する 光束を略平行光に変換するコリメーターレンズ 103と、液晶回折レンズ素子 10と、 1 /4波長板 104と、 1Z4波長板 104を透過した光を光ディスク 200上に集光させる対 物レンズ 105、偏光ビームスプリッタ 102で反射された光ディスク 200からの戻り光を 検出する光検出器 106とを備える。ここで、上記の「戻り光」とは、光源 101から出射さ れ情報記録面 200a、 200bで反射されて液晶回折レンズ素子 10の方向に戻る光を いう。
[0053] 光源 101が出射した光は、偏光ビームスプリッタ 102、コリメーターレンズ 103、液晶 回折レンズ素子 10、 1/4波長板 104および対物レンズ 105の順に透過し、光デイス ク 200の 2層の情報記録面である、情報記録面 200aまたは 200bに集光する。光デ イスク 200の情報記録面 200aまたは 200bに集光した光束は、それぞれ、各情報記 録面 200a、 200bで反射され、対物レンズ 105、 1/4波長板 104、液晶回折レンズ 素子 10およびコリメーターレンズ 103を透過し、偏光ビームスプリッタ 102で反射され 、光検出器 106に入る。
[0054] ここで、光検出器 106からの出力電気信号は、光ディスク 200の情報記録面 200a 、 200bに記録された情報の、読み取り信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラ 一信号の生成に用いられる。なお、光ヘッド装置は、上記のフォーカスエラー信号に 基づいてレンズを光軸方向に制御する機構（フォーカスサーボ）、および、上記のトラ ッキングエラー信号に基づいてレンズを光軸にほぼ垂直な方向に制御する機構（トラ ッキングサーボ）を備える力 図 4に示す構成では省略されている。
[0055] 光源 101は、例えば、半導体レーザで構成され、波長 650nm近傍の波長かつ直 線偏光の発散光を出射するようになっている。なお、上記の光源 101は、同一パッケ ージ内の同一基板上に 2個の半導体レーザチップがマウントされ、所謂、ハイブリッド 型の 2波長レーザ光源をなすように構成されるのでも、異なる波長を発光する 2個の 発光点を持ったモノリシック型の二波長レーザ光源 (例えば、特開 2004-39898号 公報参照。）をなすように構成されるのでもよい。この場合、光源 101は、例えば、波 長 650nm近傍の波長および 780nm近傍の波長、かつ直線偏光の発散光を出射す るようになっている。ここで、波長 650nm近傍および 780nm近傍の波長とは、それぞ れ、 630nm〜670nmおよび 760nm〜800nmの範囲にある波長を意味する。また 、ブルーレイ規格や HDDVD規格において用いられる波長 405nm近傍の青色半導 体レーザとしてもよレ、。この場合の波長 405nm近傍の波長とは 385nm〜425nmの 範囲にある波長を意味する。
[0056] なお、偏光ビームスプリッタ 102、コリメーターレンズ 103、 1/4波長板 104、対物レ ンズ 105および光検出器 106については、周知であり、さらなる説明を省略する。
[0057] 以下、光ヘッド装置 100の動作について説明する。光源 101が出射した光は、偏 光ビームスプリッタ 102を通過した後、コリメーターレンズ 103によって略平行光線とさ れ、直線偏光のまま液晶回折レンズ素子 10に入射する。ここで、光源 101が出射し た光の偏光方向は、液晶回折レンズ素子 10が有する各複屈折フレネルレンズ部材 3 a、 3bのうちの、往路光が入射する側に設けられた第 1の複屈折フレネルレンズ部材 3aの異常光屈折率方向と一致または直交するようになっている。液晶回折レンズ素 子 10に入射した光は、液晶回折レンズ素子 10に所定の電圧信号が印加されている 場合には焦点距離が切り替えられて透過し、液晶回折レンズ素子 10に電圧信号が 印加されていない場合には焦点距離が切り替わらず偏光方向が 90度変化して透過 し、 1/4波長板 104に入射する。
1/4波長板 104に入射した光は、 1/4波長板 104によって円偏光の光となり、対 物レンズ 105によって光ディスク 200の情報記録面 200aまたは 200bに集光させら れる。
ここで、液晶レンズ素子 10に電圧を印加しないとき、入射光に対する液晶レンズ素 子 10の透過波面は不変で、対物レンズ 105により光ディスク 200の情報記録面 200 aに集光され、記録または再生が成される。一方、液晶レンズ素子 10に所定の電圧 を印加するとき、入射光に対する液晶レンズ素子 10の透過波面は凹レンズの発散波 面となり、対物レンズ 105により光ディスク 200の情報記録面 200bに集光され、記録 または再生が成される。その結果、 2層の光ディスク 200の安定した記録および再生 が実現できる。
[0058] 光ディスク 200からの戻り光は、対物レンズ 105を透過し、 1/4波長板 104によつ て入射光と偏光方向が 90度異なる直線偏光の光に変えられ、液晶回折レンズ素子 1 0によって、偏光方向、および、液晶回折レンズ素子 10に印加された電圧信号に応 じて、そのまま、または、焦点距離が切り替えられて透過する。液晶回折レンズ素子 1 0を透過した光は、コリメーターレンズ 103を透過し、偏光ビームスプリッタ 102で反射 されて光検出器 106に入射し、光検出器 106に記録された情報が電気信号に変換 される。
[0059] ここで、液晶回折レンズ素子 10と 1/4波長板 104とを一体化することは、調整の容 易さ、省スペース化等の観点からきわめて有効である。
また、ブルーレイ規格と HDDVD規格の互換性をとるために、カバー層厚の違いに より発生する球面収差を補正することが必要となる。本発明の液晶回折レンズ素子を 用いて焦点位置を切り替えることにより、ブルーレイ規格と HDDVD規格の光デイス クに対して、同一の光ヘッド装置を用いて記録または再生が可能となる。
また、ブルーレイ規格または HDDVD規格の各規格において、多層光ディスクの各 層への記録または再生においても、カバー層厚の違いにより発生する球面収差を補 正することが必要となるが、本発明の液晶回折レンズ素子を用いて焦点位置を切り替 えることにより、多層光ディスクに対して、同一の光ヘッド装置を用いて記録または再 生が可能となる。
[0060] 本発明の液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置のさらなる特徴については、以 下に示す実施例により具体的に説明する。
実施例
[0061] (実施例 1)
本発明の第 1の実施例に係る液晶回折レンズ素子 10につレ、て図 1を用レ、て説明す る。本発明の実施例に係る液晶回折レンズ素子 10は、平行に配置された 1対の透明 基板 la、 lbと、 1対の透明基板 la、 lb間に挟持された液晶 4と、液晶に電界を印加 するための透明電極 2a、 2bと、第 1の透明基板 l aと液晶 4との間に形成され、フレネ ルレンズの形状を有し、複屈折材料からなる第 1の複屈折フレネルレンズ部材 3aと、 第 1の透明基板 laと対向する第 2の透明基板 lbと液晶 4との間に形成され、フレネノレ レンズの形状を有し、複屈折材料からなる第 2の複屈折フレネルレンズ部材 3bと、シ 一ノレ 5とをィ蓆; る。
[0062] まず、透明基板 la、 lbとしては石英ガラス板を用いた。透明電極 2a、 2b用の材料 としては、 IT〇を用いた。透明電極 2a、 2bの形成は、 IT〇をスパッタリング法でシート 抵抗値が 300 Ω Ζ口程度となる膜厚まで堆積し、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 ΙΤ〇膜をパターユングすることによって行った。
[0063] 複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3b用の複屈折材料としては、異常光屈折率 nが 1 e
. 77、常光屈折率 nが 1. 55の高分子液晶を用いた。複屈折フレネルレンズ部材 3a 、 3bの形成は、以下のように行った。まず、膜厚 3 x mの高分子液晶を、透明基板 la 側で異常光屈折率方向が図 1に示す X軸方向となり、透明基板 lb側で異常光屈折 率方向が図 1に示す Y軸方向となるように透明電極 2a、 2b上に形成した。ここで、透 明基板 laは入射側であり、透明基板 lbは出射側である。また、複屈折材料としての 高分子液晶は、厚さ方向に対し異常光屈折率方向がねじれていない。
[0064] 複屈折材料としての高分子液晶を形成した後、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、複屈折材料としての高分子液晶をパターニングし、各ブレーズ輪 を形成した。ここで、光源 101の波長を 660nmとし、各ブレーズ輪の光軸方向の厚さ を、図 3に示す符号 F2を用いて示す移相分布が得られるようにする。
[0065] 次に、各複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの表面に配向膜としてポリイミド膜を形 成し（図示せず）、ラビング法によって配向処理を施した。ラビング方向は、各複屈折 フレネルレンズ部材 3a、 3bの高分子液晶の異常光屈折率方向とした。
[0066] シール 5用の材料としては、エポキシ樹脂系接着剤に直径 40 μ mのガラス球をス ぺーサとして混入し、光学的有効領域の外周に図 2に示すように印刷した後、熱圧着 して基板間ギャップ 40 x mの液晶セルを作製した。この液晶セルに、液晶 4として、 真空注入によって、常光屈折率が 1. 55、異常光屈折率が 1. 77、誘電異方性（Δ ε )が 14のネマチック液晶を注入した。ネマチック液晶には、カイラルピッチが 200 z m となるカイラル材を添加した。
[0067] 上記の液晶セルに液晶 4を注入した後、アクリル樹脂系接着剤を用いて注入口を 封止して液晶回折レンズ素子 10を作製した。透明電極 2a、 2bの形成の際に、透明 電極 2a、 2bに端子取り出し部 22a、 22bを設け、上記の端子取り出し部 22a、 22bに フレキシブル回路基板を接続し、周波数 1000Hzの矩形交流波の電圧信号を発生 する外部の電圧信号源 20を接続できるようにした。
[0068] 上記のように構成された液晶回折レンズ素子 10に、波長 660nmで直線偏光（X軸 方向または Y軸方向に偏光）のレーザ光を入射させたときの液晶回折レンズ素子 10 の作用を以下に説明する。
[0069] まず、電圧を印加しない場合（印加電圧が OVrms)について説明する。この場合、 液晶 4は、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの近傍で異常光屈折率方向 A、 Bに配 向している。このとき、 X軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素 子 10に入射すると、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で異常光屈折率 方向 A (X軸方向）に配向し、 n =nとなっているため、同一の異常光屈折率を感じ
le e
て複屈折フレネルレンズ部材 3aはフレネルレンズとして機能せず、入射光は複屈折 フレネルレンズ部材 3aをそのまま通過する。一方、複屈折フレネルレンズ部材 3aを 通過した光は、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3b側まで連続的に捩れ 90度ツイ ストしているため、偏光方向が 90度旋光して入射する。そして、液晶 4が複屈折フレ ネルレンズ部材 3bとの界面で異常光屈折率方向 B (Y軸方向）に配向し、 n =nとな
丄 つているため、同一の異常光屈折率を感じて複屈折フレネルレンズ部材 3bはフレネ ルレンズとして機能せず、複屈折フレネルレンズ部材 3bをそのまま通過する。その結 果、 X軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、偏光方向が Y軸方向に変化するが 、液晶回折レンズ素子のレンズ効果を受けずに通過する。
[0070] Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光に関しては、以下のように作用する。すな わち、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素子 10に入射する と、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で異常光屈折率方向 A (X軸方向 )に配向し、 n =nとなっているため、同一の常光屈折率を感じて複屈折フレネルレ
lo 0
ンズ部材 3aはフレネルレンズとして機能せず、入射光は複屈折フレネルレンズ部材 3 aをそのまま通過する。一方、複屈折フレネルレンズ部材 3aを通過した光は、液晶 4 が複屈折フレネルレンズ部材 3b側まで連続的に捩れ 90度ツイストしてレ、るため、偏 光方向が 90度旋光して入射する。そして、液晶 4が複屈折フレネルレンズ部材 3bと の界面で異常光屈折率方向 B (Y軸方向）に配向し、 n =nとなっているため、同一
lo 0
の常光屈折率を感じて複屈折フレネルレンズ部材 3bはフレネルレンズとして機能せ ず、複屈折フレネルレンズ部材 3bをそのまま通過する。その結果、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、偏光方向が X軸方向に変化するが、液晶回折レンズ素子 のレンズ効果を受けずに通過する。したがって、電圧を印加しない場合には、偏光方 向が X軸方向力、 Y軸方向かにかかわらず、入射光は、液晶回折レンズ素子 10をその まま通過する。
[0071] 次に、実効値 lOVrmsの電圧を印加し、液晶用 4の配向が概ね基板面に対して垂 直となつた場合について説明する。このとき、 X軸方向に偏光し Z軸方向に進行する 光が液晶回折レンズ素子 10に入射すると、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3aと の界面で、液晶 4側では常光屈折率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3a側では異 常光屈折率を感じて屈折率差が生ずるため、複屈折フレネルレンズ部材 3aとしての 作用を受け、発散光となって複屈折フレネルレンズ部材 3aを出射する。一方、複屈 折フレネルレンズ部材 3aを出射した光は、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3bとの 界面で、液晶 4側および複屈折フレネルレンズ部材 3b側で常光屈折率を感じ、 n =
lo nとなっているため、同一の常光屈折率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3bをその まま通過する。その結果、 X軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光は、複屈折フレネ ルレンズ部材 3aの作用を受けて、発散光となって液晶回折レンズ素子 10を通過する
[0072] Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光に関しては、以下のように作用する。すな わち、 Y軸方向に偏光し Z軸方向に進行する光が液晶回折レンズ素子 10に入射する と、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3aとの界面で、液晶 4側および複屈折フレネ ルレンズ部材 3a側で常光屈折率を感じ、 n =nとなっているため、同一の常光屈折
lo O
率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3aをそのまま通過する。一方、複屈折フレネル レンズ部材 3aを通過した光は、液晶 4と複屈折フレネルレンズ部材 3bとの界面で、液 晶 4側では常光屈折率を感じ、複屈折フレネルレンズ部材 3b側では異常光屈折率を 感じて屈折率差が生ずるため、複屈折フレネルレンズ部材 3bとしての作用を受け、 発散光となって複屈折フレネルレンズ部材 3bを出射する。その結果、 Y軸方向に偏 光し Z軸方向に進行する光は、複屈折フレネルレンズ部材 3bの作用を受けて、発散 光となって液晶回折レンズ素子 10を通過した。
上記のように、 X軸方向に偏光した直線偏光の光と Y軸方向に偏光した直線偏光 の光とは、どちらも、電圧を印加しない場合（印加電圧が 0V)にはスルーで液晶回折 レンズ素子 10を通過し、実効値 lOVrmsの電圧を印加した場合には発散光となるよ うに切り替えられる液晶回折レンズ素子 10が得られた。
(実施例 2)
本発明の第 2の実施例に係る液晶回折レンズ素子 30について、その断面の拡大 図である図 4を用いて説明する。
透明基板 la、 lb (図示せず）として、屈折率 1. 46、厚さ 0. 7mmの石英ガラス基板 を用レ、、一方の面をフォトリソグラフィとエツティング技術により、各輪帯部の深さが 3. 6 μ mのフレネルレンズ形状にエツティングして屈折率調整部 3a2および 3b2を作製 する。
次に、屈折率調整部 3a2、 3b2の上にスパッタリング法を利用して 300 Ω /口のシ ート抵抗値を持った ITO膜（図示せず）を透明電極として成膜し、フォトリソグラフィ、 エツティング技術により ITOをパタニングして電極を作製する。
さらに、 ITO成膜面上に複屈折率材料として異常光屈折率 (n ) 1. 77、常光屈折 e
率 (n ) 1 · 55の高分子液晶を膜厚 3· 0 /i mとなるよう成膜し、フォトリソグラフィとエツ ティング技術により図 4に示す複屈折フレネルレンズ部材 3al、 3blを作製する。ここ で、複屈折フレネルレンズ部材 3alは X軸方向に、複屈折フレネルレンズ部材 3blは Y軸方向に高分子液晶の配向（異常光屈折率の方向）が揃っている。
さらに、複屈折フレネルレンズ部材 3al、 3blの表面に配向膜としてポリイミドを成 膜し（図示せず）、高分子液晶表面の配向処理方向が高分子液晶の異常光屈折率 方向となるようラビング法により配向処理を施す。
次に、図 2に示すように、直径 40 z mのファイバスぺーサを混合したエポキシ接着 材からなるシール 5を外周に印刷した後、熱圧着して基板間ギャップ 40 μ mのセルを 作製する。 次に、このセルに真空注入法により、常光屈折率 1. 5、異常光屈折率 1. 6、誘電 異方性（△ ε ) 10で、カイラルピッチ 200 μ ΐηとなるようにカイラル材が添加されたネ マティック液晶を注入し、アクリル系接着材により注入口を封止して液晶回折レンズ 素子 30を作製する。
このような液晶回折レンズ素子 30の構成とすることにより、複屈折フレネルレンズ部 材 3al、 3b lと液晶 4との屈折率が異なる場合でも、第 1の実施例の液晶回折レンズ 素子 10と同様の機能が実現できる。
(実施例 3)
本発明の第 3の実施例に係る液晶回折レンズ素子 40について、その断面である図 5を用いて説明する。
透明基板 l a、 lbとして、屈折率 1. 46、厚さ 0. 7mmの石英ガラス基板上にスパッ タリング法を利用して 300 Ω Z口のシート抵抗値を持った ΠΌ膜を透明電極として各 々成膜し、フォトリソグラフィとエツティング技術により ΙΤΟ膜をパタニングして透明電 極 2a、 2bを作製する。
次に、透明基板 lbの ITO成膜面の反対面をフォトリソグラフィとエツティング技術に より深さ 0. 29 /i mのフレネルレンズ形状に加工し、図 5に示す位相調整面 6を作製 する。
さらに、 ITO成膜面上に複屈折率材料として異常光屈折率 (n ) 1. 77、常光屈折 e
率 (n ) 1 · 55の高分子液晶を膜厚 3· 3 / mとなるよう成膜し、フォトリソグラフィとエツ ティング技術により図 5に示す複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bを作製する。ここで、 複屈折フレネルレンズ部材 3aは X軸方向に、複屈折フレネルレンズ部材 3bは Y軸方 向に高分子液晶の配向（異常光屈折率の方向）が揃っている。
さらに、複屈折フレネルレンズ部材 3a、 3bの表面に配向膜としてポリイミドを成膜し (図示せず）、高分子液晶表面の配向処理方向が高分子液晶の異常光屈折率方向 となるようラビング法により配向処理を施す。
次に、図 5に示すように、直径 40 z mのファイバスぺーサを混合したエポキシ接着 材からなるシール 5を外周に印刷した後、熱圧着して基板間ギャップ 40 μ mのセルを 作製する。 次に、このセルに真空注入法により、常光屈折率 1. 51、異常光屈折率 1. 73、誘 電異方性（△ ε ) 10で、カイラルピッチ 200 μ ΐηとなるようにカイラル材が添加された ネマティック液晶を注入し、アクリル系接着材により注入口を封止して液晶回折レンズ 素子 40を作製する。
このような液晶回折レンズ素子 40の構成とすることにより、複屈折フレネルレンズ部 材 3a、 3bと液晶 4との屈折率が異なる場合でも、第 1の実施例の液晶回折レンズ素 子 10と同様の機能が実現できる。
(実施例 4)
本発明の第 4の実施例に係る液晶回折レンズ素子 50について、その断面である図
6を用いて説明する。
第 3の実施例に対して、位相調整部 9が異なるが他の構成は同じである。
透明基板 lbである石英ガラス基板の IT〇成膜面と反対面をフォトリソグラフィとエツ ティング技術により深さ 3 μ mのフレネルレンズ形状に加工し、図 6に示す位相調整 面 8aを作製する。
次に、屈折率 1. 504のアクリル系光硬化型接着材を充填材 8bとして用い、位相調 整面 8aの凹部を充填し、併せて厚さ 0. 3mmの石英ガラスからなる透明基板 lcを張 り合わせる。
このような液晶回折レンズ素子 50の構成とすることにより、複屈折フレネルレンズ部 材 3a、 3bと液晶 4との屈折率が異なる場合でも、第 1の実施例の液晶回折レンズ素 子 10と同様の機能が実現できる。
(実施例 5)
本発明の実施例に係る光ヘッド装置 100について、図 7を用いて説明する。本発明 の実施例に係る光ヘッド装置 100は、所定の波長の光束を出射する光源 101と、偏 光方向に応じて光を通過または反射させる偏光ビームスプリッタ 102、入射する光束 を略平行光に変換するコリメーターレンズ 103と、液晶回折レンズ素子 10と、 1Z4波 長板 104と、 1Z4波長板 104を透過した光を光ディスク 200上に集光させる対物レ ンズ 105、偏光ビームスプリッタ 102で反射された光ディスク 200からの戻り光を検出 する光検出器 106とを備える。 [0075] ここで、対物レンズ 105は、液晶回折レンズ素子 10を入射光がスルーで通過すると きに、入射光が第 1の情報記録面 200aに集光するようになっている。液晶回折レン ズ素子 10に電圧を印加しない場合（印加電圧が OVrms)、光ヘッド装置 100は、液 晶回折レンズ素子 10を除いたときと実質的に同様に動作し、入射光が第 1の情報記 録面 200aに集光する。
[0076] これに対して、液晶回折レンズ素子 10に実効値 lOVrmsの電圧を印加した場合、 液晶回折レンズ素子 10に入射した光は、液晶回折レンズ素子 10によつて焦点距離 が切り替えられて発散光となって液晶回折レンズ素子 10を通過し、 1Z4波長板 104 および対物レンズ 105を通過し、光ディスク 200の第 2の情報記録面 200bに集光す る。光ディスク 200からの戻り光は、対物レンズ 105を透過し、 1/4波長板 104によつ て入射光と偏光方向が 90度異なる直線偏光の光に変えられ、液晶回折レンズ素子 1 0によって焦点距離が切り替えられて透過する。液晶回折レンズ素子 10を透過した 光は、コリメーターレンズ 103を透過し、偏光ビームスプリッタ 102で反射されて光検 出器 106に入射し、光検出器 106に記録された情報が電気信号に変換される。
[0077] 以上説明したように、本発明の実施の形態に係る液晶回折レンズ素子は、液晶に 電界を印加して液晶の配向方向を切り替えることによって、第 1の複屈折フレネルレ ンズ部材と第 2の複屈折フレネルレンズ部材とが、それぞれ直交する偏光方向を有 する光に対してフレネルレンズとして機能するため、往路光と復路光の両方の焦点距 離を 1つの素子で切り替えることができる。
[0078] また、少なくとも一方の複屈折フレネルレンズ部材の複屈折材料として高分子液晶 を用いるため、複屈折フレネルレンズ部材の形成が容易であり、屈折率の調整が可 能であるとともに高分子液晶のノ リエーシヨンが多いことによる設計自由度が高い。
[0079] また、印加電圧のオンオフの切替で各複屈折フレネルレンズ部材がフレネルレンズ として機能するか否力、を切り替えられるため、印加電圧の制御を簡単にできる。
[0080] また、第 1の複屈折フレネルレンズ部材の形状と、第 2の複屈折フレネルレンズ部材 の形状とが同一であるため、同じ倍率で焦点距離を変換することができる。
[0081] また、複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向が基板面に垂直な方向に関 してねじれているため、複屈折フレネルレンズ部材の凹凸部において液晶の配向方 向と異常光屈折率方向とを一致させることができ、フレネルレンズとしての機能をより 好適に発揮することができる。
[0082] また、液晶回折レンズ素子と位相板とが一体化しているため、調整が容易で、省ス ペースを図ることができる。
[0083] また、液晶の配向方向が、各複屈折フレネルレンズ部材との界面近傍において、近 接する複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向と一致しているため、フレネ ルレンズとしての機能をより好適に発揮することができる。
[0084] また、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置は、上記のいずれか 1つ以上の効 果を有すると共に、光利用効率を向上させることができる。
[0085] また、往路光の偏光方向が第 1の複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向 と一致または直交するようになっているため、第 1の複屈折フレネルレンズ部材がフレ ネルレンズとしての機能をより好適に発揮することができる。
産業上の利用可能性
[0086] 本発明に係る液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置は、往路光と復路光の両方 の焦点距離を 1つの素子で切り替えることができるという効果が有用な液晶回折レン ズ素子および光ヘッド装置等として有用である。 なお、 2004年 10月 19曰に出願された曰本特許出願 2004— 304249号の明糸田書 、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として 取り入れるものである。

Claims

請求の範囲
[1] 平行に配置された 1対の透明基板と、
1対の前記透明基板間に挟持された液晶と、
前記液晶に電界を印加するための透明電極と、
第 1の前記透明基板と前記液晶との間に形成され、フレネルレンズの形状を有し、 複屈折材料からなる第 1の複屈折フレネルレンズ部材と、
第 1の前記透明基板に対向する第 2の前記透明基板と前記液晶との間に形成され 、フレネルレンズの形状を有し、複屈折材料からなる第 2の複屈折フレネルレンズ部 材とを備えた液晶回折レンズ素子において、
前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向と前記第 2の複屈折フ レネルレンズ部材の異常光屈折率方向とが相互に直交し、
前記液晶と第 1の複屈折フレネルレンズ部材または透明電極との界面における前 記液晶の配向方向と、前記液晶と第 2の複屈折フレネルレンズ部材または透明電極 との界面における前記液晶の配向方向とが直交するようになっていることを特徴とす る液晶回折レンズ素子。
[2] 前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の複屈折材料および前記第 2の複屈折フレ ネルレンズ部材の複屈折材料の少なくとも一方が、高分子液晶からなる請求項 1に 記載の液晶回折レンズ素子。
[3] 前記液晶と各前記複屈折フレネルレンズ部材とが、同一の常光屈折率および同一 の異常光屈折率を有する請求項 1または 2に記載の液晶回折レンズ素子。
[4] 前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の形状と、前記第 2の複屈折フレネルレンズ 部材の形状とが同一である請求項 1から 3までのいずれ力、 1項に記載の液晶回折レ ンズ素子。
[5] 前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材および前記第 2の複屈折フレネルレンズ部材 の異常光屈折率方向が、前記透明基板面に平行であると共に、前記透明基板面に 垂直な方向に関してねじれている請求項 1から 4までのいずれ力 1項に記載の液晶 回折レンズ素子。
[6] 透過する光の波長に対する位相差が π /2の奇数倍である位相板と一体化してい る請求項 1から 5までのいずれ力 1項に記載の液晶回折レンズ素子。
[7] 前記液晶の配向方向が、各前記複屈折フレネルレンズ部材との界面近傍において
、前記複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率方向と一致している請求項 1から 6 までのいずれか 1項に記載の液晶回折レンズ素子。
[8] 前記複屈折フレネルレンズ部材の一部が等方性材料である請求項 1から 7までの いずれか 1項に記載の液晶回折レンズ素子。
[9] 前記透明基板の少なくとも一方に、凹凸形状力 なる位相調整面が一体化されて レ、る請求項 1から 8までのいずれ力 4項に記載の液晶回折レンズ素子。
[10] 前記位相調整面が屈折率の温度係数が異なる複数の材料により形成されている請 求項 9に記載の液晶回折レンズ素子。
[11] 光源と、前記光源から出射された光を光記録媒体上に集光させる集光手段と、前 記光源と前記集光手段との間の光路上に配置された請求項 1から 10までのいずれ 力 1項に記載の液晶回折レンズ素子と、前記光記録媒体力 の情報を読み出す光検 出器とを備えたことを特徴とする光ヘッド装置。
[12] 前記光源側から前記液晶回折レンズ素子に入射する往路光の偏光方向が、前記 液晶回折レンズ素子が有する各前記複屈折フレネルレンズ部材のうちの、前記往路 光が入射する側に設けられた前記第 1の複屈折フレネルレンズ部材の異常光屈折率 方向と一致または直交するようになっている請求項 11に記載の光ヘッド装置。
PCT/JP2005/019062 2004-10-19 2005-10-17 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置 WO2006043516A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006542975A JP4692489B2 (ja) 2004-10-19 2005-10-17 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置
US11/737,177 US7710536B2 (en) 2004-10-19 2007-04-19 Liquid crystal diffraction lens element and optical head device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-304249 2004-10-19
JP2004304249 2004-10-19

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/737,177 Continuation US7710536B2 (en) 2004-10-19 2007-04-19 Liquid crystal diffraction lens element and optical head device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006043516A1 true WO2006043516A1 (ja) 2006-04-27

Family

ID=36202931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/019062 WO2006043516A1 (ja) 2004-10-19 2005-10-17 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7710536B2 (ja)
JP (1) JP4692489B2 (ja)
KR (1) KR20070065317A (ja)
CN (1) CN100587819C (ja)
TW (1) TW200622407A (ja)
WO (1) WO2006043516A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1688783A1 (en) * 2003-11-27 2006-08-09 Asahi Glass Company Ltd. Optical element using liquid crystal having optical isotropy
JP2008065888A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
WO2008136315A1 (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup and optical information processing device
JP2009528565A (ja) * 2006-03-03 2009-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ３ｄ／２ｄモード切替のために制御可能な液晶レンズを使用するオートステレオスコピック表示装置
CN101833219A (zh) * 2010-06-11 2010-09-15 华映视讯（吴江）有限公司 液晶透镜
WO2018169093A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 大日本印刷株式会社 回折光学素子
JP2019070784A (ja) * 2017-03-17 2019-05-09 大日本印刷株式会社 回折光学素子
JP2021529348A (ja) * 2018-06-27 2021-10-28 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ ＧｍｂＨ 光学素子の改良および光学素子に関連する改良

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4341332B2 (ja) * 2002-07-31 2009-10-07 旭硝子株式会社 光ヘッド装置
KR101047830B1 (ko) * 2004-04-30 2011-07-08 아사히 가라스 가부시키가이샤 액정 렌즈 소자 및 광헤드 장치
WO2006009176A1 (ja) * 2004-07-20 2006-01-26 Asahi Glass Company, Limited 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
WO2006013901A1 (ja) * 2004-08-04 2006-02-09 Asahi Glass Company, Limited 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
WO2006043516A1 (ja) 2004-10-19 2006-04-27 Asahi Glass Company, Limited 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置
US20070216851A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-20 Citizen Watch Co., Ltd. Liquid crystal lens and imaging lens device
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
JP2008052837A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Funai Electric Co Ltd 球面収差補正素子及びそれを用いた光ピックアップ装置
US20100085860A1 (en) * 2007-03-28 2010-04-08 Ryuichi Katayama Optical head device, and optical information recording/reproducing device and optical information recording/reproducing method using the same
US8305550B2 (en) * 2007-07-11 2012-11-06 Lg Display Co., Ltd. Electrically-driven liquid crystal lens and stereoscopic device using the same
CN101911191B (zh) * 2007-12-27 2012-10-24 旭硝子株式会社 液晶元件及光头装置及可变光调制元件
KR100887612B1 (ko) * 2008-02-29 2009-03-10 주식회사 엘엠에스 광대역 위상지연소자의 제조방법 및 이를 포함하는 광픽업 장치
TW201011350A (en) * 2008-09-04 2010-03-16 E Pin Optical Industry Co Ltd Liquid crystal zoom lens
CN101672990B (zh) * 2008-09-10 2012-04-25 一品光学工业股份有限公司 一种变焦液晶透镜
JP4776669B2 (ja) * 2008-09-25 2011-09-21 株式会社東芝 表示装置および移動体
EP2187392A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-19 Thomson Licensing Apparatus for writing to an optical recording medium
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
EP2343589A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-13 Realview Innovations Limited Improvements in depth-enhancing screens
TWI484224B (zh) * 2010-03-23 2015-05-11 Univ Nat Central 液晶透鏡之製造方法、以此方法所製得之液晶透鏡、以及液晶配向基板
KR101039325B1 (ko) * 2010-09-08 2011-06-08 주식회사 엘엠에스 위상지연소자
JP5286349B2 (ja) * 2010-12-27 2013-09-11 株式会社東芝 屈折率分布型液晶光学素子および画像表示装置
US9274349B2 (en) 2011-04-07 2016-03-01 Digilens Inc. Laser despeckler based on angular diversity
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
EP2748670B1 (en) 2011-08-24 2015-11-18 Rockwell Collins, Inc. Wearable data display
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
TWI424199B (zh) * 2011-09-28 2014-01-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 液晶透鏡
US9709829B2 (en) * 2011-11-18 2017-07-18 Vuzix Corporation Beam steering device
JP5591783B2 (ja) * 2011-11-25 2014-09-17 パナソニック株式会社 画像表示装置
US20150010265A1 (en) 2012-01-06 2015-01-08 Milan, Momcilo POPOVICH Contact image sensor using switchable bragg gratings
KR20130107953A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 삼성디스플레이 주식회사 영상 표시 장치
US9103992B1 (en) * 2012-11-01 2015-08-11 Capella Photonics, Inc. Flexible bandwidth wavelength selective switch
US9933684B2 (en) * 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
TWI603131B (zh) * 2013-02-07 2017-10-21 源奇科技股份有限公司 眼鏡結構
US20150219893A1 (en) 2013-02-07 2015-08-06 Liqxtal Technology Inc. Optical system and its display system
EP2963503B1 (en) * 2013-03-01 2020-05-20 Citizen Watch Co., Ltd. Luminous flux splitting element
JP2014182215A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Japan Display Inc 液晶装置及び電子機器
US9727772B2 (en) 2013-07-31 2017-08-08 Digilens, Inc. Method and apparatus for contact image sensing
US10359736B2 (en) 2014-08-08 2019-07-23 Digilens Inc. Method for holographic mastering and replication
KR20160029245A (ko) * 2014-09-04 2016-03-15 삼성디스플레이 주식회사 헤드 마운트 디스플레이 장치
WO2016042283A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
CN107873086B (zh) 2015-01-12 2020-03-20 迪吉伦斯公司 环境隔离的波导显示器
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
WO2016135434A1 (en) * 2015-02-23 2016-09-01 Milan Momcilo Popovich Electrically focus-tunable lens
NZ773820A (en) 2015-03-16 2022-07-29 Magic Leap Inc Methods and systems for diagnosing and treating health ailments
EP3115436A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-11 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Method for obtaining a material comprising a liquid crystal mix with a stabilized blue phase and optical article comprising this material
US9816687B2 (en) * 2015-09-24 2017-11-14 Intel Corporation MEMS LED zoom
WO2017060665A1 (en) 2015-10-05 2017-04-13 Milan Momcilo Popovich Waveguide display
JP6895451B2 (ja) 2016-03-24 2021-06-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 偏光選択ホログラフィー導波管デバイスを提供するための方法および装置
WO2017176898A1 (en) 2016-04-08 2017-10-12 Magic Leap, Inc. Augmented reality systems and methods with variable focus lens elements
JP6734933B2 (ja) 2016-04-11 2020-08-05 ディジレンズ インコーポレイテッド 構造化光投影のためのホログラフィック導波管装置
KR101976640B1 (ko) * 2016-10-19 2019-05-09 경북대학교 산학협력단 유연 액정 프레넬 렌즈
US10495921B2 (en) 2016-10-19 2019-12-03 Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Flexible liquid crystal lens
WO2018102834A2 (en) 2016-12-02 2018-06-07 Digilens, Inc. Waveguide device with uniform output illumination
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
JP7158396B2 (ja) 2017-02-23 2022-10-21 マジック リープ， インコーポレイテッド 可変屈折力反射体を有するディスプレイシステム
CN107479248A (zh) 2017-09-28 2017-12-15 京东方科技集团股份有限公司 一种衍射装置
EP3698214A4 (en) 2017-10-16 2021-10-27 Digilens Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR MULTIPLICATION OF THE IMAGE RESOLUTION OF A PIXELIZED DISPLAY
CN108037598A (zh) 2017-11-23 2018-05-15 京东方科技集团股份有限公司 液晶盒及拍摄系统
US10914950B2 (en) 2018-01-08 2021-02-09 Digilens Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
KR20200108030A (ko) 2018-01-08 2020-09-16 디지렌즈 인코포레이티드. 도파관 셀 내의 홀로그래픽 격자의 높은 처리능력의 레코딩을 위한 시스템 및 방법
US11402801B2 (en) 2018-07-25 2022-08-02 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
CN109683422B (zh) * 2019-01-30 2022-05-20 京东方科技集团股份有限公司 一种液晶透镜及其制备方法
JP2022520472A (ja) 2019-02-15 2022-03-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 統合された格子を使用してホログラフィック導波管ディスプレイを提供するための方法および装置
KR20210134763A (ko) 2019-03-12 2021-11-10 디지렌즈 인코포레이티드. 홀로그래픽 도파관 백라이트 및 관련된 제조 방법
KR20220016990A (ko) 2019-06-07 2022-02-10 디지렌즈 인코포레이티드. 투과 및 반사 격자를 통합하는 도파관 및 관련 제조 방법
CN110187585A (zh) * 2019-06-21 2019-08-30 京东方科技集团股份有限公司 一种液晶光学镜片及虚拟现实显示装置
JP2022543571A (ja) 2019-07-29 2022-10-13 ディジレンズ インコーポレイテッド 画素化されたディスプレイの画像解像度および視野を乗算するための方法および装置
EP4022370A4 (en) 2019-08-29 2023-08-30 Digilens Inc. VACUUM BRAGG GRATINGS AND METHODS OF MANUFACTURING
TW202136871A (zh) 2020-02-13 2021-10-01 德商馬克專利公司 液晶裝置
TW202136481A (zh) 2020-02-13 2021-10-01 德商馬克專利公司 液晶裝置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170934A (ja) * 1986-01-24 1987-07-28 Olympus Optical Co Ltd 液晶レンズ
JPH1092003A (ja) * 1996-09-18 1998-04-10 Asahi Glass Co Ltd 光ヘッド装置及びそれに用いる液晶レンズ
JP2002357804A (ja) * 2001-06-01 2002-12-13 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 回折型液晶レンズ及び多焦点回折型液晶レンズ
JP2004101885A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Pioneer Electronic Corp 液晶レンズ並びにその駆動方法及び装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3241781B2 (ja) * 1991-08-22 2001-12-25 松下電器産業株式会社 光ヘッド装置および光情報記録装置、光情報再生装置
DE69632290T2 (de) * 1995-02-28 2005-05-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Elektrooptische vorrichtung
JP3656131B2 (ja) * 1996-02-23 2005-06-08 旭硝子株式会社 光ヘッド装置
WO1999018459A1 (fr) * 1997-10-02 1999-04-15 Asahi Glass Company Ltd. Tete optique et element de diffraction conçu pour cette tete optique, et procede de fabrication de l'element de diffraction et de la tete optique
JP4343337B2 (ja) * 1999-07-23 2009-10-14 シチズンホールディングス株式会社 光学装置
JP4341332B2 (ja) * 2002-07-31 2009-10-07 旭硝子株式会社 光ヘッド装置
EP1602964A4 (en) * 2003-03-07 2008-08-13 Asahi Glass Co Ltd OPTICAL ATTENUATOR AND OPTICAL HEAD DEVICE
WO2005076265A1 (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Asahi Glass Company, Limited 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
KR101047830B1 (ko) * 2004-04-30 2011-07-08 아사히 가라스 가부시키가이샤 액정 렌즈 소자 및 광헤드 장치
KR20070034578A (ko) * 2004-07-15 2007-03-28 아사히 가라스 가부시키가이샤 액정 렌즈 소자 및 광헤드 장치
WO2006009176A1 (ja) * 2004-07-20 2006-01-26 Asahi Glass Company, Limited 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
WO2006043516A1 (ja) 2004-10-19 2006-04-27 Asahi Glass Company, Limited 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170934A (ja) * 1986-01-24 1987-07-28 Olympus Optical Co Ltd 液晶レンズ
JPH1092003A (ja) * 1996-09-18 1998-04-10 Asahi Glass Co Ltd 光ヘッド装置及びそれに用いる液晶レンズ
JP2002357804A (ja) * 2001-06-01 2002-12-13 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 回折型液晶レンズ及び多焦点回折型液晶レンズ
JP2004101885A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Pioneer Electronic Corp 液晶レンズ並びにその駆動方法及び装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1688783B1 (en) * 2003-11-27 2009-10-14 Asahi Glass Company Ltd. Optical element using liquid crystal having optical isotropy
EP1688783A1 (en) * 2003-11-27 2006-08-09 Asahi Glass Company Ltd. Optical element using liquid crystal having optical isotropy
JP2009528565A (ja) * 2006-03-03 2009-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ３ｄ／２ｄモード切替のために制御可能な液晶レンズを使用するオートステレオスコピック表示装置
JP2008065888A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
US8259555B2 (en) 2007-04-26 2012-09-04 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup and optical information processing device
WO2008136315A1 (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup and optical information processing device
CN101833219A (zh) * 2010-06-11 2010-09-15 华映视讯（吴江）有限公司 液晶透镜
WO2018169093A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 大日本印刷株式会社 回折光学素子
JP2019070784A (ja) * 2017-03-17 2019-05-09 大日本印刷株式会社 回折光学素子
CN110418986A (zh) * 2017-03-17 2019-11-05 大日本印刷株式会社 衍射光学元件
US11366256B2 (en) 2017-03-17 2022-06-21 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Diffractive optical element
TWI772387B (zh) * 2017-03-17 2022-08-01 日商大日本印刷股份有限公司 繞射光學元件
JP7196406B2 (ja) 2017-03-17 2022-12-27 大日本印刷株式会社 回折光学素子
JP2021529348A (ja) * 2018-06-27 2021-10-28 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ ＧｍｂＨ 光学素子の改良および光学素子に関連する改良
JP7453161B2 (ja) 2018-06-27 2024-03-19 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 光学素子の改良および光学素子に関連する改良

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2006043516A1 (ja) 2008-05-22
US7710536B2 (en) 2010-05-04
JP4692489B2 (ja) 2011-06-01
CN100587819C (zh) 2010-02-03
US20070182915A1 (en) 2007-08-09
TW200622407A (en) 2006-07-01
KR20070065317A (ko) 2007-06-22
CN101040336A (zh) 2007-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4692489B2 (ja) 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置
JP4479726B2 (ja) 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
JP4720507B2 (ja) 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
JP4752763B2 (ja) 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
WO2006009176A1 (ja) 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
KR20070035043A (ko) 액정 렌즈 소자 및 광헤드 장치
JP4501611B2 (ja) 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
JP4508048B2 (ja) 液晶レンズおよび光ヘッド装置
JP2004355790A (ja) ホログラム結合体およびその製造方法、ホログラムレーザユニットならびに光ピックアップ装置
JP2006512712A (ja) 制御可能な２層複屈折光コンポーネント
JP4552556B2 (ja) 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
JP2009015995A (ja) 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置
JP3624561B2 (ja) 光変調素子及び光ヘッド装置
JP4622160B2 (ja) 回折格子一体型旋光子および光ヘッド装置
JP4478398B2 (ja) 偏光光学素子、光学素子ユニット、光ヘッド装置及び光ディスクドライブ装置
JP4207550B2 (ja) 光ヘッド装置
JP4168680B2 (ja) 光ヘッド装置
JP4085527B2 (ja) 光ヘッド装置
JP4599763B2 (ja) 光ヘッド装置
JP4427877B2 (ja) 開口制限素子および光ヘッド装置
JP2010238350A (ja) 光ヘッド装置
JP4696883B2 (ja) 位相補正素子および光ヘッド装置
JP2006099946A (ja) 光ヘッド装置
JP2005353207A (ja) 偏光ホログラム素子、光ピックアップ装置及びこれらの製造方法
JP4396341B2 (ja) 光ヘッド装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006542975

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077005419

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200580035229.8

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11737177

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11737177

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05793590

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1